Že več kot 100 let se znanstvena skupnost drži paradigme, ki jo je uvedel Riemann in nadaljevala Helmholtz in Schrodinger, kjer je zaznavni barvni prostor tridimenzionalni Riemannov prostor. To pomeni, da je razdalja med dvema barvama enaka dolžini najkrajše poti, ki ju povezuje.
Nova študija popravlja pomembno napako v 3D matematičnem prostoru. Potencialno bi lahko izboljšal vizualizacijo znanstvenih podatkov, izboljšal televizorje in ponovno umeril tekstilno in barvno industrijo.
Roxana Bujack, računalniška znanstvenica z izkušnjami iz matematike, ki ustvarja znanstvene vizualizacije pri Nacionalni laboratorij Los Alamos, je dejal, »Naša raziskava kaže, da trenutni matematični model o tem, kako oko zaznava barvne razlike, ni pravilen. Ta model je predlagal Bernhard Riemann, razvila pa sta ga Hermann von Helmholtz in Erwin Schrödinger – vsi velikani matematike in fizike – in dokazati, da se eden od njiju moti, so skoraj sanje znanstvenika.«
Avtomatizacija obdelave slik, računalniške grafike in vizualizacijskih dejavnosti je mogoča z modeliranjem človeške barvne percepcije.
Bujack je rekel "Naša prvotna ideja je bila razviti algoritme za samodejno izboljšanje barvnih zemljevidov za vizualizacijo podatkov, da bi jih lažje razumeli in interpretirali."
Znanstveniki so bili presenečeni nad odkritjem - bili so prvi, ki so ugotovili dolgoletno uporabo Riemannove geometrije. To omogoča posploševanje ravnih črt na ukrivljene površine, kar ni delovalo.
Za razvoj industrijskih standardov je potreben podroben matematični model vidnega barvnega prostora. Zgodnji poskusi so uporabljali znano geometrijo, ki so jo učili v mnogih srednjih šolah, evklidske prostore; bolj sofisticirani modeli so uporabljali Riemannovo geometrijo. Modeli izrišejo rdečo, zeleno in modro barvo v 3D prostoru. Barve, ki se mešajo, da ustvarijo vse slike na zaslonu vašega računalnika RGB, so tiste, ki jih najmočneje zaznajo stožci za zaznavanje svetlobe v naši mrežnici.
V študiji, ki združuje psihologijo, biologijo in matematiko, so znanstveniki odkrili, da uporaba Riemannove geometrije precenjuje zaznavanje pomembnih barvnih razlik.
To je zato, ker ljudje menijo, da je velika razlika v barvi manjša od vsote, ki bi jo dobili, če bi sešteli majhne barvne razlike, ki ležijo med dvema zelo ločenima odtenkoma.
Bujack je dejal, »Tega nismo pričakovali in še ne poznamo natančne geometrije tega novega barvnega prostora. Morda bi si ga lahko predstavljali normalno, vendar z dodano funkcijo blaženja ali tehtanja, ki potegne velike razdalje in jih naredi krajše. Vendar tega še ne moremo dokazati.”
Referenca dnevnika:
- Roxana Bujack et al, Ne-Riemannova narava zaznavnega barvnega prostora, Zbornik National Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073 / pnas.2119753119
