Американські вчені нарешті склали докупи математичний пазл, який фізик Ервін Шредінгер залишив нам ще сто років тому. І йдеться зараз не про його знаменитого кота, а про теорію кольору.
Читайте також:
Ще одна фаза води. Вчені відкрили новий тип льоду, який не тане при 0 °C Ще у 1920-х роках австрійсько-ірландський науковець запропонував геометричну модель нашого кольоросприйняття. Він припустив, що всі видимі для людини кольори можна уявити як тривимірну фігуру, форма якої залежить від реакції клітин нашої сітківки.
Тепер же команда під керівництвом Роксани Буяк, фахівчині з комп’ютерних наук у Національній лабораторії Лос-Аламоса (LANL), довела цікаву річ. Використавши складну геометрію, вони показали: насиченість, відтінок та світлота кольору ніяк не залежать від нашого культурного бекграунду чи життєвого досвіду.
Дослідники допрацювали модель Шредінгера і з’ясували, що ці характеристики буквально вбудовані в математичну структуру людського зору. Тобто колір — це не просто щось суб'єктивне «в очах того, хто дивиться».
За словами Буяк, відмінності між кольорами можна описати як чіткі геометричні відстані.
Це внутрішня властивість самої колірної метрики, а не якісь набуті зовнішні конструкти.
Наш зір працює завдяки трьом типам колбочок (фоторецепторів), які вловлюють червоний, зелений та синій спектри. Ще в 19 столітті математик Бернхард Ріман висунув ідею, що простір нашого сприйняття не є плоским — він викривлений. Шредінгер спирався саме на цю «ріманову» базу, коли описував властивості кольорів.
Але сучасна команда LANL, розробляючи алгоритми для наукової візуалізації, натрапила на серйозну діру в його математиці. Виявилося, що Шредінгер так і не дав чіткого математичного визначення «нейтральній осі» — лінії сірих відтінків, що йде від чорного до білого. І це при тому, що вся його теорія будувалася на розташуванні кольорів відносно цієї самої осі.
Щоб нарешті визначити цю нейтральну вісь, математикам довелося вийти за межі моделі Рімана. І це стало справжнім проривом у науковій візуалізації.
Заодно вони розібралися з іще двома візуальними багами. Наприклад, пояснили ефект Бецольда-Брюкке: коли колір стає яскравішим, нам здається, що змінюється і його відтінок. Щоб описати це математично, вчені побудували геометричну модель, де світло рухається не по прямій, а по найкоротшому викривленому шляху.
Читайте також:
Фізики виявили нові свідчення колективної поведінки частинок у Великому адронному колайдері
