Per oltre 100 anni, la comunità scientifica ha aderito a un paradigma introdotto da Riemann e promosso da Helmholtz e Schrodinger, secondo cui lo spazio cromatico percettivo è uno spazio riemanniano tridimensionale. Ciò implica che la distanza tra due colori è la lunghezza del percorso più breve che li collega.
Un nuovo studio corregge un errore importante nello spazio matematico 3D. Potrebbe potenzialmente potenziare la visualizzazione di dati scientifici, migliorare i televisori e ricalibrare le industrie tessili e delle vernici.
Roxana Bujack, un'informatica con un background in matematica che crea visualizzazioni scientifiche presso Laboratorio nazionale di Los Alamos, disse, “La nostra ricerca mostra che l’attuale modello matematico di come l’occhio percepisce le differenze di colore non è corretto. Quel modello è stato suggerito da Bernhard Riemann e sviluppato da Hermann von Helmholtz ed Erwin Schrödinger – tutti giganti della matematica e della fisica – e dimostrare che uno di loro sbaglia è praticamente il sogno di uno scienziato”.
L'automazione dell'elaborazione delle immagini, della grafica computerizzata e delle attività di visualizzazione è possibile modellando la percezione umana del colore.
Bujack ha detto, “La nostra idea originale era quella di sviluppare algoritmi per migliorare automaticamente le mappe di colore per la visualizzazione dei dati, per renderle più facili da comprendere e interpretare”.
Gli scienziati furono sorpresi di scoprire che furono i primi a determinare l'applicazione di lunga data della geometria Riemanniana. Ciò consente di generalizzare le linee rette a superfici curve, cosa che non ha funzionato.
Per sviluppare standard di settore è necessario un modello matematico dettagliato dello spazio colore visto. I primi tentativi facevano uso della geometria familiare insegnata in molte scuole superiori, degli spazi euclidei; modelli più sofisticati utilizzavano la geometria riemanniana. I modelli tracciano il rosso, il verde e il blu nello spazio 3D. I colori che si fondono per generare tutte le immagini sullo schermo RGB del tuo computer sono quelli che vengono rilevati con maggiore forza dai coni di rilevamento della luce nelle nostre retine.
Nello studio, che unisce psicologia, biologia e matematica, gli scienziati hanno scoperto che l’uso della geometria Riemanniana sovrastima la percezione di differenze di colore significative.
Questo perché le persone percepiscono una grande differenza di colore come inferiore alla somma che si otterrebbe sommando piccole differenze di colore che si trovano tra due tonalità ampiamente separate.
Bujack disse, “Non ce lo aspettavamo e non conosciamo ancora l'esatta geometria di questo nuovo spazio colore. Potremmo essere in grado di pensarlo normalmente, ma con una funzione aggiuntiva di smorzamento o pesatura che attira lunghe distanze, rendendole più brevi. Ma non possiamo ancora dimostrarlo”.
Riferimento della Gazzetta:
- Roxana Bujack et al, La natura non riemanniana dello spazio cromatico percettivo, Atti della National Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073 / pnas.2119753119
