Modelo de apariencia de color: Comprensión de la percepción y la representación en visión por computadora

Por Fouad Sabry

Qué es el modelo de apariencia del color

Un modelo de apariencia del color, a menudo conocido como CAM, es un modelo matemático que tiene como objetivo capturar los elementos perceptivos de la visión humana del color. Este modelo se utiliza para describir entornos de visualización en los que la apariencia de un color no coincide con la medición real correspondiente de la fuente del estímulo.

Cómo se beneficiará

(I) Información y validaciones sobre los siguientes temas:

Capítulo 1: Modelo de apariencia de color

Capítulo 2: Espacio de color CIELAB

Capítulo 3 : Colorimetría

Capítulo 4: Adaptación cromática

Capítulo 5: CIECAM02

Capítulo 6: Espacio de color

Capítulo 7: Espacios de color RGB

Capítulo 8: Colorido

Capítulo 9: Espacio de color CIE 1931

Capítulo 10: Espacio de color LMS

(II) Respondiendo a la Principales preguntas del público sobre el modelo de apariencia del color.

(III) Ejemplos del mundo real sobre el uso del modelo de apariencia del color en muchos campos.

Para quién es este libro

Profesionales, estudiantes de pregrado y posgrado, entusiastas, aficionados y aquellos que quieran ir más allá del conocimiento o la información básica para cualquier tipo de Modelo de Apariencia de Color.

 

 

• Idioma: Español
• Editorial: Mil Millones De Conocimientos [Spanish]
• Fecha de lanzamiento: 29 abr 2024

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Capítulo 1: Modelo de apariencia de color

Los modelos matemáticos llamados modelos de apariencia del color (CAM, por sus siglas en inglés) intentan caracterizar los elementos perceptivos de la visión humana del color, como las circunstancias en las que el color percibido de un objeto difiere de la medición física correspondiente de la fuente de estímulo. (Por el contrario, un modelo de color, como los modelos de color RGB o CMYK, establece un espacio de coordenadas para representar los colores).

El objetivo de un espacio de color uniforme (SCP) es crear un modelo de color en el que las diferencias aparentes entre los colores sean proporcionales a su separación física en el espacio. Un SCP es el resultado de aplicar un SCP a un entorno de visualización estático, mientras que un SCP es la consecuencia de aplicar un SCP a un entorno de visualización dinámico. Incluso sin este tipo de modelado, un SCP puede servir como un CAM rudimentario.

El observador es la fuente de todo color; objetivamente, lo único visible es la distribución de potencia espectral de la luz.

Con esto en mente, todo el mundo ve los colores de manera diferente.

Sin embargo, muchos investigadores han intentado vincular cuantitativamente la distribución de la potencia espectral de la luz con la respuesta sensorial humana, con cierto éxito.

En 1931, utilizando técnicas de psicofísica, el espacio de color XYZ, desarrollado por la CIE (Comisión Internacional de Iluminación), representa con precisión la percepción humana del color a este nivel sensorial.

Sin embargo, hay suposiciones incorporadas en el modelo de color XYZ que limitan su uso (como el locus de estimulación de la retina, el nivel de luminancia de la luz que se encuentra con el ojo, el fondo detrás del objeto observado y el nivel de luminancia de la luz circundante). Dos estímulos con valores triestímulos XYZ idénticos parecerán tener el mismo matiz para un observador humano solo si todos los demás factores se mantienen constantes. Se pueden percibir diferentes colores a partir de dos estímulos idénticos con los mismos valores de triestímulo X, Y y Z si las condiciones iniciales difieren (y viceversa: dos estímulos diferentes con valores de triestímulo XYZ diferentes pueden crear una apariencia de color idéntica).

Para representar la percepción humana del color, es necesario un modelo de apariencia de color en lugar del modelo de color XYZ estático si el entorno de visualización varía.

Los seres humanos no perciben los colores utilizando valores triestímulos XYZ, sino más bien parámetros de apariencia, lo que presenta un problema importante para cualquier modelo de apariencia de color (tono, luminosidad, brillo, croma, colorido y saturación). Por lo tanto, los valores triestímulos X, Y y Z deben transformarse (teniendo en cuenta las condiciones de visualización) en estos parámetros de apariencia como parte de cualquier modelo de apariencia de color (al menos tono, luminosidad y croma).

A continuación se analizan algunos fenómenos de apariencia de color que los modelos de apariencia de color intentan tener en cuenta.

La adaptación cromática es la capacidad del ojo humano para ver un objeto reflejado sin verse afectado por el punto blanco (o temperatura de color) de la fuente de luz. Una hoja de papel blanco parece blanca para el ojo humano, independientemente de si la luz es azulada o amarillenta. Este es el fenómeno de apariencia de color más fundamental y fundamentalmente significativo y, por lo tanto, cualquier modelo de apariencia de color debe incluir una transformada de adaptación cromática (CAT) que intente imitar este comportamiento.

Esto separa claramente los modelos de color elementales basados en triestímulos de los modelos de apariencia de color más complejos. Al describir el color de la superficie de un elemento iluminado, un modelo de color simple basado en triestímulos no tiene en cuenta el punto blanco del iluminador, por lo tanto, si el punto blanco del iluminador cambia, también lo hace el color de la superficie. Un modelo de apariencia de color, por otro lado, tiene en cuenta el punto blanco del iluminante (de ahí la necesidad de este valor en los cálculos del modelo) y, como resultado, informa del mismo color para una superficie incluso si el punto blanco del iluminante cambia.

En la situación de adaptación cromática, dos estímulos con diferentes valores de triestímulo XYZ pueden producir la misma apariencia de color. La luz reflejada del libro blanco tendrá una distribución de potencia espectral diferente y, en consecuencia, diferentes valores de triestímulo X, Y y Z dependiendo de la temperatura de color de la luz que incida sobre ella (blanca).

Múltiples factores alteran la percepción del color de un observador:

Cambio de tono de Bezold-Brücke: El tono de la luz monocromática cambia con la luminancia.

Efecto Abney: la adición de luz blanca altera el color de la luz monocromática (que se esperaría de color neutro).

Múltiples factores alteran la percepción de contraste de un observador:

Efecto Stevens: el brillo mejora el contraste.

El efecto Bartleson-Breneman establece que el contraste percibido de una imagen emisiva (como una imagen de pantalla LCD) aumenta cuando aumenta el nivel de luz ambiental.

El ojo humano está sujeto a un efecto que altera la vitalidad percibida de los colores:

Efecto de caza: los niveles de luz más altos dan como resultado colores más vibrantes.

El ojo humano está sujeto a un impacto que altera la forma en que se percibe la luz:

El efecto Helmholtz-Kohlrausch: Mejora del brillo en función de la saturación.

Debido a que el cerebro humano asigna a cada píxel un conjunto único de significados contextuales, los fenómenos espaciales solo influyen en el color donde realmente ocurren en una imagen (por ejemplo, como una sombra en lugar de un color gris). El término ilusión óptica podría usarse para