Nowe badanie obala 100-letnie zrozumienie percepcji kolorów

Nowe badanie koryguje ważny błąd w matematycznej przestrzeni 3D, opracowany przez laureata Nagrody Nobla, fizyka Erwina Schrödingera i innych, i używany przez naukowców i przemysł od ponad 100 lat do opisywania, w jaki sposób twoje oko odróżnia jeden kolor od drugiego. Badania mogą przyczynić się do udoskonalenia wizualizacji danych naukowych, ulepszenia telewizorów i ponownej kalibracji przemysłu tekstylnego i farbiarskiego.

„Rzekomy kształt przestrzeni kolorów wymaga zmiany paradygmatu” – powiedziała Roxana Bojak, informatyk z wykształceniem matematycznym, który tworzył wizualizacje naukowe w Los Alamos National Laboratory. Bujack jest głównym autorem artykułu przygotowanego przez zespół Los Alamos at Materiały Narodowej Akademii Nauk W matematyce postrzegania kolorów.

„Nasze badania pokazują, że obecny model matematyczny tego, jak oko postrzega różnice w kolorach, jest błędny. Model ten został zaproponowany przez Bernharda Riemanna i opracowany przez Hermanna von Helmholtza i Erwina Schrödingera – wszystkich gigantów matematyki i fizyki – i udowodnienie jednego błędu jest bardzo to marzenie naukowca” – powiedział Bojak.

Modelowanie percepcji barw przez człowieka umożliwia automatyzację przetwarzanie obrazui grafiki komputerowej oraz wyobrażanie sobie Zadania.

„Naszym pierwotnym pomysłem było opracowanie algorytmów do automatycznego ulepszania map kolorów do wizualizacji danych, aby ułatwić ich zrozumienie i interpretację” – powiedział Bojak. Zespół był więc zaskoczony, gdy okazało się, że jako pierwsi zdecydowali, że długoterminowe zastosowanie geometrii Riemanna, która pozwala uogólniać linie proste na zakrzywione powierzchnie, nie działa.

Aby stworzyć standardy branżowe, dokładny model matematyczny wizji przestrzeń kolorów I jest taka potrzeba. Pierwsze próby wykorzystywały przestrzenie euklidesowe – znajomą geometrię nauczaną w wielu szkołach średnich; Bardziej zaawansowane modele wykorzystywały geometrię Riemanna. Modele malują na czerwono, zielono i niebiesko w przestrzeni 3D. Są to kolory, które są silnie rejestrowane przez czopki wykrywające światło na naszej siatkówce i nic dziwnego – kolory, które mieszają się, tworząc wszystkie obrazy RGB na ekranie komputera.

W badaniu, które łączy psychologię, biologię i matematykę, Bojak i jej koledzy odkryli, że użycie geometrii Riemanna przesadza w postrzeganiu dużych różnic w kolorze. Dzieje się tak, ponieważ ludzie zdają sobie sprawę, że duża różnica w kolorze jest mniejsza niż ta, którą można by uzyskać, dodając niewielkie różnice między dwoma szeroko oddzielonymi kolorami.

Geometria riemannowska nie może wyjaśnić tego efektu.

„Nie spodziewaliśmy się tego i nie wiemy dokładnie Inżynieria Kim jest ten nowy? kolor – Jeszcze kosmos – powiedział Bojack. „Możemy być w stanie myśleć o tym normalnie, ale z dodatkowym nawodnieniem lub funkcją wagi, która pokonuje długie dystanse, skracając je. Ale nie możemy tego jeszcze udowodnić.”