Un espacio de color es una organización específica de colores . En combinación con la creación de perfiles de color respaldada por varios dispositivos físicos, admite representaciones reproducibles de color, ya sea que dicha representación implique una representación analógica o digital . Un espacio de color puede ser arbitrario, es decir, con colores físicamente realizados asignados a un conjunto de muestras de color físicas con los correspondientes nombres de color asignados (incluidos números discretos, por ejemplo, en la colección Pantone ), o estructurado con rigor matemático (como en el sistema NCS). , Adobe RGB y sRGB ). Un "espacio de color" es una herramienta conceptual útil para comprender las capacidades de color de un dispositivo o archivo digital en particular. Al intentar reproducir el color en otro dispositivo, los espacios de color pueden mostrar si se pueden conservar los detalles de sombras/iluminación y la saturación del color, y en qué medida se verán comprometidos.
Un " modelo de color " es un modelo matemático abstracto que describe la forma en que los colores se pueden representar como tuplas de números (por ejemplo, triples en RGB o cuádruples en CMYK ); sin embargo, un modelo de color sin función de mapeo asociada a un espacio de color absoluto es un sistema de color más o menos arbitrario sin conexión con ningún sistema de interpretación del color comprendido globalmente. Agregar una función de mapeo específica entre un modelo de color y un espacio de color de referencia establece dentro del espacio de color de referencia una "huella" definida, conocida como gama , y para un modelo de color determinado, esto define un espacio de color. Por ejemplo, Adobe RGB y sRGB son dos espacios de color absoluto diferentes, ambos basados en el modelo de color RGB. Al definir un espacio de color, el estándar de referencia habitual son los espacios de color CIELAB o CIEXYZ , que fueron diseñados específicamente para abarcar todos los colores que el ser humano promedio puede ver. [1]
Dado que "espacio de color" identifica una combinación particular del modelo de color y la función de mapeo, la palabra se usa a menudo de manera informal para identificar un modelo de color. Sin embargo, aunque la identificación de un espacio de color identifica automáticamente el modelo de color asociado, este uso es incorrecto en sentido estricto. Por ejemplo, aunque varios espacios de color específicos se basan en el modelo de color RGB , no existe el espacio de color RGB singular .
En 1802, Thomas Young postuló la existencia de tres tipos de fotorreceptores (ahora conocidos como células cónicas ) en el ojo, cada uno de los cuales era sensible a un rango particular de luz visible. [2] Hermann von Helmholtz desarrolló aún más la teoría de Young-Helmholtz en 1850: que los tres tipos de fotorreceptores de cono podrían clasificarse como de preferencia corta ( azul ), de preferencia media ( verde ) y de preferencia larga ( rojo ), según a su respuesta a las longitudes de onda de la luz que inciden en la retina . La intensidad relativa de las señales detectadas por los tres tipos de conos es interpretada por el cerebro como un color visible. Pero no está claro que pensaran en los colores como puntos en el espacio cromático.
El concepto de espacio de color probablemente se debió a Hermann Grassmann , quien lo desarrolló en dos etapas. Primero, desarrolló la idea de espacio vectorial , que permitía la representación algebraica de conceptos geométricos en un espacio de n dimensiones . [3] Fearnley-Sander (1979) describe los fundamentos del álgebra lineal de Grassmann de la siguiente manera: [3]
La definición de espacio lineal (espacio vectorial)... se hizo ampliamente conocida alrededor de 1920, cuando Hermann Weyl y otros publicaron definiciones formales. De hecho, tal definición había sido dada treinta años antes por Peano , que conocía a fondo el trabajo matemático de Grassmann. Grassmann no dio una definición formal (el lenguaje no estaba disponible), pero no hay duda de que tenía el concepto.
Con este trasfondo conceptual, en 1853, Grassmann publicó una teoría sobre cómo se mezclan los colores; ella y sus tres leyes de colores todavía se enseñan, como la ley de Grassmann . [4]
Como señaló por primera vez Grassmann... el juego de luces tiene la estructura de un cono en el espacio lineal de dimensión infinita. Como resultado, un conjunto de cocientes (con respecto al metamerismo) del cono de luz hereda la estructura cónica, lo que permite que el color se represente como un cono convexo en el espacio lineal tridimensional, al que se hace referencia como cono de color. [5]
Los colores se pueden crear al imprimir con espacios de color basados en el modelo de color CMYK , utilizando los colores primarios sustractivos del pigmento ( cian , m agente , amarillo y negro ). Para crear una representación tridimensional de un espacio de color determinado, podemos asignar la cantidad de color magenta al eje X de la representación , la cantidad de cian a su eje Y y la cantidad de amarillo a su eje Z. El espacio tridimensional resultante proporciona una posición única para cada color posible que se puede crear combinando esos tres pigmentos.
Los colores se pueden crear en monitores de computadora con espacios de color basados en el modelo de color RGB , utilizando los colores primarios aditivos ( rojo , verde y azul ). Una representación tridimensional asignaría cada uno de los tres colores a los ejes X, Y y Z. Los colores generados en un monitor determinado estarán limitados por el medio de reproducción, como el fósforo (en un monitor CRT ) o los filtros y la luz de fondo ( monitor LCD ).
Otra forma de crear colores en un monitor es con un modelo de color HSL o HSV , basado en tono , saturación , brillo (valor/luminosidad). En un modelo de este tipo, las variables se asignan a coordenadas cilíndricas .
Muchos espacios de color se pueden representar como valores tridimensionales de esta manera, pero algunos tienen más o menos dimensiones y otros, como Pantone , no se pueden representar de esta manera en absoluto.
La conversión del espacio de color es la traducción de la representación de un color de una base a otra. Esto suele ocurrir en el contexto de convertir una imagen representada en un espacio de color a otro espacio de color, con el objetivo de hacer que la imagen traducida se vea lo más similar posible al original.
El modelo de color RGB se implementa de diferentes formas, según las capacidades del sistema utilizado. La encarnación más común de uso general a partir de 2021 [actualizar]es la implementación de 24 bits , con 8 bits o 256 niveles discretos de color por canal . [6] Cualquier espacio de color basado en un modelo RGB de 24 bits está limitado a un rango de 256×256×256 ≈ 16,7 millones de colores. Algunas implementaciones utilizan 16 bits por componente para un total de 48 bits, lo que da como resultado la misma gama con una mayor cantidad de colores distintos. Esto es especialmente importante cuando se trabaja con espacios de color de gama amplia (donde la mayoría de los colores más comunes se encuentran relativamente juntos), o cuando se utiliza una gran cantidad de algoritmos de filtrado digital de forma consecutiva. El mismo principio se aplica a cualquier espacio de color basado en el mismo modelo de color, pero implementado con diferentes profundidades de bits .
El espacio de color CIE 1931 XYZ fue uno de los primeros intentos de producir un espacio de color basado en mediciones de la percepción humana del color (los esfuerzos anteriores fueron de James Clerk Maxwell , König & Dieterici y Abney en el Imperial College ) [7] y es la base para casi todos los demás espacios de color. El espacio de color CIERGB es un compañero relacionado linealmente de CIE XYZ. Otros derivados de CIE XYZ incluyen CIELUV , CIEUVW y CIELAB .
RGB utiliza una mezcla de colores aditiva , porque describe qué tipo de luz se debe emitir para producir un color determinado. RGB almacena valores individuales para rojo, verde y azul. RGBA es RGB con un canal adicional, alfa, para indicar transparencia. Los espacios de color comunes basados en el modelo RGB incluyen sRGB , Adobe RGB , ProPhoto RGB , scRGB y CIE RGB .
CMYK utiliza una mezcla de colores sustractiva utilizada en el proceso de impresión, porque describe qué tipo de tintas se deben aplicar para que la luz reflejada desde el sustrato y a través de las tintas produzca un color determinado. Se comienza con un sustrato blanco (lienzo, página, etc.) y se usa tinta para restar color del blanco para crear una imagen. CMYK almacena valores de tinta para cian, magenta, amarillo y negro. Hay muchos espacios de color CMYK para diferentes conjuntos de tintas, sustratos y características de la prensa (que cambian la ganancia de punto o la función de transferencia para cada tinta y, por lo tanto, cambian la apariencia).
YIQ se utilizaba anteriormente en transmisiones de televisión NTSC ( Norteamérica , Japón y otros lugares) por razones históricas. Este sistema almacena un valor de luma aproximadamente análogo (y a veces identificado incorrectamente como) [8] [9] luminancia , junto con dos valores de croma como representaciones aproximadas de las cantidades relativas de azul y rojo en el color. Es similar al esquema YUV utilizado en la mayoría de los sistemas de captura de vídeo [10] y en los televisores PAL ( Australia , Europa , excepto Francia , que utiliza SECAM ), excepto que el espacio de color YIQ está girado 33° con respecto al espacio de color YUV. y los ejes de color se intercambian. El esquema YDbDr utilizado por la televisión SECAM se rota de otra manera.
YPbPr es una versión escalada de YUV. Se ve más comúnmente en su forma digital, YCbCr , y se usa ampliamente en esquemas de compresión de imágenes y videos como MPEG y JPEG .
xvYCC es un nuevo estándar internacional de espacio de color de vídeo digital publicado por IEC (IEC 61966-2-4). Se basa en los estándares ITU BT.601 y BT.709 , pero extiende la gama más allá de los primarios R/G/B especificados en esos estándares.
HSV ( tono , saturación , valor ), también conocido como HSB (tono, saturación, brillo ) es utilizado a menudo por los artistas porque a menudo es más natural pensar en un color en términos de matiz y saturación que en términos de componentes de color aditivos o sustractivos. HSV es una transformación de un espacio de color RGB, y sus componentes y colorimetría son relativos al espacio de color RGB del que se deriva.
HSL ( tono , saturación , luminosidad / luminancia ), también conocido como HLS o HSI (tono, saturación, intensidad ) es bastante similar a HSV , donde "luminosidad" reemplaza a "brillo". La diferencia es que el brillo de un color puro es igual al brillo del blanco, mientras que la luminosidad de un color puro es igual a la luminosidad de un gris medio.
Los primeros espacios de color tenían dos componentes. Ignoraron en gran medida la luz azul porque la complejidad añadida de un proceso de 3 componentes proporcionó sólo un aumento marginal en la fidelidad en comparación con el salto de monocromo a color de 2 componentes.
En la ciencia del color , existen dos significados del término espacio de color absoluto :
En este artículo, nos concentramos en la segunda definición.
CIEXYZ , sRGB e ICtCp son ejemplos de espacios de color absolutos, a diferencia de un espacio de color RGB genérico .
Un espacio de color no absoluto puede volverse absoluto definiendo su relación con cantidades colorimétricas absolutas. Por ejemplo, si los colores rojo, verde y azul de un monitor se miden exactamente, junto con otras propiedades del monitor, entonces los valores RGB de ese monitor pueden considerarse absolutos. El espacio de color CIE 1976 L*, a*, b* a veces se denomina absoluto, aunque también necesita una especificación de punto blanco para que así sea. [15]
Una forma popular de convertir un espacio de color como RGB en un color absoluto es definir un perfil ICC , que contiene los atributos de RGB. Esta no es la única forma de expresar un color absoluto, pero es el estándar en muchas industrias. Los colores RGB definidos por perfiles ampliamente aceptados incluyen sRGB y Adobe RGB . El proceso de agregar un perfil ICC a un gráfico o documento a veces se denomina etiquetado o incrustación ; El etiquetado, por lo tanto, marca el significado absoluto de los colores en ese gráfico o documento.
Un color en un espacio de color absoluto se puede convertir en otro espacio de color absoluto y viceversa, en general; sin embargo, algunos espacios de color pueden tener limitaciones de gama y la conversión de colores que se encuentran fuera de esa gama no producirá resultados correctos. También es probable que haya errores de redondeo, especialmente si se utiliza el popular rango de sólo 256 valores distintos por componente ( color de 8 bits ).
Una parte de la definición de un espacio de color absoluto son las condiciones de visualización. El mismo color, visto bajo diferentes condiciones de iluminación natural o artificial , se verá diferente. Quienes se dedican profesionalmente a la combinación de colores pueden utilizar salas de visualización, iluminadas con iluminación estandarizada.
En ocasiones, existen reglas precisas para la conversión entre espacios de color no absolutos. Por ejemplo, los espacios HSL y HSV se definen como asignaciones de RGB. Ambos no son absolutos, pero la conversión entre ellos debe mantener el mismo color. Sin embargo, en general, convertir entre dos espacios de color no absolutos (por ejemplo, RGB a CMYK ) o entre espacios de color absolutos y no absolutos (por ejemplo, RGB a L*a*b*) es casi un concepto sin sentido.
Muchos consumidores conocen un método diferente para definir espacios de color absoluto: la tarjeta de muestra, que se utiliza para seleccionar pinturas, telas y similares. Esta es una forma de acordar un color entre dos partes. Un método más estandarizado para definir colores absolutos es el Pantone Matching System , un sistema patentado que incluye tarjetas de muestra y recetas que los impresores comerciales pueden utilizar para fabricar tintas de un color particular.
espacio de color absoluto.
