A világhírű osztrák fizikus, Erwin Schrödinger neve az örökkévalóságig egybeforrt a macskás gondolatkísérlettel. A tudós ezzel a kísérlettel kívánta szemléltetni a mikrovilágban uralkodó törvények hétköznapi szemlélet számára meghökkentő idegenszerűségét, vagyis azt, hogy a részecskék egyidejűleg több helyen, különféle állapotokban lehetnek. A tudós azonban számos más munkát is letett az asztalra, köztük például azt a színelméletet, ami mintegy 100 éve „befejezetlen”. Pontosabban csak az volt, amerikai kutatók ugyanis megoldották az elmélet egyik legnagyobb rejtélyét, ezzel téve teljessé azt.
A Los Alamos Nemzeti Laboratóriumban dolgozó tudós, Roxana Bujack csapatával együtt a geometria segítségével alkotott meg egy matematikai definíciót a színérzékelésre a színárnyalat, a telítettség és a világosság alapján. Eredményeik nemcsak formalizálják Schrödinger színmodelljét, de azt is mutatják, hogy ezek a tulajdonságok beépülnek magába a színérzékelés szerkezetébe – írja közleményében az intézmény.
A kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy ezek a színminőségek nem további külső tényezőkből, például kulturális vagy tanult tapasztalatokból erednek, hanem magának a színmetriának a belső tulajdonságait tükrözik. A megoldás a geometria segítségével lényegében azt kódolja, hogy két szín mennyire különbözik egymástól egy megfigyelő számára.
Mi ez az egész?
Nagyon leegyszerűsítve az emberi színérzékelés háromféle csapsejten alapul, amelyek a vörös, a kék és a zöld színeket érzékeltetik. Ennek köszönhetően a színterek háromdimenziósak, ami lehetővé teszi a tudósok számára, hogy matematikailag rendszerezzék és összehasonlítsák azokat.
Bernhard Riemann matematikus még a 19. században vetette fel, hogy a színterek valójában nem egysíkúak vagy egyenesek, hanem görbültek. Az 1920-as években Schrödinger erre az elképzelésre épített azzal, hogy a színárnyalatot, a telítettséget és a világosságot a színérzékelés Riemann-féle modelljén belül határozta meg egy olyan mérőszám segítségével, amely leírja, hogyan érzékelik az emberek a színkülönbségeket.
Schrödinger elmélete 100 éve van hatással a színtudományra, ám miközben az amerikai kutatók algoritmus fejlesztettek a vizualizációjára, rájöttek, hogy az elmélet mögött meghúzódó matematikának van egy gyenge pontja.
Mi volt az?
A problémát a semleges tengely kapcsán fedezték fel a kutatók. Ez a feketétől a fehérig terjed, a színek milyenségét pedig az határozza meg, hogy ettől a tengelytől milyen távolságra és milyen pozícióban vannak
A probléma abból adódott, hogy kiderült: Schrödinger valójában soha definiálta magát a tengelyt.
Ez a hiányosság annyit jelent, hogy a teljes konstrukció formailag hiányos volt. A csapat legfontosabb feladata ezért az lett, hogy elkészítsék a semleges tegely meghatározását, méghozzá kizárólag a színmetrika geometriájának felhasználásával. A gyakorlatban ez annyit jelent: a modell saját matematikai szabályaiból vezették le a semleges tengely meghatározását.
Ennek köszönhetően Schrödinger színmodellje is pontosabb és tudományosabb lett.
Ettől olcsóbb lett a kenyér?
Nem. A vizualizációs tudomány számára azonban nagyon fontos előrelépést jelent az eredmény.
És mivel a kutatóknak sikerült másik két problémát is megoldaniuk – például azt, hogy a fény intenzitásának változása miatt egy színárnyalat eltolódhat –, így a jövőben a fotózás, videózás, és úgy általában véve minden más, a vizualizációval kapcsolatos technológia is pontosabbá válhat.
A tudományos vizualizáció fontos szerepet játszik abban, hogy a kutatók megértsék az összetett információkat. Ezek közé tartoznak például a nemzetbiztonsági megoldásokhoz kapcsolódó tudományok is.
Tovább a cikkre: hvg.hu és Computer Graphics Forum
