Новое исследование того, как люди воспринимают различия между цветами, переосмысливает теорию, впервые предложенную физиком Эрвином Шрёдингером почти сто лет назад. Команда ученых из Лос–Аламосской национальной лаборатории под руководством Роксаны Буяк применила методы геометрии для точного описания того, как мы воспринимаем оттенок, насыщенность и светлоту. Их выводы доказывают, что эти ключевые характеристики цвета являются не результатом культурного опыта, а внутренним свойством самой системы цветового восприятия.
Как объясняют исследователи, эти качества отражают «внутренние свойства цветовой метрики» – математического способа измерить, насколько два цвета кажутся нам разными. Таким образом, ученым удалось дополнить и укрепить первоначальную идею Шрёдингера о создании самодостаточной модели, в которой все характеристики цвета определяются исключительно геометрией и принципом наибольшего цветового сходства.
Человеческое зрение основано на работе трех типов колбочек в сетчатке глаза, чувствительных к красному, зеленому и синему свету, поэтому цвет принято представлять в виде трехмерных пространств. Еще в XIX веке математик Бернхард Риман предположил, что такие пространства восприятия могут быть искривленными, а не плоскими. Опираясь на эту идею, Шрёдингер создал свою модель, однако она имела математические пробелы. В частности, в ней отсутствовало формальное определение «нейтральной оси» – линии серых тонов от черного до белого, – которая служит точкой отсчета для всей системы.
Одним из главных достижений новой работы стало математическое определение этой нейтральной оси исключительно на основе геометрии цветового пространства. Для этого ученым пришлось выйти за рамки традиционной римановой геометрии, что стало значительным шагом вперед для науки о визуализации. Кроме того, команда скорректировала модель для учета известных эффектов, например, эффекта Бецольда–Брюкке, из–за которого изменение яркости может влиять на воспринимаемый оттенок.
Точные модели цветового восприятия имеют решающее значение для множества областей – от фотографии и видео до анализа сложных научных данных и создания симуляций, используемых в том числе для обеспечения национальной безопасности. Установив более прочную математическую основу для описания цвета, команда из Лос–Аламоса заложила фундамент для будущих достижений в технологиях визуализации.
