Un nuovo studio ribalta la comprensione di 100 anni della percezione del colore

Un nuovo studio corregge un importante errore nello spazio matematico 3D sviluppato dal fisico vincitore del Premio Nobel Erwin Schrödinger e altri, e utilizzato da scienziati e industria da oltre 100 anni per descrivere come l’occhio distingue un colore da un altro. La ricerca ha il potenziale per migliorare le visualizzazioni dei dati scientifici, migliorare i televisori e ricalibrare le industrie tessili e delle vernici.

“La presunta forma dello spazio colore richiede un cambio di paradigma”, ha affermato Roxana Bojak, un’informatica con un background in matematica che ha creato visualizzazioni scientifiche presso il Los Alamos National Laboratory. Bujack è l’autore principale del documento preparato dal team di Los Alamos a Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze Nella matematica della percezione del colore.

“La nostra ricerca mostra che l’attuale modello matematico di come l’occhio percepisce le differenze di colore non è corretto. Questo modello è stato proposto da Bernhard Riemann e sviluppato da Hermann von Helmholtz e Erwin Schrödinger – tutti giganti della matematica e della fisica – e dimostrare che uno è sbagliato è molto molto il sogno di uno scienziato”, ha detto Bojak.

La modellazione della percezione del colore umano consente l’automazione elaborazione delle immaginie computer grafica e visualizzazione Compiti.

“La nostra idea originale era quella di sviluppare algoritmi per migliorare automaticamente le mappe dei colori per la visualizzazione dei dati, per renderne più facile la comprensione e l’interpretazione”, ha affermato Bojak. Il team è stato quindi sorpreso di scoprire di essere stato il primo a decidere che l’applicazione a lungo termine della geometria di Riemann, che consente di generalizzare le linee rette alle superfici curve, non funzionava.

Per creare standard di settore, modello matematico accurato della visione spazio colore E c’è bisogno. I primi tentativi hanno utilizzato gli spazi euclidei: la geometria familiare insegnata in molte scuole superiori; Modelli più avanzati utilizzavano la geometria riemanniana. I modelli dipingono di rosso, verde e blu nello spazio 3D. Questi sono i colori che vengono registrati in modo potente dai coni che rilevano la luce sulla nostra retina e, non sorprendentemente, i colori che si fondono per creare tutte le immagini RGB sullo schermo di un computer.

Nello studio, che mescola psicologia, biologia e matematica, Bojak e i suoi colleghi hanno scoperto che l’uso della geometria riemanniana esagera la percezione di grandi differenze di colore. Questo perché le persone si rendono conto che una grande differenza di colore è inferiore alla quantità che si otterrebbe se si aggiungessero piccole differenze di colore tra due colori ampiamente separati.

La geometria riemanniana non può spiegare questo effetto.

“Non ce lo aspettavamo e non lo sappiamo esattamente Ingegneria Chi è questo nuovo? il colore “Spazio ancora”, disse Bojack. “Potremmo essere in grado di pensarci normalmente, ma con una funzione di idratazione o peso extra che tira lunghe distanze, rendendolo più breve. Ma non possiamo ancora dimostrarlo”.