Ett team från Los Alamos National Laboratory har slutfört en teori om färguppfattning som föreslogs av Erwin Schrödinger för nästan ett sekel sedan. Med avancerad geometri definierade forskarna nyckelelement som den neutrala axeln och visade att nyans, mättnad och ljushet härrör från den inneboende strukturen i färgseendet. Deras arbete åtgärdar långvariga brister och förbättrar tillämpningar inom visualiseringsvetenskap.
På 1920-talet skisserade fysikern Erwin Schrödinger ett matematiskt ramverk för att förstå hur människor uppfattar färg, byggt på Bernhard Riemanns 1800-talsidéer om kurvade perceptionsrum. Den mänskliga färguppfattningen bygger på tre typer av käglor i ögat, känsliga för rött, blått och grönt ljus, som forskare representerar i tredimensionella färgrum. I årtionden påverkade Schrödingers modell färgläran, men luckor kvarstod, särskilt i definitionen av den neutrala axeln – linjen av gråtoner från svart till vitt. Roxana Bujack, forskare vid Los Alamos National Laboratory, ledde ett team som förfinade denna teori genom att tillämpa geometri för att exakt beskriva nyans, mättnad och ljushet. Deras resultat, presenterade vid Eurographics Conference on Visualization, visar att dessa egenskaper uppstår från den interna strukturen i färgsystemet, inte externa faktorer som kultur eller erfarenhet. «Vad vi drar slutsatsen är att dessa färgkaliteter inte uppstår från ytterligare externa konstruktioner som kulturella eller inlärda erfarenheter utan återspeglar de intrinsiska egenskaperna hos färgmetriken själv», sade Bujack. Denna metrik kodar den uppfattade distansen mellan färger, eller hur olika två färger framstår för en observatör. En stor bedrift var att etablera den neutrala axeln enbart från färgmetrikens geometri, bortom det traditionella riemannska ramverket. Teamet korrigerade också Bezold-Brücke-effekten, där ökad ljusstyrka förskjuter uppfattad nyans, genom att beräkna den kortaste vägen i det geometriska rummet istället för att anta raka linjer. De hanterade likaså avtagande avkastning i färgskillnader, där större separationer blir mindre märkbara. Denna forskning bygger på en artikel från 2022 i Proceedings of the National Academy of Sciences och publicerades i Computer Graphics Forum 2025. Finansierad av Los Alamos Laboratory Directed Research and Development-program och National Nuclear Security Administrations Advanced Simulation and Computing-program, stöder arbetet visualisering inom områden som fotografi, video, dataanalys och nationssäkerhetssimuleringar.