Función de combinación de colores: Comprensión de la sensibilidad espectral en visión por computadora

Por Fouad Sabry

Qué es la función de coincidencia de color

Los espacios de color designados por la CIE en 1931 son las primeras relaciones cuantitativas que se han delineado entre las distribuciones de longitudes de onda en el espectro visible electromagnético. y los colores que los humanos ven fisiológicamente en su visión del color. Cuando se trata de gestión del color, las relaciones matemáticas que definen estos espacios de color son herramientas clave. Esto es especialmente cierto cuando se trabaja con tintas de color, pantallas iluminadas y dispositivos de grabación como cámaras digitales. En 1931, la "Commission Internationale de l'éclairage", que se traduce al inglés como Comisión Internacional de Iluminación, fue la organización responsable de diseñar el sistema.

Cómo se beneficiará

(I) Conocimientos y validaciones sobre los siguientes temas:

Capítulo 1: Espacio de color CIE 1931

Capítulo 2: Función de eficiencia luminosa

Capítulo 3: Equilibrio de color

Capítulo 4: Locus de Planck

Capítulo 5: Método de referencia estándar

Capítulo 6: Luminancia relativa

Capítulo 7: CIECAM02

Capítulo 8: Iluminante estándar

Capítulo 9: Espacio de color CIE 1960

Capítulo 10: OSA-UCS

(II) Respondiendo a las principales preguntas del público sobre la función de coincidencia de colores.

(III) Ejemplos del mundo real para el uso de la función de coincidencia de colores en muchos campos.

Para quién es este libro

Profesionales, estudiantes universitarios y de posgrado, entusiastas, aficionados y aquellos que quieran ir más allá del conocimiento o la información básicos para cualquier tipo de función de combinación de colores.

 

 

• Idioma: Español
• Editorial: Mil Millones De Conocimientos [Spanish]
• Fecha de lanzamiento: 30 abr 2024

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Capítulo 1: Espacio de color CIE 1931

Por primera vez, los espacios de color CIE 1931 proporcionan conexiones cuantificables entre las diversas distribuciones de longitud de onda en el espectro electromagnético visible, los colores tal como se procesan biológicamente durante la percepción humana del color.

La gestión del color depende en gran medida de las relaciones matemáticas que definen estos espacios de color, las tintas de colores son vitales cuando se trata de pantallas iluminadas y herramientas de captura de vídeo como las cámaras digitales.

El sistema fue diseñado en 1931 por la Commission Internationale de l'éclairage, la Comisión Internacional de Iluminación, como se le conoce comúnmente en inglés.

Tanto el espacio de color CIE 1931 RGB como el espacio de color CIE 1931 XYZ fueron desarrollados por la CIE en 1931. El espacio de color CIE XYZ se desarrolló a partir del espacio de color CIE RGB, que se especificó utilizando una combinación de datos experimentales.

Tanto los espacios de color CIE 1931 como CIELUV 1976 todavía se emplean con frecuencia.

En un ojo humano sano, hay tres tipos de células cónicas sensibles a la luz, cada una con una sensibilidad espectral máxima diferente: corta (S), media (M) y larga (L) (560 nm - 580 nm). Los conos son responsables de la percepción humana del color con luz intensa; Las situaciones de poca luz activan los receptores monocromáticos de visión nocturna de bajo brillo conocidos como bastones. Por lo tanto, toda la percepción humana del color puede describirse, en principio, por un conjunto de tres parámetros que corresponden a los niveles de estímulo de los tres tipos de células cónicas. Una especificación triestímulo del color objetivo del espectro de luz se forma ponderando un espectro de potencia lumínica total por las distintas sensibilidades espectrales de los tres tipos de celdas cónicas, lo que produce tres valores efectivos de estímulo. El espacio de color LMS es una representación tridimensional de los tres parámetros, S, M y L, y es solo uno de los muchos espacios de color desarrollados para cuantificar la percepción humana del color.

A diferencia del espacio de color LMS establecido por las sensibilidades del espectro de las células cónicas, un espacio de color mapea una variedad de colores creados físicamente a partir de luz mixta, pigmentos, etc. hasta una descripción objetiva de las sensaciones de color registradas en el ojo humano. En un modelo de color aditivo y triccromático, los valores triestímulos de un espacio de color se pueden considerar como proporciones de los tres tonos primarios. Algunos espacios de color, como LMS y XYZ, utilizan colores primarios que no son colores verdaderos, ya que no se pueden producir con ningún conjunto dado de longitudes de onda de luz.

Todas las percepciones de color accesibles al ojo humano normal están incluidas en el espacio de color CIE XYZ. Es por eso que el espacio de color CIE XYZ (valores triestímulos) funciona en todas las plataformas. Se definen muchos más espacios de color en relación con él como estándar. Los espectros de luz creados físicamente se corresponden con los valores triestímulos especificados mediante un conjunto de funciones de coincidencia de color similares a las curvas de sensibilidad espectral del espacio de color LMS, pero no se limitan a sensibilidades no negativas.

Primero, echaremos un vistazo a dos fuentes de luz que emiten luz, pero cada una emite una combinación única de longitudes de onda. El fenómeno en el que las luces de diferentes colores parecen compartir el mismo tono se conoce como metamerismo. Independientemente de sus distribuciones de potencia espectral, las fuentes de luz que crean los mismos valores triestímulos parecen ser del mismo color para el observador.

Los tres tipos de células cónicas son estimuladas por la mayoría de las longitudes de onda debido a la superposición en sus curvas de sensibilidad espectral. Por lo tanto, hay algunos valores triestímulos que nunca pueden ocurrir en la naturaleza, como los valores triestímulos LMS donde el componente M es distinto de cero pero los componentes L y S son cero. La cromaticidad de los colores espectrales puros se encuentra fuera del triángulo de color definido por los colores fundamentales, por lo tanto, en cualquier espacio de color aditivo tricrúmico convencional, como los espacios de color RGB, esto indicaría valores negativos para al menos uno de los tres primarios. Los colores primarios imaginarios y las funciones de coincidencia de colores se desarrollaron para eliminar la necesidad de los valores RGB negativos y hacer que un solo componente explique el brillo percibido. Los valores triestímulos resultantes se simbolizan con las letras X, Y y Z en el espacio de color definido por la CIE 1931. Todas las combinaciones de coordenadas X, Y y Z no negativas son significativas; sin embargo, muchas de las ubicaciones primarias, como [1, 0, 0], [0, 1, 0] y [0, 0, 1], corresponden a colores imaginarios fuera del espacio de posibles coordenadas LMS; Los colores que no se corresponden con ninguna distribución espectral de longitudes de onda no son reales.

Según la norma CIE 1931, la luminancia, denotada por Y,, similar al azul es la letra Z. (de CIE RGB), y X es una mezcla de las tres curvas CIE RGB elegidas para ser no negativas (véase § Definición del espacio de color CIE XYZ).

El efecto práctico de designar Y como brillo es que para cualquier