Couleurs clairement identifiables pour les figures scientifiques

Je cherche des conseils sur la façon de choisir un ensemble de couleurs (ou un dégradé de couleurs) qui se distinguent clairement, pour une utilisation dans les figures scientifiques. Y a-t-il eu des recherches systématiques à ce sujet? Si oui, j'apprécierais quelques liens.

Lors de la création de figures scientifiques, la couleur est souvent utilisée pour distinguer les éléments. Un exemple est les lignes d'un tracé:

Un autre exemple est un dégradé de couleurs pour désigner les valeurs:

Je m'intéresse à deux questions:

1. Comment puis-je choisir le plus grand ensemble de couleurs qui se distinguent encore les unes des autres, pour une utilisation dans un tracé? De même, quel dégradé de couleurs permettra à l'œil de discerner le plus grand ensemble de valeurs et de détecter le moindre changement? Existe-t-il des schémas de couleurs spécialement conçus pour cela? Je recherche quelque chose qui fonctionne bien à l'écran et sur papier.

2. Comment puis-je choisir un ensemble de couleurs (ou un dégradé) qui sont encore suffisamment reconnaissables lors de la conversion en niveaux de gris, mais le contraste est amélioré lorsqu'ils sont visualisés en couleur? Existe-t-il un dégradé de couleur qui n'est pas bien pire à cet égard qu'un dégradé de blanc à noir complet lorsqu'il est converti en niveaux de gris, mais donne un contraste considérablement amélioré lorsqu'il est reproduit en couleur? (Prenez par exemple mon exemple de figure ci-dessus avec la couleur arc-en-ciel: il a un excellent contraste de couleur, mais il est inutilisable en niveaux de gris. De nombreuses revues scientifiques publieront des chiffres en couleur en ligne, mais demandent des chiffres qui sont également utilisables en niveaux de gris, dans la version imprimée édition.)

Voici une touche pratique de science.

• Les rétines de vos yeux ont des récepteurs pour la lumière rouge, verte et bleue (cônes) ainsi que des récepteurs pour les niveaux de lumière généraux (bâtonnets)
• Entre vos yeux et le cortex visuel, il y a une étape (le LGN) où les informations de couleur sont converties en paires opposées: rouge: vert, bleu: jaune et noir: blanc. Le jaune est créé dans des cas spéciaux où le rouge et le vert sont en équilibre et le bleu est faible, et la plupart des bruns sont effectivement des jaunes foncés ou à faible saturation (rouge et vert plus élevés que le bleu). Vous pouvez voir comment ces paires sont opposées les unes aux autres avec des images après - regardez une lumière vive d'une couleur et regardez au loin, et l'effet après image que vous verrez sera fait de ses couleurs opposées.

Cela vous donne donc les quatre teintes les plus clairement différenciables (plus aucun noir ou gris: aucune teinte). Dans chacun d'eux, vous pouvez utiliser des différences de luminosité et de saturation pour créer plus de couleurs. Si vous avez besoin de plus de couleurs, vous pouvez prendre des points intermédiaires entre ces quatre teintes, puis modifier à nouveau la luminosité et la saturation. (faites attention à réduire la saturation et à augmenter la luminosité trop haut car cela réduit le contraste de la teinte).

Gardez à l'esprit que le jaune est un cas particulier - il est typiquement brillant car il est alimenté par l'activation de deux types de récepteurs, pas un seul.

La question de savoir comment ces convertis en niveaux de gris est importante, mais je pense que la meilleure réponse est probablement séparée. Il existe des différences (par exemple, les rouges ont tendance à être plus sombres) mais cela dépend d'autres choses comme la façon dont la conversion est effectuée, etc.

Deux choses à garder à l'esprit:

• Les échelles de couleurs ne sont pas perçues linéairement. Dans les cartes thermiques couleur, comme la deuxième image que vous publiez, les échelles de couleurs sont bonnes pour aider à percevoir des valeurs spécifiques, mais cela a un coût que l'image globale de ce qui est élevé ou faible par rapport à ce qui est plus difficile à percevoir intuitivement. Plus d'informations à ce sujet ici. Utilisez de telles «échelles arc-en-ciel» uniquement lorsque l'obtention de valeurs spécifiques à partir d'une visualisation est plus importante que de voir l'image plus grande (généralement, cela signifie que les échelles arc-en-ciel sont acceptables pour les visualisations destinées à l'analyse par des experts, mais mauvaises pour les visualisations destinées à des fins de communication générale). )
• Un nombre étonnamment élevé de personnes (en particulier des hommes) sont daltoniennes. En particulier, quelque chose comme 10% des hommes ont du mal à percer les différences entre le rouge et le vert - voyant ces couleurs comme la même teinte. Ces personnes peuvent généralement faire une supposition éclairée basée sur les niveaux de légèreté, mais c'est difficile et il est donc préférable de s'assurer que là où le rouge et le vert communiquent, il existe d'autres façons de distinguer ces couleurs que la teinte. Utilisez des outils de simulation de daltonisme comme vischeck pour tester des conceptions, ne vous fiez pas uniquement à la conversion en niveaux de gris car ce n'est pas une simulation précise.

Pour votre première question, vous voudrez peut-être examiner une roue chromatique, voici un exemple . Il suffit de diviser les 360 degrés de la roue en autant de pièces que vous le souhaitez et vous obtiendrez des couleurs qui contrastent autant que possible.

Par exemple, si vous avez 3 éléments, vos couleurs seront le rouge, le bleu et le citron vert.

Selon les chiffres utilisables en noir et blanc, vous constaterez souvent que les modèles peuvent aider à identifier différents graphiques, où une telle application est possible. Lorsque l'utilisation de motifs n'est pas possible, votre meilleur pari est la désaturation sélective où différentes teintes entraînent des nuances différentes, voir un exemple d'image ici .

La désaturation sélective appliquée à votre image d'origine peut être vue ici: