Mathematik-Fehler: Farben werden seit 100 Jahren falsch dargestellt

Bei der mathematischen Interpretation von Farbwahrnehmung hat es in den vergangenen 100 Jahren einen Fehler gegeben. Das berichtet ein Forschungsteam des Los Alamos National Laboratory in einer neuen Studie, die im Fachjournal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht wurde. "Die angenommene Form des Farbraums benötigt einen Paradigmenwechsel", sagt Studienleiterin Roxana Bujack gegenüber Phys.org.

Riemann, Helmholtz, Schrödinger widerlegt

"Unsere Forschung zeigt, dass das derzeitige mathematische Modell davon, wie das Auge Farbunterschiede wahrnimmt, inkorrekt ist. Dieses Modell wurde von Bernhard Riemann vorgeschlagen und von Hermann von Helmholtz und Erwin Schrödinger entwickelt. Das sind alles Giganten der Mathematik und der Physik und sie zu widerlegen ist so ziemlich der Traum jeder Wissenschaftlerin."

Ursprünglich wollte das Team Algorithmen entwickeln, um Farbdarstellungen für Datenvisualisierung automatisch zu verbessern. Dabei kam man dahinter, dass die Anwendung der klassischen Riemannschen Geometrie nicht funktionierte. Für ihre daraus folgende Studie wurden Methoden aus der Psychologie, Biologie und Mathematik angewandt, um Unterschiede in der Farbwahrnehmung in eine neue Form zu bringen.

Überschätzung von Unterschieden

Die Riemannsche Geometrie des Farbraums überschätzt die Wahrnehmung von Farbunterschieden, lautet ein Resultat der Studie. Große Farbunterschiede werden von Menschen demnach als weniger groß wahrgenommen, als die Unterschiede, die sich durch eine Vielzahl kleinerer Veränderungen der Farbe ergeben.

"Wir haben das nicht erwartet und wir kennen die exakte Geometrie dieses neuen Farbraums noch nicht", sagt Bujack. Das bisherige Modell könne möglicherweise in einer angepassten Form weiter verwendet werden. Man müsste dann eventuell nur eine dämpfende Variable einführen, die längere Distanzen kürzer mache. Aber dafür seien noch weitere Forschungsprojekte notwendig.

Die Forschung könnte jedenfalls weitreichende Folgen haben - nämlich auf alles, was mit Farbe zu tun hat. Das reicht von der Kalibrierung von TV-Geräten, Bildschirmen und Smartphones bis hin zur Textilindustrie und der generellen Herstellung von Farben und Färbemitteln.