Depuis plus de 100 ans, la communauté scientifique a adhéré à un paradigme introduit par Riemann et approfondi par Helmholtz et Schrödinger, où l'espace colorimétrique perceptif est un espace riemannien tridimensionnel. Cela implique que la distance entre deux couleurs est la longueur du chemin le plus court qui les relie.
Une nouvelle étude corrige une erreur importante dans l'espace mathématique 3D. Cela pourrait potentiellement stimuler les visualisations de données scientifiques, améliorer les téléviseurs et recalibrer les industries du textile et de la peinture.
Roxana Bujack, une informaticienne avec une formation en mathématiques qui crée des visualisations scientifiques à Laboratoire National de Los Alamos, m'a dit, "Nos recherches montrent que le modèle mathématique actuel de la façon dont l'œil perçoit les différences de couleur est incorrect. Ce modèle a été suggéré par Bernhard Riemann et développé par Hermann von Helmholtz et Erwin Schrödinger - tous des géants des mathématiques et de la physique - et prouver que l'un d'entre eux a tort est à peu près le rêve d'un scientifique.
L'automatisation des activités de traitement d'image, d'infographie et de visualisation est possible en modélisant la perception humaine des couleurs.
Boujack a dit, "Notre idée de départ était de développer des algorithmes pour améliorer automatiquement les cartes de couleurs pour la visualisation des données, afin de les rendre plus faciles à comprendre et à interpréter."
Les scientifiques ont été surpris de découvrir qu'ils ont été les premiers à déterminer l'application de longue date de la géométrie riemannienne. Cela permet de généraliser les lignes droites aux surfaces courbes, ce qui ne fonctionnait pas.
Un modèle mathématique détaillé de l'espace colorimétrique vu est nécessaire pour développer les normes de l'industrie. Les premières tentatives ont utilisé la géométrie familière enseignée dans de nombreux lycées, les espaces euclidiens; des modèles plus sophistiqués utilisaient la géométrie riemannienne. Les modèles tracent le rouge, le vert et le bleu dans l'espace 3D. Les couleurs qui se mélangent pour générer toutes les images sur votre écran d'ordinateur RVB sont celles qui sont le plus fortement détectées par les cônes de détection de lumière dans nos rétines.
Dans l'étude, qui mélange la psychologie, la biologie et les mathématiques, les scientifiques ont découvert que l'utilisation de la géométrie riemannienne surestime la perception des différences de couleur significatives.
C'est parce que les gens perçoivent une grande différence de couleur comme étant inférieure à la somme que vous obtiendriez si vous additionniez de petites différences de couleur qui se situent entre deux nuances très éloignées.
Bujack a affirmé Valérie Plante., « Nous ne nous attendions pas à cela et nous ne connaissons pas encore la géométrie exacte de ce nouvel espace colorimétrique. Nous pourrions peut-être y penser normalement, mais avec une fonction d'amortissement ou de pesée supplémentaire qui tire sur de longues distances, les rendant plus courtes. Mais nous ne pouvons pas encore le prouver.
Journal de référence:
- Roxana Bujack et al, La nature non riemannienne de l'espace colorimétrique perceptif, Actes de l'Académie nationale des sciences (2022). EST CE QUE JE: 10.1073 / pnas.2119753119
