ПНАС: через 100 лет теория восприятия цвета Шрёдингера завершена

Исследователи усовершенствовали и математически завершили теорию восприятия цвета, предложенную почти столетие назад физиком Эрвином Шрёдингером. Команда под руководством ученого Лос-Аламосской национальной лаборатории Роксаны Буджак показала, что оттенок, насыщенность и яркость могут быть строго выведены из геометрической структуры цветового пространства. Работа была опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Однако в его модели остались математические пробелы. В частности, формально не была определена так называемая нейтральная ось — линия оттенков серого от черного до белого, относительно которой уточняется положение других цветов. Без четкого определения этой оси вся структура оставалась незавершенной.

Команде из Лос-Аламоса удалось вывести нейтральную ось исключительно на основе геометрических свойств цветовой метрики — системы, которая описывает, как воспринимаются два разных цвета.

"Мы пришли к выводу, что оттенок, насыщенность и яркость не являются внешними конструкциями — культурными или приобретенными. Они отражают внутренние свойства самой цветовой метрики", — отметила Роксана Бужак.

Кроме того, исследователи рассмотрели еще два известных недостатка классической модели. Они учли эффект Безольда-Брюке, при котором изменение яркости может привести к сдвигу оттенка. Вместо того чтобы предполагать линейное изменение цвета, ученые рассчитали кратчайшие пути в искривленном пространстве. Тот же подход позволил объяснить эффект «убывающей отдачи» — ситуацию, при которой дальнейшее увеличение различий между цветами воспринимается все менее заметным.

Чтобы решить эти проблемы, исследователям пришлось выйти за рамки традиционной римановой геометрии и использовать более общую математическую модель. По их словам, это было ключевым шагом на пути к завершению концепции Шрёдингера.

Точная математическая модель восприятия цвета имеет большое практическое значение. Это важно для научной визуализации, от фото- и видеотехнологий до анализа больших данных и компьютерного моделирования. Улучшенные цветовые модели позволяют более точно интерпретировать сложные данные и создавать более надежные визуальные инструменты, в том числе используемые в исследованиях национальной безопасности.

Ранее стало известно, почему мы до сих пор не получили сигналы от инопланетян.