Un espacio de color es una organización específica de colores . En combinación con la creación de perfiles de color compatible con varios dispositivos físicos, admite representaciones reproducibles del color, ya sea que dicha representación implique una representación analógica o digital . Un espacio de color puede ser arbitrario, es decir, con colores realizados físicamente asignados a un conjunto de muestras de color físicas con nombres de color asignados correspondientes (incluidos números discretos en, por ejemplo, la colección Pantone ), o estructurado con rigor matemático (como con 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 las sombras/luces 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 pueden representarse como tuplas de números (por ejemplo, triples en RGB o cuádruples en CMYK ); sin embargo, un modelo de color sin una 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 entendido 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 dado, esto define un espacio de color. Por ejemplo, Adobe RGB y sRGB son dos espacios de color absolutos 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 el término "espacio de color" identifica una combinación particular del modelo de color y la función de mapeo, la palabra se suele utilizar 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 un 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: los tres tipos de fotorreceptores cónicos podrían clasificarse como de preferencia corta ( azul ), de preferencia media ( verde ) y de preferencia larga ( rojo ), según su respuesta a las longitudes de onda de la luz que inciden en la retina . Las intensidades relativas de las señales detectadas por los tres tipos de conos son interpretadas por el cerebro como un color visible. Pero no está claro que pensaran en los colores como puntos en el espacio de color.
El concepto de espacio de color probablemente se debió a Hermann Grassmann , quien lo desarrolló en dos etapas. En primer lugar, desarrolló la idea de espacio vectorial , que permitió la representación algebraica de conceptos geométricos en un espacio n -dimensional . [3] Fearnley-Sander (1979) describe la base del álgebra lineal de Grassmann de la siguiente manera: [4]
La definición de un espacio lineal (espacio vectorial)... se hizo ampliamente conocida alrededor de 1920, cuando Hermann Weyl y otros publicaron definiciones formales. De hecho, una definición de este tipo había sido dada treinta años antes por Peano , quien estaba completamente familiarizado con 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 de cómo se mezclan los colores; ésta y sus tres leyes del color todavía se enseñan, como la ley de Grassmann . [5]
Como señaló Grassmann por primera vez... el conjunto de luz tiene la estructura de un cono en el espacio lineal de dimensión infinita. Como resultado, un conjunto cociente (con respecto al metamerismo) del cono de luz hereda la estructura cónica, lo que permite representar el color como un cono convexo en el espacio lineal tridimensional, al que se denomina cono de color. [6]
Los colores se pueden crear en la impresión con espacios de color basados en el modelo de color CMYK , utilizando los colores primarios sustractivos del pigmento ( cian , magenta , amarillo y negro ). Para crear una representación tridimensional de un espacio de color dado, 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 3D 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 ordenador 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 retroiluminación ( monitor LCD ).
Otra forma de crear colores en un monitor es con un modelo de color HSL o HSV , basado en tono , saturación y brillo (valor/luminosidad). Con un modelo de este tipo, las variables se asignan a coordenadas cilíndricas .
Muchos espacios de color pueden representarse como valores tridimensionales de esta manera, pero algunos tienen más o menos dimensiones, y algunos, como Pantone , no pueden representarse 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 ocurre normalmente en el contexto de la conversión de una imagen representada en un espacio de color a otro espacio de color, con el objetivo de que la imagen traducida se parezca lo más posible a la original.
El modelo de color RGB se implementa de diferentes maneras, dependiendo de las capacidades del sistema utilizado. La encarnación más común en uso general a partir de 2021 [actualizar]es la implementación de 24 bits , con 8 bits, o 256 niveles discretos de color por canal . [7] 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. 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 amplia gama (donde la mayoría de los colores más comunes se encuentran relativamente cerca unos de otros), 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 a 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 ) [8] y es la base de casi todos los demás espacios de color. El espacio de color CIERGB es un compañero linealmente relacionado de CIE XYZ. Los derivados adicionales de CIE XYZ incluyen CIELUV , CIEUVW y CIELAB .
El RGB utiliza una mezcla aditiva de colores , ya que describe qué tipo de luz se debe emitir para producir un color determinado. El RGB almacena valores individuales para el rojo, el verde y el azul. El 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 que se utiliza en el proceso de impresión, ya que 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 utiliza tinta para restar color del blanco para crear una imagen. CMYK almacena valores de tinta para cian, magenta, amarillo y negro. Existen 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 utilizó anteriormente en transmisiones de televisión NTSC ( América del Norte , Japón y otros lugares) por razones históricas. Este sistema almacena un valor de luma aproximadamente análogo a (y a veces identificado incorrectamente como) [9] [10] 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 video [11] y en la televisión PAL ( Australia , Europa , excepto Francia , que usa SECAM ), excepto que el espacio de color YIQ se rota 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 suele ver en su forma digital, YCbCr , y se utiliza ampliamente en esquemas de compresión de video e imágenes como MPEG y JPEG .
xvYCC es un nuevo estándar internacional de espacio de color para vídeo digital publicado por la IEC (IEC 61966-2-4). Se basa en los estándares ITU BT.601 y BT.709, pero amplía la gama más allá de los colores primarios R/G/B especificados en dichos estándares.
Los artistas suelen utilizar HSV ( tono , saturación , valor ), también conocido como HSB (tono, saturación, brillo ), porque suele ser más natural pensar en un color en términos de tono 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 , en el que "luminosidad" sustituye 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. Ignoraban en gran medida la luz azul porque la complejidad añadida de un proceso de tres componentes proporcionaba solo un aumento marginal en la fidelidad en comparación con el salto del color monocromo al de dos componentes.
En la ciencia del color , existen dos significados del término espacio de color absoluto :
En este artículo nos centraremos en la segunda definición.
CIEXYZ , sRGB y ICtCp son ejemplos de espacios de color absolutos, a diferencia de un espacio de color RGB genérico .
Un espacio de color no absoluto se puede convertir en absoluto definiendo su relación con magnitudes colorimétricas absolutas. Por ejemplo, si los colores rojo, verde y azul de un monitor se miden con exactitud, junto con otras propiedades del monitor, los valores RGB de ese monitor se pueden considerar absolutos. El espacio de color CIE 1976 L*, a*, b* se denomina a veces absoluto, aunque también necesita una especificación de punto blanco para que lo sea. [16]
Una forma popular de convertir un espacio de color como RGB en un color absoluto es definir un perfil ICC , que contiene los atributos del 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.
En general, un color de un espacio de color absoluto se puede convertir en otro espacio de color absoluto y viceversa; 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 se produzcan errores de redondeo, especialmente si se utiliza el rango popular de solo 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 en diferentes condiciones de iluminación natural o artificial , se verá diferente. Quienes se dedican profesionalmente a la igualación de colores pueden utilizar salas de visualización iluminadas con iluminación estandarizada.
En ocasiones, existen reglas precisas para realizar conversiones entre espacios de color no absolutos. Por ejemplo, los espacios HSL y HSV se definen como asignaciones de RGB. Ambos son no absolutos, pero la conversión entre ellos debe mantener el mismo color. Sin embargo, en general, la conversión 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 un concepto casi sin sentido.
Muchos consumidores conocen un método diferente para definir espacios cromáticos absolutos, como las tarjetas de muestra, que se utilizan para seleccionar pinturas, tejidos y similares. Se trata de 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 las imprentas comerciales pueden utilizar para fabricar tintas de un color determinado.
espacio de color absoluto.
