Egy új tanulmány megdönti a színérzékelés 100 éves megértését

Egy új tanulmány javít egy fontos hibát a matematikai 3D térben, amelyet Erwin Schrödinger Nobel-díjas fizikus és mások fejlesztettek ki, és amelyet a tudósok és az ipar több mint 100 éve használnak annak leírására, hogy a szem hogyan különbözteti meg az egyik színt a másiktól. A kutatás javíthatja a tudományos adatok megjelenítését, javíthatja a televíziókészülékeket, és újrakalibrálhatja a textil- és festékipart.

„A színtér feltételezett alakja paradigmaváltást igényel” – mondta Roxana Bojak, matematikai múlttal rendelkező informatikus, aki tudományos vizualizációkat készített a Los Alamos Nemzeti Laboratóriumban. Bujack a Los Alamos csapata által készített cikk vezető szerzője Proceedings of the National Academy of Sciences A színérzékelés matematikájában.

„Kutatásaink azt mutatják, hogy a jelenlegi matematikai modell, hogy a szem hogyan érzékeli a színkülönbségeket, helytelen. Ezt a modellt Bernhard Riemann javasolta, Hermann von Helmholtz és Erwin Schrödinger fejlesztette ki – mind a matematika és a fizika óriásai -, és egy tévedés bizonyítása nagyon jó egy tudós álma” – mondta Bojak.

Az emberi színérzékelés modellezése lehetővé teszi az automatizálást képfeldolgozásés számítógépes grafika és megjelenítés Feladatok.

„Eredeti ötletünk az volt, hogy olyan algoritmusokat dolgozzunk ki, amelyek automatikusan javítják a színtérképeket az adatok megjelenítéséhez, hogy megkönnyítsék azok megértését és értelmezését” – mondta Bojak. Így a csapat meglepődve tapasztalta, hogy ők voltak az elsők, akik úgy döntöttek, hogy a Riemann-geometria hosszú távú alkalmazása, amely lehetővé teszi az egyenes vonalak íves felületekre történő általánosítását, nem működik.

Létrehozásához iparági szabványok, pontos matematikai modell az elképzelés színtér És van rá igény. Az első próbálkozások euklideszi tereket alkalmaztak – a sok középiskolában tanított, megszokott geometriát; A fejlettebb modellek Riemann-féle geometriát használtak. A modellek pirosat, zöldet és kéket festenek a 3D térben. Ezek azok a színek, amelyeket erőteljesen rögzítenek a retinánk fényét észlelő kúpok, és nem meglepő módon – ezek a színek, amelyek keveredve hozzák létre az összes RGB-képet a számítógép képernyőjén.

A pszichológiát, biológiát és matematikát vegyítő tanulmányban Bojak és munkatársai felfedezték, hogy a Riemann-féle geometria használata eltúlozza a nagy színkülönbségek észlelését. Ennek az az oka, hogy az emberek felismerik, hogy a nagy színkülönbség kisebb, mint amennyit akkor kapna, ha kis színkülönbségeket adna hozzá két egymástól távol eső szín között.

A Riemann-féle geometria nem tudja megmagyarázni ezt a hatást.

„Nem számítottunk erre, és nem is tudjuk pontosan Mérnöki Ki ez az új? a szín – Még űr – mondta Bojack. „Talán normálisan gondolhatunk rá, de egy extra hidratáló vagy súlyfunkcióval, amely nagy távolságokat húz, így rövidebb lesz. De ezt még nem tudjuk bizonyítani.”