Un nuevo estudio anula la comprensión de 100 años de la percepción del color

Un nuevo estudio corrige un error importante en el espacio 3D matemático desarrollado por el físico ganador del Premio Nobel Erwin Schrödinger y otros, y utilizado por los científicos y la industria durante más de 100 años para describir cómo el ojo distingue un color de otro. La investigación tiene el potencial de mejorar las visualizaciones de datos científicos, mejorar los televisores y recalibrar las industrias textil y de pintura.

“La supuesta forma del espacio de color requiere un cambio de paradigma”, dijo Roxana Bojak, científica informática con experiencia en matemáticas que creó visualizaciones científicas en el Laboratorio Nacional de Los Álamos. Bujack es el autor principal del artículo preparado por el equipo de Los Álamos en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias En las matemáticas de la percepción del color.

“Nuestra investigación muestra que el modelo matemático actual de cómo el ojo percibe las diferencias de color es incorrecto. Este modelo fue propuesto por Bernhard Riemann y desarrollado por Hermann von Helmholtz y Erwin Schrödinger, todos gigantes en matemáticas y física, y demostrar que uno está equivocado es muy el sueño de un científico”, dijo Bojak.

El modelado de la percepción humana del color permite la automatización procesamiento de imágenesy gráficos por computadora y visualización Tareas.

“Nuestra idea original era desarrollar algoritmos para mejorar automáticamente los mapas de color para la visualización de datos, para que sea más fácil de entender e interpretar”, dijo Bojak. Así que el equipo se sorprendió al descubrir que fueron los primeros en decidir que la aplicación a largo plazo de la geometría de Riemann, que permite generalizar las líneas rectas a las superficies curvas, no funcionaba.

Para crear estándares de la industria, un modelo matemático preciso de la visión espacio de color Y hay una necesidad. Los primeros intentos utilizaron espacios euclidianos, la geometría familiar que se enseña en muchas escuelas secundarias; Los modelos más avanzados utilizaron la geometría de Riemann. Los modelos pintan rojo, verde y azul en el espacio 3D. Estos son los colores que son poderosamente registrados por los conos que detectan la luz en nuestra retina y, como era de esperar, los colores que se mezclan para crear todas las imágenes RGB en la pantalla de una computadora.

En el estudio, que combina psicología, biología y matemáticas, Bojak y sus colegas descubrieron que el uso de la geometría de Riemann exagera la percepción de grandes diferencias de color. Esto se debe a que las personas se dan cuenta de que una gran diferencia de color es menor que la cantidad que obtendría si agregara pequeñas diferencias de color entre dos colores muy separados.

La geometría de Riemann no puede explicar este efecto.

“No esperábamos esto, y no sabemos exactamente Ingeniería ¿Quién es este nuevo? el color “Espacio todavía”, dijo Bojack. “Podríamos pensar en ello normalmente, pero con una hidratación adicional o una función de peso que recorre largas distancias, haciéndolas más cortas. Pero aún no podemos probarlo”.