Espacio de color: Explorando el espectro de la visión por computadora

Por Fouad Sabry

Qué es el espacio de color

Un espacio de color es una disposición particular de colores en un espacio determinado. Junto con la creación de perfiles de color, que es compatible con una variedad de dispositivos físicos, es capaz de admitir representaciones repetibles de color, independientemente de si dichas representaciones implican una representación analógica o digital. Es posible que un espacio de color sea arbitrario, en cuyo caso los colores que se realizan físicamente se asignan a un conjunto de muestras de color físico que tienen nombres de color coincidentes, o se puede estructurar con precisión matemática. El concepto de "espacio de color" es una herramienta conceptual útil que puede utilizarse para conocer las capacidades de color de un determinado archivo o dispositivo digital. En el proceso de intentar replicar el color en un dispositivo diferente, los espacios de color pueden indicar si se pueden conservar o no los detalles de sombras y luces y la saturación del color, así como el grado en que cualquiera de estos aspectos disminuirá.

Cómo te beneficiarás

(I) Insights y validaciones sobre los siguientes temas:

Capítulo 1: Espacio de color

Capítulo 2: Modelo de color RGB

Capítulo 3: Modelo de color CMYK

Capítulo 4: Espacios de color RGB

Capítulo 5: HSL y HSV

Capítulo 6: Cromaticidad

Capítulo 7: Espacio de color CIELAB

Capítulo 8: Gama

Capítulo 9: Escala de grises

Capítulo 10: Espacio de color Adobe RGB

(II) Respondiendo a las principales preguntas del público sobre el espacio de color.

(III) Ejemplos del mundo real para el uso del espacio de 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 información básica de cualquier tipo. del espacio de color.

 

 

• Idioma: Español
• Editorial: Mil Millones De Conocimientos [Spanish]
• Fecha de lanzamiento: 10 may 2024

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Capítulo 1: Espacio de color

Un espacio de color es un diseño predeterminado para la codificación de colores. Cuando se utiliza junto con la creación de perfiles de color, que es compatible con una amplia gama de dispositivos físicos, permite una reproducción precisa del color, independientemente de si el color se representa analógica o digitalmente. Es posible asignar colores arbitrariamente, como en la colección Pantone, donde cada color está representado por un nombre y un número, o con precisión matemática, como en el espacio de color sRGB (como en el Sistema NCS, Adobe RGB y sRGB). El término espacio de color se refiere a un modelo mental útil para averiguar la gama de colores que puede mostrar un dispositivo o archivo digital determinado. Los espacios de color revelan la cantidad de detalles de sombras y luces y la saturación de color que se perderán al transferir colores a un dispositivo diferente.

Un modelo de color es un modelo matemático abstracto que describe cómo los colores se pueden representar como tuplas de números (como en RGB o CMYK); Sin embargo, un modelo de color sin una función de asignación asociada a un espacio de color absoluto es un sistema de color más o menos arbitrario que no está vinculado a ningún sistema universalmente aceptado de interpretación del color. Para un modelo de color determinado, un espacio de color se define mediante la adición de una función de asignación entre el modelo de color y un espacio de color de referencia. Esta función de mapeo deja una huella, o gama, en el espacio de color de referencia. Algunos ejemplos de espacios de color absolutos son Adobe RGB y sRGB, ambos basados en el modelo de color RGB. Los espacios de color CIELAB y CIEXYZ se utilizan normalmente como el estándar de oro para crear un espacio de color porque se desarrollaron para proporcionar todos los colores visibles al ojo humano.

El término espacio de color se usa comúnmente para referirse a un modelo de color de manera informal debido al hecho de que define de manera única un determinado modelo de color y función de mapeo. Si bien es cierto que nombrar un espacio de color revelará el modelo de color correspondiente, este no es el uso aceptable. Si bien el modelo de color RGB sirve como base para una serie de espacios de color diferentes, no existe tal cosa como el espacio de color RGB.

Thomas Young propuso en 1802 que el ojo contiene tres tipos distintos de fotorreceptores (hoy llamados conos), cada uno de los cuales es sensible a un color diferente de luz. Después de desarrollar aún más la teoría de Young-Helmholtz en 1850, Hermann von Helmholtz propuso que los tres tipos de fotorreceptores de cono podrían clasificarse como de preferencia corta (azul), preferencia media (verde) y preferencia larga (rojo) de acuerdo con su respuesta a las longitudes de onda de la luz que incide en la retina. El espectro visual es construido por el cerebro a partir de las intensidades relativas de las señales detectadas por los tres tipos de conos. Sin embargo, no está claro si imaginaron o no los colores como ubicaciones discretas en un espacio de color.

A Hermann Grassmann se le atribuye el desarrollo de la idea del espacio de color durante un proceso de dos etapas. En primer lugar, se le ocurrió el concepto de espacio vectorial, que permitía representar algebraicamente los conceptos geométricos en el espacio n-dimensional.

Alrededor de 1920, cuando las definiciones formales fueron publicadas por Hermann Weyl y otros, el concepto de espacio lineal (espacio vectorial) entró en el léxico común. De hecho, una definición en este sentido fue proporcionada treinta años antes, por Peano, que estaba muy familiarizado con el trabajo matemático de Grassmann. Aunque Grassmann no lo definió formalmente, ya que en ese momento no existía el vocabulario necesario, la idea estaba sin duda en su mente.

Basándose en estas ideas, Grassmann publicó su teoría de la mezcla de colores en 1853; hoy en día, los estudiantes todavía aprenden sobre la ley de Grassmann y sus tres leyes de color.

En la impresión, los colores primarios sustractivos del pigmento se utilizan junto con el modelo de color cian, magenta, amarillo y negro (CMYK) para crear una amplia gama de colores (cian, magenta, amarillo y negro). Al representar un espacio de color en tres dimensiones, el componente magenta se puede colocar en el eje X, el componente cian en el eje Y y el componente amarillo en el eje Z. Cada tono que se puede hacer mezclando esos tres pigmentos tiene una ubicación específica en el espacio tridimensional resultante.

En el paradigma de color RGB, los colores primarios aditivos se utilizan para crear colores en los monitores de las computadoras (rojo, verde y azul). Cada uno de los tres tonos podría asociarse con uno de los tres ejes de coordenadas en una ilustración tridimensional. Tenga en cuenta que el fósforo (en un monitor CRT) o los filtros y la retroiluminación afectarán los colores que se muestran en su pantalla (monitor LCD).

Los colores también se pueden crear en una pantalla utilizando un modelo basado en el tono, la saturación y el valor (brillo). Las coordenadas cilíndricas se utilizan para las variables de dicho modelo.

Algunos espacios de color contienen más o menos dimensiones, y algunos, como Pantone, no se pueden representar de esta manera, pero la gran mayoría de los espacios de color pueden expresarse como valores tridimensionales de esta manera.

El proceso de conversión entre diferentes espacios de color se denomina traducción de color. El propósito de esto es hacer que la imagen traducida se vea lo más cerca posible del original, lo que ocurre con mayor frecuencia al traducir una imagen de un espacio de color a otro.

Existen numerosas implementaciones de modelos de color RGB, dependiendo de las capacidades del sistema.

A partir de 2021, la implementación de 24 bits se ha convertido en la versión más utilizada, utilizando un sistema binario de 8 bits, o 256 niveles de escala de grises para cada canal de color.

Por lo tanto, cualquier espacio de color basado en un modelo RGB de 24 bits de este tipo está limitado a un rango de 256×256×256 ≈ 16,7 millones de colores.

En algunos sistemas, cada componente ocupa 16 bits, para un total de 48 bits, lo que significa la misma gama de colores pero más de ellos.

Cuando se trata de espacios de color de amplia gama, esto se vuelve crucial (donde la mayoría de los colores más comunes se encuentran relativamente juntos), alternativamente, cuando se utiliza una gran cantidad de métodos de filtrado digital secuencial.

La misma regla es válida para cualquier espacio de color basado en modelos de color, sin embargo, se implementa con diferentes profundidades de bits.

Uno de los primeros intentos de crear un espacio de color basado en las mediciones de la percepción humana del color fue el espacio de color XYZ CIE 1931 (James Clerk Maxwell también hizo un intento), König & Dieterici, & Abney en el Imperial College) y sirve como base para prácticamente todos los demás espacios de color.

Una extensión lineal del espacio de color CIE XYZ, CIERGB.

El CIELUV es otra rama de CIE XYZ, CIEUVW y CIELAB.

Debido a que especifica la cantidad de cada tipo de luz que se debe emitir para crear un color específico, RGB es un espacio de color aditivo. El rojo, el verde y el