Dư ảnh là hình ảnh "ma" mà ta thấy sau khi nhìn chằm chằm một vật màu một lúc rồi chuyển mắt sang nền trắng: nhìn hình đỏ sẽ thấy dư ảnh xanh lục lơ, nhìn hình vàng thấy dư ảnh xanh tím. Hiện tượng này xảy ra vì tế bào thị giác bị "mỏi" tạm thời và vì não xử lý màu theo từng cặp đối lập: đỏ – lục, lam – vàng, sáng – tối. Đây là bằng chứng sinh động cho thuyết màu đối lập của Ewald Hering.
Thử ngay: tạo dư ảnh trong 30 giây
Vẽ một hình tròn đỏ đậm trên giấy trắng, đặt một chấm đen nhỏ ở giữa. Dưới ánh sáng tốt, nhìn chăm chú vào chấm đen khoảng 30 giây, cố không chớp mắt nhiều và không đưa mắt đi. Rồi chuyển mắt sang một tờ giấy trắng trơn. Bạn sẽ thấy một hình tròn màu xanh lục lơ nhạt lơ lửng, kéo dài vài giây rồi tan dần. Làm lại với hình vàng, bạn sẽ thấy dư ảnh xanh tím; với hình xanh lam, dư ảnh vàng cam.
Khi chớp mắt, dư ảnh thường hiện rõ lại trong chốc lát. Nếu nhìn sang một bức tường xa hơn, dư ảnh trông to hơn, vì nó "dính" trên võng mạc với cùng một kích thước góc, còn não ước lượng nó nằm xa hơn.
Vì sao có dư ảnh
Tế bào nón bị mỏi
Khi nhìn lâu vào màu đỏ, tế bào nón nhạy với bước sóng dài làm việc liên tục và giảm độ nhạy tạm thời. Sau đó nhìn sang giấy trắng, vốn hắt mọi bước sóng, các nón "đỏ" đang mệt phản ứng yếu hơn hai loại nón kia. Tín hiệu lệch về phía lục và lam, não đọc thành màu xanh lục lơ.
Não xử lý theo cặp đối lập
Nhưng chỉ chuyện nón mỏi không giải thích hết. Năm 1878, nhà sinh lý học người Đức Ewald Hering đưa ra thuyết màu đối lập. Ông để ý rằng ta có thể nói "vàng lục", "lam đỏ" (tím), nhưng không bao giờ thấy "đỏ lục" hay "vàng lam". Hai màu trong mỗi cặp không thể cùng tồn tại ở một điểm. Hering đề xuất hệ thị giác có ba kênh đối lập: đỏ đối lục, lam đối vàng, trắng đối đen. Mỗi kênh chỉ báo được một trong hai phía.
Nghiên cứu thần kinh thế kỷ 20 tìm thấy các tế bào trong võng mạc và trong vùng não thị giác hoạt động đúng như vậy: một số tế bào được kích thích bởi đỏ và bị ức chế bởi lục, số khác ngược lại. Khi kênh đỏ – lục bị ép về phía đỏ quá lâu, nó "bật ngược" về phía lục khi kích thích biến mất.
| Nhìn lâu vào | Dư ảnh thường thấy |
|---|---|
| Đỏ | Xanh lục lơ |
| Xanh lục | Hồng tím |
| Vàng | Xanh tím |
| Xanh lam | Vàng cam |
| Đen | Trắng sáng |
| Trắng sáng | Tối |
Màu của dư ảnh không trùng hoàn toàn với màu bổ túc trên bánh xe màu của hoạ sĩ, vì một bên là sinh lý thị giác, một bên là quy ước pha màu. Nhưng xu hướng thì gần nhau.
Goethe và bóng có màu
Trước Hering, đại văn hào Đức Johann Wolfgang von Goethe đã dành nhiều năm quan sát màu và viết cuốn Học thuyết màu sắc (1810). Goethe phản đối cách giải thích của Newton, và về vật lý ông sai ở nhiều điểm. Nhưng ông là người quan sát rất tinh các hiện tượng tâm lý thị giác: dư ảnh, bóng có màu, sự ảnh hưởng qua lại giữa các màu đặt cạnh nhau. Ông mô tả việc bóng của một vật dưới ánh nến trên nền tuyết lúc chạng vạng có màu xanh lam, và cho rằng mắt "đòi hỏi" màu đối lập. Hering sau này đã kế thừa nhiều quan sát của Goethe.
Dư ảnh trong đời sống
- Trang phục phòng mổ: một lý do thường được nêu cho việc nhiều bệnh viện chuyển từ áo trắng sang áo xanh lục hoặc xanh lam cho phẫu thuật viên là để giảm dư ảnh. Sau khi nhìn lâu vào vùng mổ đỏ, nhìn sang nền trắng sẽ thấy dư ảnh xanh lục gây rối mắt; nền xanh giúp dư ảnh lẫn đi. Áo xanh cũng ít chói dưới đèn mạnh. Đây là cách giải thích phổ biến, ngành y còn có những lý do thực tế khác.
- Nhìn đèn sáng: sau khi nhìn bóng đèn hay đèn flash, ta thấy một đốm tối (hoặc đốm màu) trước mắt một lúc. Đây cũng là dư ảnh. Tuyệt đối không nhìn Mặt Trời để "thử", vì có thể gây tổn thương võng mạc vĩnh viễn.
- Màn hình: đọc lâu chữ đen trên nền trắng rồi nhìn sang tường đôi khi thấy những vạch sáng mờ. Đây là dư ảnh âm bản, vô hại.
Khi nào dư ảnh là dấu hiệu cần đi khám
Dư ảnh sau khi nhìn lâu vào hình màu và tan trong vài giây là bình thường. Nhưng nếu bạn thấy hình ảnh lưu lại kéo dài bất thường, xuất hiện cả khi không nhìn chằm chằm vào gì, kèm nhìn mờ, đau đầu, hoặc có đốm tối không tan sau khi nhìn ánh sáng mạnh, hãy đi khám bác sĩ chuyên khoa mắt hoặc thần kinh. Đây là thông tin phổ thông, không thay cho chẩn đoán của bác sĩ.
Góc nhìn hôm nay: dư ảnh màu biến ảnh đen trắng thành ảnh màu
Một thí nghiệm nổi tiếng trên mạng: người ta tạo một bức ảnh phong cảnh có màu đảo ngược (trời vàng cam, cây hồng tím), cho người xem nhìn chằm chằm vào một chấm ở giữa khoảng 30 giây, rồi thay bằng phiên bản đen trắng của cùng bức ảnh. Trong vài giây, người xem thấy bức ảnh đen trắng như có màu thật: trời xanh, cây xanh. Có thể tự làm bằng các ứng dụng chỉnh ảnh có chức năng đảo màu. Thí nghiệm này là minh hoạ đẹp nhất cho thuyết màu đối lập.
Người muốn đọc thêm có thể tìm bản dịch Học thuyết màu sắc của Goethe để thấy một thiên tài quan sát màu, và các sách tâm lý học tri giác để hiểu cơ chế thần kinh hiện đại.
Câu hỏi thường gặp
Dư ảnh là gì?
Là hình ảnh còn lưu lại trong mắt sau khi nhìn lâu vào một vật, thường mang màu đối lập. Nhìn hình đỏ rồi nhìn giấy trắng sẽ thấy hình xanh lục lơ trong vài giây.
Thuyết màu đối lập là gì?
Là thuyết của Ewald Hering (1878) cho rằng hệ thị giác xử lý màu qua ba cặp đối lập: đỏ – lục, lam – vàng, trắng – đen. Vì vậy ta không bao giờ thấy màu "đỏ lục" hay "vàng lam".
Vì sao bác sĩ phẫu thuật mặc áo xanh?
Một lý do thường được nêu là giảm dư ảnh xanh lục khi bác sĩ chuyển mắt từ vùng mổ đỏ sang nền xung quanh. Áo xanh cũng ít chói hơn áo trắng dưới đèn mổ mạnh.
Dư ảnh có hại cho mắt không?
Dư ảnh do nhìn hình màu là bình thường và tan trong vài giây. Nhưng không được nhìn Mặt Trời hay đèn rất mạnh, và nếu thấy hình lưu lại kéo dài bất thường, kèm nhìn mờ, nên đi khám bác sĩ mắt.