دراسة جديدة تقلب فهم 100 عام لإدراك الألوان

تصحح دراسة جديدة خطأً هامًا في الفضاء الرياضي ثلاثي الأبعاد الذي طوره الفيزيائي الحائز على جائزة نوبل إروين شرودنغر وآخرون ، واستخدمه العلماء والصناعة لأكثر من 100 عام لوصف كيف تميز عينك لونًا عن آخر. البحث لديه القدرة على تعزيز تصورات البيانات العلمية ، وتحسين أجهزة التلفزيون وإعادة معايرة صناعات النسيج والطلاء.

قالت روكسانا بوجاك ، عالمة الكمبيوتر التي لديها خلفية في الرياضيات والتي ابتكرت تصورات علمية في مختبر لوس ألاموس الوطني: “يتطلب الشكل المفترض لمساحة اللون نقلة نوعية”. Bujack هو المؤلف الرئيسي للورقة التي أعدها فريق Los Alamos في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في رياضيات إدراك اللون.

“يُظهر بحثنا أن النموذج الرياضي الحالي لكيفية إدراك العين للاختلافات اللونية غير صحيح. هذا النموذج اقترحه برنارد ريمان وطوره هيرمان فون هيلمهولتز وإروين شرودنجر – وجميعهم عمالقة في الرياضيات والفيزياء – وإثبات خطأ أحدهم هو إلى حد كبير حلم العالم “، قال بوجاك.

نمذجة إدراك اللون البشري تمكن من أتمتة معالجة الصورةورسومات الكمبيوتر و التصور مهام.

قال بوجاك: “كانت فكرتنا الأصلية هي تطوير خوارزميات لتحسين الخرائط الملونة تلقائيًا لتصور البيانات ، لتسهيل فهمها وتفسيرها”. لذلك فوجئ الفريق عندما اكتشفوا أنهم كانوا أول من قرر أن التطبيق طويل الأمد لهندسة ريمان ، والذي يسمح بتعميم الخطوط المستقيمة على الأسطح المنحنية ، لم ينجح.

لإنشاء معايير الصناعة ، نموذج رياضي دقيق من المتصور مساحة اللون وهناك حاجة. استخدمت المحاولات الأولى المساحات الإقليدية – الهندسة المألوفة التي يتم تدريسها في العديد من المدارس الثانوية ؛ استخدمت نماذج أكثر تقدمًا الهندسة الريمانية. النماذج ترسم الأحمر والأخضر والأزرق في الفضاء ثلاثي الأبعاد. هذه هي الألوان التي تم تسجيلها بقوة بواسطة الأقماع التي تكشف الضوء على شبكية عيننا ، وليس من المستغرب – الألوان التي تمتزج لإنشاء جميع الصور على شاشة الكمبيوتر RGB.

في الدراسة ، التي تمزج بين علم النفس والأحياء والرياضيات ، اكتشفت بوجاك وزملاؤها أن استخدام الهندسة الريمانية يبالغ في إدراك الاختلافات الكبيرة في اللون. هذا لأن الناس يدركون أن الاختلاف الكبير في اللون يكون أقل من المبلغ الذي ستحصل عليه إذا أضفت اختلافات صغيرة في اللون تقع بين لونين منفصلين على نطاق واسع.

لا يمكن للهندسة الريمانية أن تفسر هذا التأثير.

“لم نتوقع هذا ، ولا نعرف بالضبط الهندسة من هذا الجديد اللون قال بوجاك: “الفضاء حتى الآن”. “قد نكون قادرين على التفكير في الأمر بشكل طبيعي ولكن مع وظيفة ترطيب أو وزن إضافية تسحب مسافات طويلة ، مما يجعلها أقصر. لكن لا يمكننا إثبات ذلك بعد “.