ロスアラモス国立研究所のチームが、ほぼ一世紀前にエルヴィン・シュレーディンガーが提案した色彩知覚の理論を完成させた。先進的な幾何学を用いて、研究者らは中性軸などの主要要素を定義し、色相、彩度、明度が色彩視覚の固有構造から生じていることを示した。彼らの研究は長年の欠陥を解消し、可視化科学の応用を強化する。
1920年代、物理学者エルヴィン・シュレーディンガーは、人間が色をどのように知覚するかを理解するための数学的枠組みを概説し、19世紀のベルンハルト・リーマンの曲がった知覚空間のアイデアを基盤とした。人間の色彩視覚は、目の中の赤、青、緑の光に敏感な3種類の錐体細胞に依存し、科学者らはこれを3次元色彩空間で表現する。数十年にわたり、シュレーディンガーのモデルは色彩科学に影響を与えたが、特に中性軸—黒から白への灰色調の線—の定義においてギャップが残っていた。 ロスアラモス国立研究所の科学者ロクサナ・ブジャックは、色相、彩度、明度を正確に記述するために幾何学を適用してこの理論を洗練させたチームを率いた。彼らの発見はEurographics Conference on Visualizationで発表され、これらの品質が文化や経験などの外部要因ではなく、色彩システムの内部構造から生じていることを示している。「我々が結論づけたのは、これらの色彩品質は文化的なり学習された経験などの追加の外部構築物から生じるのではなく、色彩メトリクスの固有の特性を反映しているということだ」とブジャックは述べた。このメトリクスは、観察者にとって2つの色がどれほど異なって見えるかをコード化する知覚距離をエンコードする。 主要な成果は、色彩メトリクスの幾何学から純粋に中性軸を確立したことで、伝統的なリーマン枠組みを超えたものである。チームはまた、明るさの増加が知覚色相をシフトさせるBezold-Brücke効果を修正し、直線を仮定する代わりに幾何空間での最短経路を計算した。同様に、色差の大きい分離が目立たなくなる逓減収束も扱った。 この研究は2022年のProceedings of the National Academy of Sciencesの論文を基盤とし、2025年にComputer Graphics Forumに掲載された。ロスアラモスのLaboratory Directed Research and DevelopmentプログラムとNational Nuclear Security AdministrationのAdvanced Simulation and Computingプログラムにより資金提供され、写真、ビデオ、データ分析、国立安全保障シミュレーションなどの分野での可視化を支援する。
