Novo estudo derruba compreensão de 100 anos da percepção de cores

Um novo estudo corrige um erro importante no espaço matemático 3D desenvolvido pelo físico vencedor do Prêmio Nobel Erwin Schrödinger e outros, e usado por cientistas e pela indústria por mais de 100 anos para descrever como seu olho distingue uma cor da outra. A pesquisa tem o potencial de aprimorar as visualizações de dados científicos, melhorar os aparelhos de televisão e recalibrar as indústrias têxtil e de tintas.

“A suposta forma do espaço de cores requer uma mudança de paradigma”, disse Roxana Bojak, cientista da computação com formação em matemática que criou visualizações científicas no Laboratório Nacional de Los Alamos. Bujack é o principal autor do artigo preparado pela equipe de Los Alamos na Anais da Academia Nacional de Ciências Na matemática da percepção de cores.

“Nossa pesquisa mostra que o modelo matemático atual de como o olho percebe as diferenças de cor está incorreto. Este modelo foi proposto por Bernhard Riemann e desenvolvido por Hermann von Helmholtz e Erwin Schrödinger – todos gigantes em matemática e física – e provar que está errado é muito o sonho de um cientista”, disse Bojak.

A modelagem da percepção humana de cores permite a automação processamento de imageme computação gráfica e visualização Tarefas.

“Nossa ideia original era desenvolver algoritmos para melhorar automaticamente os mapas de cores para visualização de dados, para facilitar a compreensão e a interpretação”, disse Bojak. Assim, a equipe ficou surpresa ao descobrir que eles foram os primeiros a decidir que a aplicação a longo prazo da geometria de Riemann, que permite que linhas retas sejam generalizadas para superfícies curvas, não funcionou.

Para criar padrões da indústria, modelo matemático preciso da visão espaço colorido E há uma necessidade. As primeiras tentativas usaram espaços euclidianos – a geometria familiar ensinada em muitas escolas secundárias; Modelos mais avançados usaram geometria Riemanniana. Os modelos pintam vermelho, verde e azul no espaço 3D. Estas são as cores que são gravadas poderosamente pelos cones que detectam a luz em nossa retina, e não surpreendentemente – as cores que se misturam para criar todas as imagens RGB na tela do computador.

No estudo, que mistura psicologia, biologia e matemática, Bojak e seus colegas descobriram que o uso da geometria riemanniana exagera a percepção de grandes diferenças de cor. Isso ocorre porque as pessoas percebem que uma grande diferença de cor é menor do que a quantidade que você obteria se adicionasse pequenas diferenças de cor entre duas cores amplamente separadas.

A geometria riemanniana não pode explicar esse efeito.

“Nós não esperávamos isso, e não sabemos exatamente Engenharia Quem é este novo? a cor “Espaço ainda”, disse Bojack. “Podemos pensar nisso normalmente, mas com uma hidratação extra ou função de peso que puxa longas distâncias, tornando-o mais curto. Mas ainda não podemos provar isso.”