Наш веб-сайт использует файлы cookie, чтобы предоставить вам возможность просматривать релевантную информацию. Прежде чем продолжить использование нашего веб-сайта, вы соглашаетесь и принимаете нашу политику использования файлов cookie и конфиденциальность.
Новое исследование исправляет важную ошибку трехмерного математическом пространства, разработанного лауреатом Нобелевской премии физиком Эрвином Шредингером. Речь идет об описании того, как глаз отличает один цвет от другого, пишет Альтернативная наука.
Исследование способно повысить эффективность визуализации научных данных, технологически улучшить телевизоры и перекалибровать текстильную и лакокрасочную промышленность.
"Предполагаемая форма цветового пространства требует смены парадигмы", - говорит Роксана Буджек, компьютерный дизайнер, которая занимается созданием научных визуализаций в Национальной лаборатории Лос-Аламоса.
Буджек является ведущим автором статьи, опубликованной в "Трудах Национальной академии наук" и посвященной математике восприятия цвета.
"Наше исследование показывает, что существующая математическая модель того, как глаз воспринимает цветовые различия, неверна. Эта модель была предложена Бернхардом Риманом, развита Германом фон Гельмгольцем и Эрвином Шредингером - всеми гигантами математики и физики, и доказать, что кто-то из них ошибается - практическая мечта ученого".
Моделирование человеческого цветовосприятия позволяет автоматизировать задачи обработки изображений, компьютерной графики и визуализации.
"Наша первоначальная идея заключалась в разработке алгоритмов для автоматического улучшения цветовых карт для визуализации данных, чтобы было их легче понять и интерпретировать", - говорит Бьюджек.
Поэтому команда была удивлена, когда обнаружила, что давнее применение римановой геометрии, которая позволяет обобщать прямые линии на кривые поверхности, не работает.
Для создания промышленных стандартов необходима точная математическая модель воспринимаемого цветового пространства. Первые попытки использовали евклидовы пространства - привычную геометрию, которую преподают в средней школе; более продвинутые модели использовали риманову геометрию.
Такие модели отображают красный, зеленый и синий цвета в трехмерном пространстве. Именно эти цвета наиболее сильно регистрируются светочувствительными колбочками на нашей сетчатке, и, что неудивительно, именно эти цвета смешиваются, создавая все изображения на экране компьютера в аддитивной цветовой модели.
В исследовании, в котором смешались психология, биология и математика, Бьюджек и ее коллеги утверждают, что использование римановой геометрии переоценивает восприятие цветовых различий. Это происходит потому, что люди воспринимают большую разницу в цвете как меньшую, чем сумма, которую можно получить, если сложить маленькие различия в цвете, которые находятся между двумя широко разделенными оттенками.
Риманова геометрия не может объяснить этот эффект.
"Мы не ожидали этого, и мы пока не знаем точной геометрии этого нового цветового пространства", - поясняет Бьюджек.
"Возможно, мы сможем считать его обычным, но с дополнительной функцией демпфирования или взвешивания, которая втягивает большие расстояния, делая их короче. Но мы пока не можем этого доказать".
Дата: 10 августа 2022
Автор:Василий Швецов
Поделиться с друзьями:
