Der dreidimensionale mathematische Farbraum entspricht nicht der menschlichen Wahrnehmung.
In den letzten 100 Jahren hat sich bei der mathematischen Interpretation der Farbwahrnehmung ein Fehler eingeschlichen. Das geht aus einer neuen Studie hervor, die ein Forschungsteam des Los Alamos National Laboratory in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht hat. „Die angenommene Form des Farbraums braucht einen Paradigmenwechsel“, sagte Studienleiterin Roxana Bujack gegenüber Phys.org.
Riemann, Helmholtz, Schrödinger widerlegt
„Unsere Forschung zeigt, dass das aktuelle mathematische Modell, wie das Auge Farbunterschiede wahrnimmt, falsch ist. Dieses Modell wurde von Bernhard Riemann vorgeschlagen und von Hermann von Helmholtz und Erwin Schrödinger entwickelt. Sie alle sind Giganten der Mathematik und Physik und das lehnen sie auch ab wunderschön. sehr wohl der Traum aller Wissenschaftler.”
Ursprünglich wollte das Team Algorithmen entwickeln, um Farbdarstellungen für die Datenvisualisierung automatisch zu verbessern. Es wurde entdeckt, dass Riemanns Anwendung der klassischen Geometrie nicht funktionierte. Für ihre weitere Untersuchung wurden Methoden aus Psychologie, Biologie und Mathematik eingesetzt, um die Unterschiede in der Farbwahrnehmung in eine neue Form zu bringen.
Überschätzung von Unterschieden
Eines der Ergebnisse der Studie ist, dass die Riemannsche Geometrie des Farbraums die Wahrnehmung von Farbunterschieden überschätzt. Daher nehmen Menschen große Farbunterschiede als weniger groß wahr als Unterschiede, die sich aus einer großen Anzahl kleinerer Farbänderungen ergeben.
„Wir haben das nicht erwartet, und wir kennen die genaue Geometrie dieses neuen Farbraums immer noch nicht“, sagt Bujack. Das bisherige Modell konnte in angepasster Form weiter verwendet werden. Dann müsste man nur noch eine Dämpfungsgröße einführen, die die längeren Wege kürzer macht. Dafür sind aber weitere Forschungsprojekte nötig.
In jedem Fall könnte die Forschung weitreichende Konsequenzen haben, und zwar in allem, was mit Farbe zu tun hat. Das reicht von der Kalibrierung von Fernsehern, Bildschirmen und Smartphones über die Textilindustrie bis hin zur allgemeinen Herstellung von Farben und Farbstoffen.