”Matefel” hittat i Foundation of Century-Old Color Theory

3d maths visualization

En ny studie har korrigerat Erwin Schrödingers arbete efter att ett fel hittades i den berömda fysikerns 3D-matematik som beskriver hur ögon skiljer en färg från en annan.

En forskargrupp vid Los Alamos National Laboratory har producerat en papper som visar att den långvariga ”nuvarande matematiska modellen av hur ögat uppfattar färgskillnader är felaktig.”

Den nya matematiska representationen har funnit att linjesegmenten som representerar avståndet mellan vitt åtskilda färger inte stämmer överens med människans färguppfattning när man använder den tidigare accepterade geometrin.

Den nya upptäckten har potential att skapa mer livfulla bildskärmar och skärmar, såväl som tryckt material och textilier.

”Vår forskning visar att den nuvarande matematiska modellen för hur ögat uppfattar färgskillnader är felaktig”, förklarar Roxana Bujack, en datavetare med en bakgrund i matematik som skapar vetenskapliga visualiseringar.

”Denna modellen föreslogs av Bernhard Riemann och utvecklades av Hermann von Helmholtz och Erwin Schrödinger – alla jättar inom matematik och fysik – och att bevisa att en av dem har fel är ganska mycket en vetenskapsmans dröm,” hon berättar labbets hemsida.

Denna visualisering fångar det matematiska 3D-utrymme som används för att kartlägga mänsklig färguppfattning.

Modellering av mänsklig färguppfattning möjliggör automatisering av bildbehandling, datorgrafik och visualiseringsuppgifter.

”Vår ursprungliga idé var att utveckla algoritmer för att automatiskt förbättra färgkartor för datavisualisering, för att göra dem lättare att förstå och tolka”, säger Bujack.

Teamet förväntade sig dock inte att upptäcka att den långvariga tillämpningen av Riemannsk geometri, som tillåter generalisering av raka linjer till krökta ytor, inte fungerade.

Modeller som använder Riemannsk geometri plottar rött, grönt och blått i 3D-rymden eftersom dessa färger är starkast registrerade av en människas näthinna och används även på RGB-datorskärmar.

Bujack och hennes kollegor upptäckte att Riemannsk geometri överskattar uppfattningen av stora färgskillnader. Det beror på att människor uppfattar en stor skillnad i färg som mindre än summan man skulle få om man räknade ihop små färgskillnader som ligger mellan två vitt åtskilda nyanser. Och Riemannsk geometri kan inte förklara denna effekt.

”Vi förväntade oss inte detta, och vi vet inte den exakta geometrin för denna nya färgrymd ännu,” tillägger Bujack.

”Vi kanske kan tänka på det normalt men med en extra dämpnings- eller vägningsfunktion som drar in långa avstånd och gör dem kortare. Men vi kan inte bevisa det ännu.”


Bildkrediter: Foton med tillstånd från Los Alamos National Laboratory.

.

Loading...