关键在于转换，而不是直接看见
一个物体内部并不存在某种单一的“颜色”。它反射或发出的是多种波长的混合，而“颜色”是某只特定的眼睛对这种混合的处理结果。人眼有三种对颜色敏感的视锥细胞，因此超出这一范围的波长——紫端之外的紫外线、红端之外的红外线——根本不会产生颜色感觉。要观察它们，你需要一台灵敏度延伸到该范围的设备，然后还需要一种方法，把结果用你能感知的颜色显示出来。
红外成像就是这样工作的。一台双色红外光热显微镜用红外光激发分子，读取由此产生的热信号，生成两个不同红外吸收波段的显微图像，并以亚微米分辨率区分活细胞内的两种不同化学物质[2]。你看到的图像是一种转换：仪器测量了红外吸收，显示器则分配可见颜色来代表它。同样，一种近红外光热感知方法把细微的红外差异转换成有区分度的伪彩色特征，使人类观察者能够分辨[5]。这些图像中的颜色是波长信息的标签，而不是物体本身呈现的颜色。
如果动物能看见，就让动物告诉你
对于紫外线，一种有力的方法是用天生能看见紫外线的动物做行为测试。研究人员搭建了一个五通道LED显示屏（红、绿、蓝、紫和紫外），测试海葵鱼，首先测出这种鱼的紫外视锥细胞峰值约在386纳米——刚好低于人类可见范围——此外还有三种其他视锥细胞[1]。然后训练鱼从亮度各异的灰色干扰像素中挑出彩色目标像素。由于鱼使用了全部四种视锥细胞，它是四色视觉动物，也就是说它有四个颜色通道，而不是我们的三个[1]。
关键结果是，当目标带有紫外对比度——即紫外视锥细胞受到的刺激强于其他视锥细胞——时，鱼区分颜色的能力更好，其阈值更低、更敏锐[1]。这是直接的行为证据，表明紫外差异对鱼来说是一种真实的感知颜色，而不只是物理测量。同样的逻辑适用于任何看不见的颜色：如果拥有相应受体的观察者能被训练出不同的反应，那么这种颜色就可以通过行为来观察。
探测器和图像融合进一步拓展范围
硬件也可以被设计成同时对多个波段敏感。一种双色红外探测器由堆叠的吸收层构成，层间以势垒层隔开，能带经过设计使界面处连续，从而让该结构能响应两个红外波段[3]。这是传感器层面的解决方案：器件不是过滤一个宽泛的响应，而是被构造成能捕捉不同的红外通道。
在图像层面，红外图像和可见光图像可以合并。一种方法融合红外与可见光图像来增强色彩对比度，目标是让结果更接近人眼在白天观看时感到舒适的效果[4]。融合图像是一种合成：可见光提供熟悉的外观，红外通道则补充眼睛本来接收不到的信息。在每种情况下，看不见的颜色只有在仪器测量它、显示器重新编码它之后才变得可观察。
转换后的图像能告诉你什么、不能告诉你什么
伪彩色或融合图像是关于波长内容的证据，而不是通往另一种动物体验的窗口。当海葵鱼区分出紫外目标时，这说明鱼的视觉系统把紫外线当作一个颜色通道来使用[1]；它并不能告诉你紫外线对鱼来说“看起来像什么”。同样，一张显示两种化学物质的红外光热图像[2]，或一张近红外差异的伪彩色分割图[5]，告诉你的是这些物质或对比度在哪里，其中的颜色是为了方便人眼辨认而选定的。
那么，实际的答案是：观察一种看不见的颜色，要么需要一台调谐到该波长的探测器，要么需要一只拥有相关受体、正在表现出行为的动物——而在这两种情况下，观察都是以转换的形式到来的。测量是真实的；你在屏幕上看到的颜色是它的替身。
本文引用的文献
海葵鱼的紫外视觉改善了颜色辨别
海葵鱼具有四色视觉，当目标带有紫外对比度时能更敏锐地辨别颜色，表明紫外线在行为中被用作一个颜色通道。
双色红外光热显微术
一种双色红外光热显微技术能对两个不同的红外吸收波段成像，并以亚微米分辨率区分活细胞中的两种化学物质。
双色红外探测器
一种双色红外探测器利用堆叠的吸收层和势垒层，其价带能量函数连续，从而能响应两个红外波段。
一种色彩对比度增强的红外与可见光图像融合方法
一种方法融合红外与可见光图像来增强色彩对比度，使人类视觉感知更舒适。
面向近红外光热感知的光谱协同伪彩色分割
一种近红外光热感知方法把细微的红外差异转换成有区分度的伪彩色特征，以供可见感知。