新研究颠覆了 100 年来对色彩感知的理解

一项新的研究纠正了由诺贝尔奖获得者物理学家 Erwin Schrödinger 和其他人开发的数学 3D 空间中的一个重要错误，该错误被科学家和工业界使用了 100 多年，以描述你的眼睛如何区分一种颜色和另一种颜色。 该研究具有增强科学数据可视化、改进电视机和重新校准纺织和涂料行业的潜力。

“色彩空间的假设形状需要范式转变，”在洛斯阿拉莫斯国家实验室创建科学可视化的具有数学背景的计算机科学家 Roxana Bojak 说。 Bujack 是洛斯阿拉莫斯团队准备的论文的主要作者 美国国家科学院院刊 在颜色感知的数学中。

“我们的研究表明，目前关于眼睛如何感知颜色差异的数学模型是不正确的。这个模型是由 Bernhard Riemann 提出并由 Hermann von Helmholtz 和 Erwin Schrödinger 开发的——他们都是数学和物理学界的巨人——证明其中一个是错误的非常像科学家的梦想，”Bojak 说。

对人类颜色感知进行建模可实现自动化 图像处理和计算机图形学和 可视化 任务。

“我们最初的想法是开发算法来自动改进数据可视化的颜色图，使其更容易理解和解释，”Bojak 说。 因此，团队惊讶地发现，他们是第一个决定长期应用黎曼几何（允许将直线推广到曲面）不起作用的人。

打造行业标准、精准的数学模型的设想 色彩空间 并且有需要。 第一次尝试使用欧几里得空间——许多高中教授的熟悉的几何学； 更高级的模型使用黎曼几何。 模型在 3D 空间中绘制红色、绿色和蓝色。 这些颜色是由检测视网膜上的光的视锥细胞强有力地记录下来的，不足为奇的是——这些颜色混合在一起，在计算机屏幕上创建了所有的 RGB 图像。

在这项混合了心理学、生物学和数学的研究中，Bojak 和她的同事发现，使用黎曼几何会夸大对颜色差异的感知。 这是因为人们意识到，如果在两种相距较远的颜色之间添加微小的色差，则颜色的大差异小于您所获得的量。

黎曼几何无法解释这种效应。

“我们没有预料到这一点，我们也不知道确切的 工程 这个新人是谁？ 颜色 “还有空间，”波杰克说。 “我们也许可以正常地考虑它，但具有额外的水合作用或重量功能，可以拉长距离，使其更短。但我们还不能证明这一点。”