Une équipe du Los Alamos National Laboratory a finalisé une théorie sur la perception des couleurs proposée par Erwin Schrödinger il y a près d'un siècle. À l'aide de géométrie avancée, les chercheurs ont défini des éléments clés comme l'axe neutre, montrant que la teinte, la saturation et la luminosité proviennent de la structure inhérente de la vision des couleurs. Leur travail corrige des lacunes anciennes et améliore les applications en science de la visualisation.
Dans les années 1920, le physicien Erwin Schrödinger a esquissé un cadre mathématique pour comprendre comment les humains perçoivent les couleurs, s'appuyant sur les idées de Bernhard Riemann du XIXe siècle sur les espaces perceptuels courbes. La vision des couleurs humaines repose sur trois types de cellules coniques dans l'œil, sensibles à la lumière rouge, bleue et verte, que les scientifiques représentent dans des espaces colorimétriques tridimensionnels. Pendant des décennies, le modèle de Schrödinger a influencé la science des couleurs, mais des lacunes persistaient, en particulier dans la définition de l'axe neutre — la ligne de tons gris du noir au blanc. Roxana Bujack, scientifique au Los Alamos National Laboratory, a dirigé une équipe qui a affiné cette théorie en appliquant la géométrie pour décrire précisément la teinte, la saturation et la luminosité. Leurs résultats, présentés à la Eurographics Conference on Visualization, montrent que ces qualités émergent de la structure interne du système colorimétrique, et non de facteurs externes comme la culture ou l'expérience. «Ce que nous concluons, c'est que ces qualités colorées n'émergent pas de constructions externes supplémentaires telles que des expériences culturelles ou apprises, mais reflètent les propriétés intrinsèques de la métrique des couleurs elle-même», a déclaré Bujack. Cette métrique encode la distance perçue entre les couleurs, ou à quel point deux couleurs semblent différentes à un observateur. Une réalisation majeure a été d'établir l'axe neutre purement à partir de la géométrie de la métrique colorimétrique, allant au-delà du cadre riemannien traditionnel. L'équipe a également corrigé l'effet Bezold-Brücke, où une augmentation de la luminosité déplace la teinte perçue, en calculant le chemin le plus court dans l'espace géométrique plutôt que d'assumer des lignes droites. Ils ont de même abordé les rendements décroissants dans les différences de couleurs, où des séparations plus grandes deviennent moins perceptibles. Cette recherche s'appuie sur un article de 2022 publié dans les Proceedings of the National Academy of Sciences et a été publié dans Computer Graphics Forum en 2025. Financée par le programme Laboratory Directed Research and Development de Los Alamos et le programme Advanced Simulation and Computing de la National Nuclear Security Administration, cette travail soutient la visualisation dans des domaines comme la photographie, la vidéo, l'analyse de données et les simulations de sécurité nationale.