ความสว่างไม่ได้เป็นอย่างที่เห็น

แสงที่เดินทางจากพื้นผิวมาถึงจอตาของคุณขึ้นอยู่กับสิ่งสองอย่างที่คูณกัน:

light reaching the eye = reflectance of the surface × light falling on it

การสะท้อนแสง คือเศษส่วนของแสงที่พื้นผิวสะท้อนกลับมา (กระดาษสีขาวสะท้อนแสงได้มาก ส่วนถ่านหินสะท้อนแสงได้น้อย) การส่องสว่าง อาจเปลี่ยนแปลงได้มาก ตั้งแต่แสงแดดจ้าไปจนถึงเงามืด จอตาไม่สามารถแยกแยะสองสิ่งนี้จากตัวเลขเพียงค่าเดียวได้ หากบริเวณหนึ่งดูมืด กระดาษนั้นเป็นสีเทา หรือจริง ๆ แล้วเป็นสีขาวแต่อยู่ในเงากันแน่

สมองของคุณต้องตัดสินใจ และสมองจะใช้บริบทในการตัดสิน ผลลัพธ์นี้เรียกว่า ความคงที่ของความสว่าง: กระดาษสีขาวยังคงดูเป็นสีขาวแม้อยู่ในที่ร่ม และถ่านหินสีดำก็ยังคงดูเป็นสีดำเมื่ออยู่กลางแดด แม้ในแง่ปริมาณจริง ๆ แล้ว กระดาษสีขาวในที่ร่มอาจสะท้อนแสงเข้าตาของคุณน้อยกว่าถ่านหินสีดำที่โดนแดดก็ได้

ภาพลวงตาเงาบนกระดานหมากรุก ซึ่งทำให้โด่งดังโดยนักวิทยาศาสตร์ด้านการมองเห็น Edward Adelson แสดงให้เห็นกลวิธีนี้ ทรงกระบอกทอดเงาลงบนกระดานหมากรุก ช่องหนึ่งที่อยู่นอกเงาดูมืด และอีกช่องหนึ่งที่อยู่ในเงาดูสว่าง ทั้งที่บนหน้าจอ ช่องทั้งสองมี เฉดเทาที่เหมือนกันทุกประการ สมองของคุณรู้ว่าช่องที่สองอยู่ในเงาและแก้ไขการรับรู้นั้น จึงทำให้ค่าพิกเซลเดียวกันดูสว่างกว่า การแก้ไขนี้เป็นส่วนหนึ่งของวิธีที่คุณมองเห็น จึงยังคงทำงานแม้คุณจะรู้คำตอบแล้วก็ตาม

เอฟเฟกต์ความสว่างอีกสองอย่างเกิดจากการที่พื้นที่ข้างเคียงมีปฏิสัมพันธ์กัน:

• คอนทราสต์พร้อมกัน: สีเทาเดียวกันจะดูเข้มขึ้นเมื่ออยู่บนพื้นหลังสีอ่อน และดูอ่อนลงเมื่ออยู่บนพื้นหลังสีเข้ม
• แถบ Mach: เมื่อการไล่ระดับความสว่างอย่างราบรื่นมาบรรจบกับพื้นที่สีคงที่ หรือเมื่อขั้นต่าง ๆ ของบันไดสีเทามาบรรจบกัน คุณจะเห็นแถบสีอ่อนบาง ๆ ที่ด้านสว่างของขอบ และแถบสีเข้มที่ด้านมืด แม้ว่าในภาพจะไม่มีแถบเหล่านี้อยู่จริง แถบเหล่านี้ตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์และนักปรัชญา Ernst Mach ผู้บรรยายปรากฏการณ์นี้ไว้ในช่วงทศวรรษ 1860 คำอธิบายทั่วไปคือ เซลล์ประสาทที่อยู่ใกล้กันจะยับยั้งกันเอง ทำให้ขอบดูคมชัดขึ้น