Científicos del Los Alamos National Laboratory han logrado completar la visión que el físico Erwin Schrödinger esbozó hace un siglo sobre la percepción humana del color. Mediante el uso de geometría avanzada, un equipo liderado por la investigadora Roxana Bujack demostró que el tono, la saturación y la ligereza no son construcciones moldeadas por la cultura o la experiencia, sino que están integrados directamente en la estructura matemática de nuestra visión. Este hallazgo, presentado en una importante conferencia de ciencia de la visualización, repara fallos de larga data en el modelo original y solidifica el marco teórico de Schrödinger.+1
La conclusión principal del estudio es que las cualidades del color reflejan propiedades intrínsecas de la propia métrica del color, la cual codifica geométricamente la distancia percibida entre dos tonos distintos. Al definir con precisión estas características perceptivas, los investigadores han suministrado el componente faltante necesario para cumplir el objetivo de Schrödinger: crear un modelo autosuficiente donde la similitud del color sea determinada exclusivamente por la geometría.
La visión humana depende de tres tipos de células de cono en el ojo (sensibles al rojo, azul y verde), lo que permite representar el color en espacios tridimensionales. En la década de 1920, basándose en la idea de Bernhard Riemann sobre espacios curvos, Schrödinger describió el color bajo este marco matemático. Sin embargo, mientras el equipo de Los Alamos desarrollaba algoritmos para visualización científica, descubrieron debilidades fundamentales en los cimientos matemáticos que habían guiado la ciencia durante décadas.
Uno de los problemas centrales residía en el llamado “eje neutral”, la línea de tonos grises que conecta el blanco con el negro. Aunque las definiciones de Schrödinger dependían de la posición de los colores respecto a este eje, el físico nunca llegó a definirlo matemáticamente, dejando la estructura formal del modelo en un vacío teórico. El equipo logró establecer este eje puramente a partir de la geometría, lo que requirió superar los límites de la geometría riemanniana tradicional.
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Me interesa →El avance también permitió corregir efectos visuales complejos como el de Bezold-Brücke, donde el aumento del brillo puede provocar que un color parezca cambiar de tono. En lugar de asumir cambios en líneas rectas, los científicos calcularon el camino más corto dentro del espacio geométrico curvo. Este enfoque también ayudó a explicar por qué, a medida que las diferencias entre colores aumentan, estas se vuelven menos notables para el observador con el paso del tiempo.
Este trabajo representa la culminación de un proyecto de percepción del color que ya había producido un artículo destacado en 2022 en la revista PNAS. La creación de modelos precisos es vital para campos que van desde la fotografía y el video hasta el análisis de datos complejos y simulaciones de seguridad nacional. Al establecer una base matemática más sólida, el equipo ha sentado los cimientos para futuros progresos en la tecnología de visualización.
La investigación contó con el apoyo del programa de Investigación y Desarrollo Dirigido por el Laboratorio en Los Alamos y del programa de Computación y Simulación Avanzada de la National Nuclear Security Administration. Con este logro, la ciencia finalmente cierra un capítulo abierto hace cien años, proporcionando una comprensión matemática definitiva sobre cómo el ojo humano interpreta el arcoíris de colores que nos rodea.
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