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Adaptación cromática

La adaptación cromática es la capacidad del sistema visual humano para adaptarse a los cambios de iluminación para preservar la apariencia de los colores de los objetos. Es responsable de la apariencia estable de los colores de los objetos a pesar de la amplia variación de la luz que puede reflejarse en un objeto y observarse con nuestros ojos. Una función de transformación de adaptación cromática ( CAT ) emula este importante aspecto de la percepción del color en los modelos de apariencia del color .

Un objeto puede verse bajo diversas condiciones. Por ejemplo, puede estar iluminado por la luz del sol, la luz de un fuego o una fuerte luz eléctrica. En todas estas situaciones, la visión humana percibe que el objeto tiene el mismo color: una manzana roja siempre aparece roja, ya sea vista de día o de noche (si la manzana roja está iluminada como bastones en nuestros ojos no vemos el rojo). Por otro lado, una cámara sin ajuste de luz puede registrar que la manzana tiene un color diferente. Esta característica del sistema visual se llama adaptación cromática o constancia del color ; cuando la corrección se produce en una cámara, se denomina balance de blancos .

Aunque el sistema visual humano generalmente mantiene el color percibido constante bajo diferente iluminación, hay situaciones en las que el brillo relativo de dos estímulos diferentes aparecerá invertido en diferentes niveles de iluminancia . Por ejemplo, los pétalos de las flores de color amarillo brillante aparecerán oscuros en comparación con las hojas verdes en condiciones de poca luz, mientras que durante el día ocurre lo contrario. Esto se conoce como efecto Purkinje y surge porque la sensibilidad máxima del ojo humano se desplaza hacia el extremo azul del espectro en niveles de luz más bajos.

Transformación de von Kries

El método de adaptación cromática de von Kries es una técnica que a veces se utiliza en el procesamiento de imágenes de la cámara. El método consiste en aplicar una ganancia a cada una de las respuestas de sensibilidad espectral de las células del cono humano para mantener constante la apariencia adaptada del blanco de referencia. La aplicación de la idea de Johannes von Kries de ganancias adaptativas en los tres tipos de células cónicas fue aplicada explícitamente por primera vez al problema de la constancia del color por Herbert E. Ives , [1] [2] y el método a veces se denomina Ives. transformar [3] o la adaptación de von Kries-Ives. [4]

La regla del coeficiente de von Kries se basa en el supuesto de que la constancia del color se logra adaptando individualmente las ganancias de las respuestas de los tres conos, dependiendo las ganancias del contexto sensorial, es decir, la historia del color y el entorno. Por lo tanto, las respuestas de los conos de dos espectros radiantes pueden igualarse mediante la elección adecuada de las matrices de adaptación diagonal D 1 y D 2 : [5]

donde es la matriz de sensibilidad del cono y es el espectro del estímulo condicionante. Esto conduce a la transformada de von Kries para la adaptación cromática en el espacio de color LMS (respuestas del espacio de respuesta del cono de longitud de onda larga, media y corta):

Esta matriz diagonal D mapea las respuestas de los conos, o colores, en un estado de adaptación a los colores correspondientes en otro; cuando se supone que el estado de adaptación está determinado por el iluminante, esta matriz es útil como transformación de adaptación del iluminante. Los elementos de la matriz diagonal D son las proporciones de las respuestas del cono (Largo, Medio, Corto) para el punto blanco del iluminante .

La transformada de von Kries más completa, para colores representados en el espacio de color XYZ o RGB , incluye transformaciones matriciales dentro y fuera del espacio LMS , con la transformación diagonal D en el medio. [6]

Modelos de apariencia de color CIE

La Comisión Internacional de Iluminación (CIE) ha publicado un conjunto de modelos de apariencia de color , la mayoría de los cuales incluyen una función de adaptación de color. CIE L*a*b* (CIELAB) realiza una transformación "simple" de tipo von Kries en el espacio de color XYZ, [7] mientras que CIELUV utiliza una adaptación de punto blanco de tipo Judd (traduccional) . [8] Dos revisiones de modelos de apariencia de color más completos, CIECAM97 y CIECAM02 , cada una incluía una función CAT, CMCCAT97 y CAT02 respectivamente. [7] El predecesor de CAT02 [9] es una versión simplificada de CMCCAT97 conocida como CMCCAT2000. [10]

Referencias

  1. ^ Ives ÉL (1912). "La relación entre el color del iluminante y el color del objeto iluminado". Trans. Iluminado. Ing. Soc . 7 : 62–72.(Reimpreso en: Brill, Michael H. (1995). "La relación entre el color del iluminante y el color del objeto iluminado". Color Research & Application . 20 : 70–5. doi :10.1002/col.5080200112.)
  2. ^ Hannah E. Smithson y Qasim Zaidi (2004). "Constancia del color en contexto: roles para la adaptación local y niveles de referencia". Revista de Visión . 4 (9): 693–710. doi : 10.1167/4.9.3 . PMID  15493964.
  3. ^ Hannah E. Smithson (2005). "Revisión. Componentes sensoriales, computacionales y cognitivos de la constancia del color humano". Transacciones filosóficas de la Royal Society . 360 (1458): 1329–46. doi :10.1098/rstb.2005.1633. PMC 1609194 . PMID  16147525. 
  4. ^ Karl R. Gegenfurtner, LT Sharpe (1999). Visión del color: de los genes a la percepción. Prensa de la Universidad de Cambridge. ISBN 0-521-00439-X.
  5. ^ Gaurav Sharma (2003). Manual de imágenes digitales en color . Prensa CRC .
  6. ^ Erik Reinhard (2006). Imágenes de alto rango dinámico: adquisición, visualización e iluminación basada en imágenes. Morgan Kaufman. ISBN 0-12-585263-0.
  7. ^ ab Luo, Ming Ronnier (2015). "Adaptación cromática CIE; Comparación de von Kries, CIELAB, CMCCAT97 y CAT02". Enciclopedia de ciencia y tecnología del color . Springer Berlín Heidelberg: 1–8. doi :10.1007/978-3-642-27851-8_321-1. ISBN 978-3-642-27851-8.
  8. ^ Judd, Deane B. (enero de 1940). "Saturación de tono y luminosidad de colores superficiales con iluminación cromática". JOSÁ . 30 (1): 2–32. doi :10.1364/JOSA.30.000002.
  9. ^ Fernández-Maloigne, Christine, ed. (2013). Procesamiento y análisis avanzado de imágenes en color (PDF) . Nueva York, Nueva York: Springer. pag. 33.ISBN 9781441961891.
  10. ^ Li, Changjun; Luo, M. Ronnier; Rigg, Bryan; Hunt, Robert WG (febrero de 2002). "Transformación de adaptación cromática CMC 2000: CMCCAT2000". Investigación y aplicación del color . 27 (1): 49–58. doi : 10.1002/col.10005 .

Otras lecturas

enlaces externos