美國洛斯·阿拉莫斯國家試驗室的一項新研究糾正了諾貝爾物理學獎獲得者埃爾溫·薛定谔和其他人開發的三維數學空間中的一個重大錯誤，以描述你的眼睛如何區分一種顔色。這個錯誤的模型已經被科學家和工業界使用了100多年。這項研究有可能促進科學數據的可視化，改善電視，并重新校準紡織和油漆行業。
具有數學背景的計算機科學家Roxana Bujack說：“假設的顔色空間形狀需要一個範式的轉變。”他在洛斯·阿拉莫斯國家試驗室創建了科學可視化。Bujack是洛斯·阿拉莫斯團隊關于顔色感知數學的論文的主要作者。該研究發表在《美國國家科學院院刊》上。
“我們的研究表明，目前關于眼睛如何感知顔色差異的數學模型是不正确的。該模型由波恩哈德·黎曼提出，并由赫爾曼·馮·亥姆霍茲和埃爾溫·薛定谔開發--他們都是數學和物理學界的巨頭--而證明他們中的一個是錯誤的，幾乎是科學家的夢想。”
對人類色彩感知進行建模能夠實現圖像處理、計算機圖形和可視化任務的自動化。
洛斯·阿拉莫斯國家試驗室的一個團隊糾正了包括諾貝爾獎獲得者物理學家埃爾溫·薛定谔在内的科學家所使用的數學，以描述你的眼睛如何區分一種顔色和另一種。
“我們最初的想法是開發算法，自動改善數據可視化的顔色圖，使其更容易理解和解釋，”Bujack說。因此，當研究小組發現他們是第一個發現長期以來對黎曼幾何學的應用，即允許将直線泛化到彎曲的表面，并沒有發揮作用時，他們感到很驚訝。
科學家們需要一個精确的感知色彩空間的數學模型來創建工業标準。最初的嘗試使用了歐幾裡得空間--許多高中教授的熟悉的幾何學。後來，更先進的模型使用了黎曼幾何學。這些模型在三維空間中繪制紅色、綠色和藍色。這些是我們視網膜上的感光錐登記的最強烈的顔色，而且--毫不奇怪--這些顔色混合在一起，形成了你的RGB電腦屏幕上的所有圖像。
在這項結合了心理學、生物學和數學的研究中，Bujack和她的同事們發現，使用黎曼幾何學會高估對大色差的感知。這是因為人類認為大的顔色差異小于你将位于兩個相距甚遠的色調之間的小的顔色差異相加得到的總和。
黎曼幾何學不能解釋這種效應。“我們沒有預料到這一點，而且我們還不知道這個新顔色空間的确切幾何形狀，”Bujack說。“我們也許可以正常地考慮它，但要有一個額外的阻尼或權重函數，把長距離拉進來，使它們變短。但我們還不能證明這一點。”
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