Modelo de color: Comprensión del espectro de la visión por computadora: exploración de modelos de color

Por Fouad Sabry

Qué es el modelo de color

Un modelo de color es un modelo matemático abstracto que describe la forma en que los colores se pueden representar como tuplas de números, generalmente como tres o cuatro valores o componentes de color. . Cuando a este modelo se le asocia una descripción precisa de cómo deben interpretarse los componentes, teniendo en cuenta la percepción visual, el conjunto de colores resultante se denomina "espacio de color".

Cómo te beneficiarás

(I) Insights y validaciones sobre los siguientes temas:

Capítulo 1: Modelo de color

Capítulo 2: Tono

Capítulo 3: Sistema de color Munsell

Capítulo 4: Espacios de color RGB

Capítulo 5: HSL y HSV

Capítulo 6: Cromaticidad

Capítulo 7: Espacio de color CIELAB

Capítulo 8: Adaptación cromática

Capítulo 9: Gama

Capítulo 10: Longitud de onda dominante

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

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

Quién es este libro para

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

 

 

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

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Capítulo 1: Modelo de color

Un modelo de color es una abstracción matemática que describe la forma en que los colores se pueden asignar en conjuntos de tres o cuatro valores. El espacio de color se refiere a la colección de colores que se producen cuando este modelo se combina con una descripción clara de cómo se interpretarán los componentes (condiciones de visualización, etc.), teniendo en cuenta la percepción visual.

Este artículo proporciona una descripción de las técnicas de modelado de visión del color y analiza algunos de los modelos más populares.

Esta región se puede visualizar como un espacio euclidiano tridimensional si los estímulos para los receptores de luz de longitud de onda larga (L), longitud de onda media (M) y longitud de onda corta (S) se consideran los ejes x, y y z, respectivamente. En este caso, el negro está en el origen, donde (S,M,L) = (0,0,0). No hay una ubicación fija para blanco en este diagrama; más bien, se define por la temperatura de color o el balance de blancos que se elige o que proporciona la iluminación ambiental. Desde el punto cero hasta el infinito, el espacio de color humano se parece a una herradura (véase también el diagrama de cromaticidad CIE a continuación). Si bien los cambios en la percepción del color a bajos niveles de luz y la saturación de los receptores de color humanos a altas intensidades de luz no se tienen en cuenta en el espacio de color CIE, sí ocurren en la práctica (ver: curva de Kruithof). A medida que uno se aleja del centro de la región, se encuentra con tonos cada vez más vibrantes. Los receptores del ojo no distinguen entre luz marrón y gris, por lo que los términos son arbitrarios. Estas últimas designaciones designan la luz naranja y blanca, respectivamente, que es más débil que la luz ambiental. Un buen ejemplo de esto es la aparición de letras negras sobre un fondo blanco mientras se usa un retroproyector en una reunión; El negro en realidad no se vuelve más oscuro que la pantalla blanca en la que se proyecta. El blanco proyectado en la pantalla es de mayor intensidad que las partes negras, lo que hace que las áreas blancas parezcan negras en comparación. Para obtener más información, consulte Consistencia del color.

El espacio triestímulo humano tiene la característica de que la adición de vectores en este espacio es equivalente a la mezcla aditiva de colores. Esto facilita la descripción de, por ejemplo, la gama de colores (gama) que se puede crear utilizando el espacio de color RGB en un monitor de computadora.

La Comisión Internacional de Iluminación (CIE) estableció el espacio de color CIE XYZ (también conocido como espacio de color CIE 1931) en 1931 como uno de los primeros espacios de color especificados matemáticamente. Estas estadísticas se recopilaron utilizando observadores humanos y un ángulo de visión de 2 grados. En 1964 se publicó información complementaria para un campo de visión de 10 grados.

Hay que tener en cuenta que las curvas de sensibilidad calculadas implican cierto grado de subjetividad. Es posible determinar, con cierta precisión, la forma de cada curva de sensibilidad X, Y y Z. La función de luminosidad total, sin embargo, es subjetiva porque se basa en el juicio del sujeto de prueba de si dos fuentes de luz de diferentes colores parecen o no igualmente brillantes. Se utiliza un razonamiento similar para determinar los tamaños relativos de las curvas X, Y y Z con el fin de garantizar que sus regiones debajo de las curvas sean todas iguales. Un espacio de color definido por una curva de sensibilidad X con el doble de amplitud sería igual de válido. Los contornos de esta nueva esfera de color serían diferentes. Los espacios de color xyz CIE 1931 y CIE 1964 tienen sus curvas de sensibilidad normalizadas para que sus regiones bajo las curvas sean las mismas.

Las coordenadas x e y de un color XYZ se utilizan a veces en lugar de los valores de luminancia e Y, respectivamente:

x={\frac {X}{X+Y+Z}} y y={\frac {Y}{X+Y+Z}}

Matemáticamente, los colores del diagrama de cromaticidad ocupan cierto espacio en el plano proyectivo real, denotado por las coordenadas x e y. La luz con un espectro de energía plano corresponde al punto (x,y) = 0 porque las regiones bajo las curvas de sensibilidad CIE son iguales (0.333,0.333).

La integración del producto del espectro de un haz de luz y las funciones de coincidencia de color disponibles produce los valores X, Y y Z.

La mezcla aditiva de colores utiliza los colores primarios rojo, verde y azul para excitar uno de los tres tipos de receptores de color en el ojo mientras estimula los otros dos tipos lo menos posible en los medios que transmiten luz (como la televisión). El término para esto es espacio de color RGB. La luz que contiene estos tres tonos primarios se puede mezclar para formar la gama completa de colores percibidos por los humanos. Debido a esto, todo lo que se requiere de los televisores a color y los monitores de computadora es la capacidad de mezclar los colores rojo, verde y azul en una sola salida. Consulte Aditivo de color.

En teoría, se pueden emplear otros primarios, pero el rojo, el verde y el azul representan la gran mayoría del espectro visual humano. Dado que no existe un acuerdo universal sobre en qué parte del diagrama de cromaticidad debe ubicarse cada uno de los colores primarios, los mismos valores RGB pueden dar lugar a tonos sutilmente diferentes cuando se muestran en diferentes dispositivos.

Sobre un fondo blanco, la combinación de tintes/tintas transparentes cian, magenta y amarillo produce todo el espectro de colores visibles para el ojo humano. Los colores primarios de la resta son estos. Algunos colores oscuros son difíciles de reproducir sin agregar una cuarta tinta, por lo que el negro se usa con frecuencia. La abreviatura de este