Espaço colorido - Color space
Um espaço de cores é uma organização específica de cores . Em combinação com perfis de cores suportados por vários dispositivos físicos, ele oferece suporte a representações reproduzíveis de cores - quer essa representação implique uma representação analógica ou digital . Um espaço de cores pode ser arbitrário, ou seja, com cores realizadas fisicamente atribuídas a um conjunto de amostras de cores físicas com nomes de cores atribuídos correspondentes (incluindo números discretos - por exemplo - na coleção Pantone ), ou estruturado com rigor matemático (como com o Sistema NCS , Adobe RGB e sRGB ). Um "espaço de cores" é uma ferramenta conceitual útil para compreender os recursos de cores de um determinado dispositivo ou arquivo digital. Ao tentar reproduzir cores em outro dispositivo, os espaços de cores podem mostrar se você será capaz de reter detalhes de sombras / realces, saturação de cores e até que ponto qualquer um deles ficará comprometido.
Um " modelo de cores " é um modelo matemático abstrato que descreve a maneira como as cores podem ser representadas como tuplas de números (por exemplo, triplas em RGB ou quádruplas em CMYK ); no entanto, um modelo de cores sem função de mapeamento associada a um espaço de cores absoluto é um sistema de cores mais ou menos arbitrário, sem conexão com qualquer sistema de interpretação de cores globalmente entendido. Adicionar uma função de mapeamento específica entre um modelo de cores e um espaço de cores de referência estabelece dentro do espaço de cores de referência uma "pegada" definida, conhecida como gama , e para um determinado modelo de cores, isso define um espaço de cores. Por exemplo, Adobe RGB e sRGB são dois espaços de cores absolutos diferentes, ambos baseados no modelo de cores RGB. Ao definir um espaço de cores, o padrão de referência usual são os espaços de cores CIELAB ou CIEXYZ , que foram projetados especificamente para abranger todas as cores que o ser humano médio pode ver.
Uma vez que "espaço de cores" identifica uma combinação particular do modelo de cores e da função de mapeamento, a palavra é freqüentemente usada informalmente para identificar um modelo de cores. No entanto, embora a identificação de um espaço de cores identifique automaticamente o modelo de cores associado, esse uso está incorreto em sentido estrito. Por exemplo, embora vários espaços de cores específicos sejam baseados no modelo de cores RGB , não existe um espaço de cores RGB singular .
História
Em 1802, Thomas Young postulou a existência de três tipos de fotorreceptores (agora conhecidos como células cônicas ) no olho, cada um deles sensível a uma faixa específica de luz visível. Hermann von Helmholtz desenvolveu a teoria de Young-Helmholtz ainda mais em 1850: que os três tipos de fotorreceptores de cone podem ser classificados como de preferência curta ( azul ), preferência média ( verde ) e preferência longa ( vermelho ), de acordo com sua resposta aos comprimentos de onda da luz que atinge a retina . As intensidades relativas dos sinais detectados pelos três tipos de cones são interpretadas pelo cérebro como uma cor visível. Mas não está claro se eles pensavam nas cores como pontos no espaço de cores.
O conceito de espaço de cores provavelmente se deve a Hermann Grassmann , que o desenvolveu em dois estágios. Primeiramente, ele desenvolveu a ideia de espaço vetorial , o que permitiu a representação algébrica de conceitos geométricos em um espaço n- dimensional. Fearnley-Sander (1979) descreve os fundamentos da álgebra linear de Grassmann da seguinte forma:
A definição de um espaço linear ( espaço vetorial) ... tornou-se amplamente conhecida por volta de 1920, quando Hermann Weyl e outros publicaram definições formais. Na verdade, tal definição havia sido dada trinta anos antes por Peano , que estava totalmente familiarizado com o trabalho matemático de Grassmann. Grassmann não apresentou uma definição formal - a linguagem não estava disponível - mas não há dúvida de que ele tinha o conceito.
Com esse pano de fundo conceitual, em 1853, Grassmann publicou uma teoria de como as cores se misturam; ela e suas três leis de cores ainda são ensinadas, como a lei de Grassmann .
Como notado primeiro por Grassmann ... o conjunto de luz tem a estrutura de um cone no espaço linear de dimensão infinita. Como resultado, um conjunto quociente (em relação ao metamerismo) do cone de luz herda a estrutura cônica, o que permite que a cor seja representada como um cone convexo no espaço linear 3-D, que é referido como o cone de cor.
Exemplos
As cores podem ser criadas em impressão com cor espaços com base no modelo de cores CMYK , utilizando os subtractivas cores primárias de pigmento ( c Yan , m agenta , y ellow , e pret k ). Para criar uma representação tridimensional de um determinado espaço de cor, podemos atribuir a quantidade de cor magenta ao eixo X da representação , a quantidade de ciano ao eixo Y e a quantidade de amarelo ao eixo Z. O espaço 3-D resultante fornece uma posição única para cada cor possível que pode ser criada combinando esses três pigmentos.
As cores podem ser criadas em monitores de computador com espaços de cores baseados no modelo de cores RGB , usando as cores primárias aditivas ( vermelho , verde e azul ). Uma representação tridimensional atribuiria cada uma das três cores aos eixos X, Y e Z. Observe que as cores geradas em determinado monitor serão limitadas pelo meio de reprodução, como o fósforo (em um monitor CRT ) ou filtros e luz de fundo ( monitor LCD ).
Outra forma de criar cores em um monitor é com um espaço de cores HSL ou HSV , com base em matiz , saturação , brilho (valor / brilho). Com esse espaço, as variáveis são atribuídas a coordenadas cilíndricas .
Muitos espaços de cores podem ser representados como valores tridimensionais dessa maneira, mas alguns têm mais ou menos dimensões e alguns, como Pantone , não podem ser representados dessa maneira.
Conversão
A conversão do espaço de cores é a tradução da representação de uma cor de uma base para outra. Isso normalmente ocorre no contexto da conversão de uma imagem representada em um espaço de cores em outro, com o objetivo de fazer com que a imagem traduzida pareça o mais semelhante possível ao original.
Densidade RGB
O modelo de cores RGB é implementado de maneiras diferentes, dependendo dos recursos do sistema usado. De longe, a encarnação de uso geral mais comum em 2006 é a implementação de 24 bits , com 8 bits, ou 256 níveis discretos de cor por canal . Qualquer espaço de cor baseado em um modelo RGB de 24 bits é, portanto, limitado a uma faixa de 256 × 256 × 256 ≈ 16,7 milhões de cores. Algumas implementações usam 16 bits por componente para um total de 48 bits, resultando na mesma gama com um número maior de cores distintas. Isso é especialmente importante ao trabalhar com espaços de cores de gama ampla (onde a maioria das cores mais comuns estão localizadas relativamente próximas) ou quando um grande número de algoritmos de filtragem digital são usados consecutivamente. O mesmo princípio se aplica a qualquer espaço de cores com base no mesmo modelo de cores, mas implementado em diferentes profundidades de bits .
Listas
O espaço de cores CIE 1931 XYZ foi uma das primeiras tentativas de produzir um espaço de cores com base em medições da percepção humana das cores (esforços anteriores foram de James Clerk Maxwell , König & Dieterici e Abney no Imperial College ) e é a base para quase todos outros espaços de cores. O espaço de cores CIERGB é um companheiro linearmente relacionado do CIE XYZ. Derivados adicionais de CIE XYZ incluem CIELUV , CIEUVW e CIELAB .
Genérico
RGB usa mistura de cores aditiva , porque descreve que tipo de luz precisa ser emitida para produzir uma determinada cor. RGB armazena valores individuais para vermelho, verde e azul. RGBA é RGB com um canal adicional, alfa, para indicar transparência. Os espaços de cores comuns baseados no modelo RGB incluem sRGB , Adobe RGB , ProPhoto RGB , scRGB e CIE RGB .
CMYK usa mistura de cores subtrativas usada no processo de impressão, porque descreve que tipo de tintas precisam ser aplicadas para que a luz refletida do substrato e através das tintas produza uma determinada cor. Um começa com um substrato branco (tela, página, etc.) e usa tinta para subtrair a cor do branco para criar uma imagem. CMYK armazena valores de tinta para ciano, magenta, amarelo e preto. Existem muitos espaços de cores CMYK para diferentes conjuntos de tintas, substratos e características de impressão (que alteram o ganho de ponto ou a função de transferência de cada tinta e, portanto, alteram a aparência).
YIQ era usado anteriormente em transmissões de televisão NTSC (América do Norte, Japão e outros lugares) por razões históricas. Este sistema armazena um valor luma aproximadamente análogo (e às vezes incorretamente identificado como) luminância , junto com dois valores de croma como representações aproximadas das quantidades relativas de azul e vermelho na cor. É semelhante ao esquema YUV usado na maioria dos sistemas de captura de vídeo e na televisão PAL (Austrália, Europa, exceto França, que usa SECAM ), exceto que o espaço de cores YIQ é girado 33 ° em relação ao espaço de cores YUV e à cor eixos são trocados. O esquema YDbDr usado pela televisão SECAM é girado de outra maneira.
YPbPr é uma versão em escala de YUV. É mais comumente visto em sua forma digital, YCbCr , amplamente usado em esquemas de compressão de vídeo e imagem , como MPEG e JPEG .
xvYCC é um novo padrão internacional de espaço de cor de vídeo digital publicado pela IEC (IEC 61966-2-4). É baseado nos padrões ITU BT.601 e BT.709 , mas estende a gama além dos primários R / G / B especificados nesses padrões.
HSV ( h ue, é aturation, v alor), também conhecido como HSB (matiz, saturação, b retidão) é frequentemente utilizado por artistas, porque muitas vezes é mais natural pensar em uma cor em termos de matiz e saturação do que em termos de componentes de cor aditivos ou subtrativos. HSV é uma transformação de um espaço de cores RGB e seus componentes e colorimetria são relativos ao espaço de cores RGB do qual foi derivado.
HSL ( h ue, s aturation, l ightness / l uminance), também conhecido como HLS ou HSI (tonalidade, saturação, i ntensity) é bastante semelhante ao de HSV , com "luminosidade" substituindo "brilho". A diferença é que o brilho de uma cor pura é igual ao brilho do branco, enquanto a claridade de uma cor pura é igual à claridade de um cinza médio.
Comercial
Propósito especial
- O espaço RG Chromaticity é usado em aplicações de visão computacional . Mostra a cor da luz (vermelho, amarelo, verde etc.), mas não sua intensidade (escuro, claro).
- O espaço de cor TSL (matiz, saturação e luminância) é usado na detecção de rosto .
Obsoleto
Os primeiros espaços de cores tinham dois componentes. Eles ignoraram amplamente a luz azul porque a complexidade adicional de um processo de 3 componentes forneceu apenas um aumento marginal na fidelidade em comparação com o salto da cor monocromática para a cor de 2 componentes.
- RG para o primeiro filme Technicolor
- RGK para impressão em cores inicial
Espaço de cor absoluto
Na ciência da cor , existem dois significados para o termo espaço de cor absoluto :
- Um espaço de cores em que a diferença perceptual entre as cores está diretamente relacionada às distâncias entre as cores , representadas por pontos no espaço de cores, ou seja, um espaço de cores uniforme .
- Um espaço de cores no qual as cores não são ambíguas, ou seja, onde as interpretações das cores no espaço são definidas colorimetricamente sem referência a fatores externos.
Neste artigo, nos concentramos na segunda definição.
CIEXYZ , sRGB e ICtCp são exemplos de espaços de cores absolutos, em oposição a um espaço de cores RGB genérico .
Um espaço de cor não absoluto pode ser tornado absoluto definindo sua relação com as quantidades colorimétricas absolutas. Por exemplo, se as cores vermelha, verde e azul em um monitor forem medidas exatamente, junto com outras propriedades do monitor, os valores RGB nesse monitor podem ser considerados absolutos. O espaço de cores CIE 1976 L *, a *, b * às vezes é referido como absoluto, embora também precise de uma especificação de ponto branco para fazê-lo.
Uma maneira popular de transformar um espaço de cores como RGB em uma cor absoluta é definir um perfil ICC , que contém os atributos do RGB. Essa não é a única maneira de expressar uma cor absoluta, mas é o padrão em muitos setores. As cores RGB definidas por perfis amplamente aceitos incluem sRGB e Adobe RGB . O processo de adicionar um perfil ICC a um gráfico ou documento às vezes é chamado de marcação ou incorporação ; a marcação, portanto, marca o significado absoluto das cores naquele gráfico ou documento.
Erros de conversão
Uma cor em um espaço de cores absoluto pode ser convertida em outro espaço de cores absoluto e vice-versa, em geral; entretanto, alguns espaços de cores podem ter limitações de gama e a conversão de cores fora dessa gama não produzirá resultados corretos. Também é provável que haja erros de arredondamento, especialmente se o intervalo popular de apenas 256 valores distintos por componente ( cor de 8 bits ) for usado.
Uma parte da definição de um espaço de cores absoluto são as condições de visualização. A mesma cor, vista sob diferentes condições de iluminação natural ou artificial, terá uma aparência diferente. Os envolvidos profissionalmente com a combinação de cores podem usar salas de visualização, iluminadas por iluminação padronizada.
Ocasionalmente, existem regras precisas para a conversão entre espaços de cores não absolutos. Por exemplo, os espaços HSL e HSV são definidos como mapeamentos RGB. Ambos não são absolutos, mas a conversão entre eles deve manter a mesma cor. No entanto, em geral, a conversão entre dois espaços de cores não absolutos (por exemplo, RGB em CMYK ) ou entre espaços de cores absolutos e não absolutos (por exemplo, RGB em L * a * b *) é quase um conceito sem sentido.
Espaços arbitrários
Um método diferente de definir espaços de cores absolutos é familiar para muitos consumidores como o cartão de amostra, usado para selecionar tintas, tecidos e similares. Esta é uma forma de combinar uma cor entre duas partes. Um método mais padronizado de definir cores absolutas é o Pantone Matching System , um sistema proprietário que inclui cartões de amostra e receitas que as impressoras comerciais podem usar para fazer tintas de uma cor específica.
Veja também
Referências
links externos
- Perguntas frequentes sobre cores , Charles Poynton
- Ciência da Cor , Dan Bruton
- Espaços de cor , Rolf G. Kuehni (outubro de 2003)
- Espaços de cores - antecedentes perceptuais, históricos e aplicacionais , Marko Tkalčič (2003)
- Formatos de cores para processamento de imagem e vídeo - Conversão de cores entre RGB, YUV, YCbCr e YPbPr.
- Biblioteca C de conversões de formato de cores otimizadas para SSE.
- Konica Minolta Sensing: Comunicação precisa de cores