El espacio de color CIELAB también conocido como L * a * b * es un espacio de color definido por la Comisión Internacional de Iluminación (abreviado CIE) en 1976. (Debe evitarse referirse a CIELAB como "Laboratorio" sin asteriscos para evitar confusiones con Hunter Lab ) expresa el color como tres valores:. L * para la ligereza perceptual y a * y b * para los cuatro colores únicos de la visión humana: rojo, verde, azul y amarillo. CIELAB fue concebida como una percepción uniformeespacio, donde un cambio numérico dado corresponde a un cambio de color percibido similar. Si bien el espacio LAB no es realmente uniforme desde el punto de vista de la percepción, es útil en la industria para detectar pequeñas diferencias de color.
Al igual que el espacio CIEXYZ del que deriva, el espacio de color CIELAB es un modelo de "observador estándar" independiente del dispositivo. Los colores que define no son relativos a ningún dispositivo en particular, como un monitor de computadora o una impresora, sino que se relacionan con el observador estándar CIE, que es un promedio de los resultados de los experimentos de coincidencia de colores en condiciones de laboratorio.
El espacio CIELAB es tridimensional y cubre todo el rango de percepción del color humano, o gama . Se basa en el modelo de color del oponente de la visión humana, donde el rojo / verde forma un par oponente y el azul / amarillo forma un par oponente. El valor de luminosidad, L * , también conocido como "Lstar", define el negro en 0 y el blanco en 100. El eje a * es relativo a los colores del oponente verde-rojo, con valores negativos hacia el verde y valores positivos hacia el rojo. El eje b * representa a los oponentes azul-amarillo, con números negativos hacia el azul y positivos hacia el amarillo.
Los ejes a * y b * son ilimitados y, según el blanco de referencia, pueden superar fácilmente ± 150 para cubrir la gama humana. Sin embargo, las implementaciones de software a menudo limitan estos valores por razones prácticas. Por ejemplo, si se utilizan matemáticas enteras, es común fijar a * y b * en el rango de −128 a 127.
CIELAB se calcula en relación con un blanco de referencia, para lo cual la CIE recomienda el uso del Iluminante estándar CIE D65 . [1] D65 se utiliza en la gran mayoría de industrias y aplicaciones, con la notable excepción de la industria de la impresión que utiliza D50. El International Color Consortium apoya en gran medida a la industria de la impresión y utiliza D50 con CIEXYZ o CIELAB en el Profile Connection Space, para perfiles ICC v2 y v4. [2]
Si bien la intención detrás de CIELAB era crear un espacio que fuera más uniforme perceptualmente que CIEXYZ usando solo una fórmula simple, [3] se sabe que CIELAB carece de uniformidad perceptiva , particularmente en el área de tonos azules. [4]
El valor de luminosidad, L * en CIELAB se calcula utilizando la raíz cúbica de la luminancia relativa con un desplazamiento cercano al negro. Esto da como resultado una curva de potencia efectiva con un exponente de aproximadamente 0,43 que representa la respuesta del ojo humano a la luz en condiciones de luz diurna ( fotópica ).
Ventajas
A diferencia de los modelos de color RGB y CMYK , CIELAB está diseñado para aproximarse a la visión humana. El componente L * se asemeja mucho a la percepción humana de la luminosidad, aunque no tiene en cuenta el efecto Helmholtz-Kohlrausch . CIELAB es menos uniforme en los ejes de color, pero es útil para predecir pequeñas diferencias de color.
El espacio de coordenadas CIELAB representa toda la gama de visión fotópica humana (luz del día) y supera con creces la gama de sRGB o CMYK. En una implementación de enteros como TIFF, ICC o Photoshop, el gran espacio de coordenadas da como resultado una ineficacia sustancial de los datos debido a los valores de código no utilizados. Solo alrededor del 35% de los valores de código de coordenadas disponibles están dentro de la gama CIELAB con un formato entero. [5]
El uso de CIELAB en un formato entero de 8 bits por canal suele dar como resultado errores de cuantificación significativos. Incluso 16 bits por canal pueden resultar en recorte, ya que la gama completa se extiende más allá del espacio de coordenadas delimitadoras. Idealmente, CIELAB debería usarse con datos de punto flotante para minimizar los errores de cuantificación obvios.
Los estándares y documentos de CIE son propiedad intelectual de CIE y deben comprarse; sin embargo, las fórmulas para CIELAB están disponibles en el sitio web de CIE. [6]
Coordenadas CIELAB
Las tres coordenadas de CIELAB representan la claridad del color ( L * = 0 produce negro y L * = 100 indica blanco difuso; el blanco especular puede ser más alto), su posición entre rojo y verde ( a * , donde los valores negativos indican verde y los valores positivos indican rojo) y su posición entre amarillo y azul ( b * , donde los valores negativos indican azul y los valores positivos indican amarillo). Los asteriscos (*) después de L * , a * y b * se pronuncian en forma de estrella y forman parte del nombre completo para distinguir L * a * b *, de Hunter's Lab , que se describe a continuación.
Dado que el modelo L * a * b * tiene tres coordenadas, requiere un espacio tridimensional para ser representado por completo. [7] Los diagramas de cromaticidad bidimensionales no logran definir la geometría compleja de la gama completa. Además, es importante comprender que las representaciones visuales que se muestran en los gráficos de la gama completa de CIELAB en esta página son una representación, y es imposible que el monitor muestre los colores de la gama completa real.
Debido a que los canales oponentes rojo-verde y amarillo-azul se calculan como diferencias de transformaciones de luminosidad de respuestas de cono (putativas), CIELAB es un espacio de color de valor cromático.
Un espacio de color relacionado, el espacio de color CIE 1976 L * u * v * (también conocido como CIELUV ), conserva el mismo L * que L * a * b * pero tiene una representación diferente de los componentes de cromaticidad. CIELAB y CIELUV también se pueden expresar en forma cilíndrica (CIELCh ab [8] y CIELCh uv , respectivamente), con los componentes de cromaticidad reemplazados por correlatos de croma y tono .
Desde el trabajo en CIELAB y CIELUV, el CIE ha estado incorporando un número creciente de fenómenos de apariencia de color en sus modelos y ecuaciones de diferencia para predecir mejor la percepción humana del color. Estos modelos de apariencia de color , de los cuales CIELAB es un ejemplo simple, [9] culminaron con CIECAM02 .
Diferencias de percepción
Las relaciones no lineales para L * , a * y b * están destinados a imitar la respuesta no lineal del ojo. Además, los cambios uniformes de componentes en el espacio de color L * a * b * tienen como objetivo corresponder a cambios uniformes en el color percibido, por lo que las diferencias de percepción relativas entre dos colores cualesquiera en L * a * b * pueden aproximarse tratando cada color como un punto en un espacio tridimensional (con tres componentes: L * , a * , b * ) y tomando la distancia euclidiana entre ellos. [10]
Conversiones RGB y CMYK
Para convertir valores RGB o CMYK ao desde L * a * b * , los datos RGB o CMYK deben linealizarse con respecto a la luz. Se debe conocer el iluminante de referencia de los datos RGB o CMYK, así como las coordenadas primarias RGB o los datos de referencia de la impresora CMYK en forma de una tabla de búsqueda de colores (CLUT).
En los sistemas gestionados por color, los perfiles ICC contienen estos datos necesarios, que luego se utilizan para realizar las conversiones.
Rango de coordenadas
Como se mencionó anteriormente, la L Coordinar nominalmente varía de 0 a 100. El rango de un * y b * las coordenadas es técnicamente sin límites, aunque comúnmente se sujeta a la gama de -128 a 127 para su uso con valores de código de número entero, aunque esto da como resultado el recorte potencial de algunos colores dependiendo del tamaño del espacio de color de origen. El gran tamaño de la gama y el uso ineficiente del espacio de coordenadas significa que la mejor práctica es utilizar valores de punto flotante para las tres coordenadas.
Conversión entre coordenadas CIELAB y CIEXYZ
De CIEXYZ a CIELAB
donde, siendo t =X/X n, Y/Y n, o Z/Z n:
![{\displaystyle {\begin{aligned}f(t)&={\begin{cases}{\sqrt[{3}]{t}}&{\text{if }}t>\delta ^{3}\\{\dfrac {t}{3\delta ^{2}}}+{\frac {4}{29}}&{\text{otherwise}}\end{cases}}\\\delta &={\tfrac {6}{29}}\end{aligned}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b745309de8dea2b28cfb79400ee0c3e6470d7297)
X, Y, Z describen el estímulo de color considerado y X n , Y n , Z n describen un iluminante de referencia acromático blanco especificado. para el observador colorimétrico estándar CIE 1931 (2 °) y asumiendo una normalización donde el blanco de referencia = Y = 100 , los valores son:
Para el iluminante estándar D65 :
Para el iluminante D50, que se utiliza en la industria de la impresión:
La división del dominio de la función f en dos partes se realizó para evitar una pendiente infinita en t = 0 . Se asumió que la función f era lineal por debajo de algún t = t 0 , y se asumió que coincidía con la parte 3 √ t de la función en t 0 tanto en valor como en pendiente. En otras palabras:
![{\displaystyle {\begin{aligned}{\sqrt[{3}]{t_{0}}}&=mt_{0}+c&{\text{ (match in value)}}\\{\tfrac {1}{3}}\left(t_{0}\right)^{-{\frac {2}{3}}}&=m&{\text{ (match in slope)}}\end{aligned}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/687058dff5dcda2ace1f82ea5aa828c00f3af08f)
La intersección f (0) = c se eligió de modo que L * sería 0 para Y = 0 : c = dieciséis/116 = 4/29. El por encima de dos ecuaciones se pueden resolver para m y t 0 :
donde δ = 6/29. [11]
De CIELAB a CIEXYZ
La transformación inversa se expresa más fácilmente usando la inversa de la función f anterior:
dónde
y donde δ = 6/29.
