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No confundir con LTF Gamut , gambito o guante .
Gama típica de CRT
La forma de herradura atenuada es la gama completa de posibles cromaticidades , mostradas en el formato de diagrama de cromaticidad CIE 1931 (ver más abajo). El triángulo de color es la gama disponible para el espacio de color sRGB que se usa normalmente en los monitores de computadora; no cubre todo el espacio. Las esquinas del triángulo son los colores primarios de esta gama; en el caso de un CRT , dependen de los colores de los fósforos del monitor. En cada punto, se muestra el color RGB más brillante posible de esa cromaticidad, lo que da como resultado las franjas de banda de Mach brillantes correspondientes a los bordes del cubo de color RGB.

En la reproducción del color, incluyendo gráficos por ordenador y fotografía , la gama o gama de colores / ɡ æ m ə t / , es un cierto subconjunto completo de colores . El uso más común se refiere al subconjunto de colores que se pueden representar con precisión en una circunstancia determinada, como dentro de un espacio de color determinado o mediante un determinado dispositivo de salida .

Otro sentido, de uso menos frecuente pero aún correcto, se refiere al conjunto completo de colores que se encuentran dentro de una imagen en un momento dado. En este contexto, digitalizar una fotografía, convertir una imagen digitalizada a un espacio de color diferente o enviarla a un medio determinado utilizando un determinado dispositivo de salida generalmente altera su gama, en el sentido de que algunos de los colores del original se pierden en el proceso.

Introducción [ editar ]

El término gama fue adoptado del campo de la música, donde en la edad media latina "gama" significaba toda la gama de notas musicales de las que se componen las melodías musicales; El uso que hace Shakespeare del término en La fierecilla domada a veces se atribuye al autor / músico Thomas Morley . [1] En la década de 1850, el término se aplicó a una gama de colores o matices, por ejemplo, por Thomas De Quincey , quien escribió " Según he oído, el pórfido atraviesa una gama de matices tan amplia como el mármol". [2]

En la teoría del color , la gama de un dispositivo o proceso es la parte del espacio de color que se puede representar o reproducir. Generalmente, la gama de colores está especificado en el matiz - saturación de avión, como un sistema generalmente puede producir colores sobre una amplia intensidad gama dentro de su gama de colores; para un sistema de color sustractivo (como el que se utiliza en la impresión ), el rango de intensidad disponible en el sistema carece en su mayor parte de sentido sin tener en cuenta las propiedades específicas del sistema (como la iluminación de la tinta).

Cuando ciertos colores no se pueden expresar dentro de un modelo de color en particular, se dice que esos colores están fuera de la gama .

Un dispositivo que pueda reproducir todo el espacio de color visible es un objetivo no realizado dentro de la ingeniería de pantallas en color y procesos de impresión. Las técnicas modernas permiten aproximaciones cada vez más buenas, pero la complejidad de estos sistemas a menudo los hace poco prácticos.

Al procesar una imagen digital, el modelo de color más conveniente que se utiliza es el modelo RGB. Imprimir la imagen requiere transformar la imagen del espacio de color RGB original al espacio de color CMYK de la impresora. Durante este proceso, los colores del RGB que están fuera de la gama deben convertirse de alguna manera a valores aproximados dentro de la gama espacial CMYK. Simplemente recortar solo los colores que están fuera de la gama a los colores más cercanos en el espacio de destino se quemaríala imagen. Hay varios algoritmos que se aproximan a esta transformación, pero ninguno de ellos puede ser realmente perfecto, ya que esos colores simplemente están fuera de las capacidades del dispositivo de destino. Esta es la razón por la que identificar los colores en una imagen que están fuera de la gama en el espacio de color de destino lo antes posible durante el procesamiento es fundamental para la calidad del producto final.

Representación de gamas [ editar ]

El diagrama de cromaticidad del espacio de color CIE 1931 que compara la gama visible con sRGB y temperatura de color
Gama de colores naturales

Las gamas se representan comúnmente como áreas en el diagrama de cromaticidad CIE 1931 como se muestra a la derecha, con el borde curvo que representa los colores monocromáticos (longitud de onda única) o espectrales .

La gama accesible depende del brillo; por lo tanto, se debe representar una gama completa en el espacio 3D, como se muestra a continuación:

Las imágenes de la izquierda muestran las gamas del espacio de color RGB (arriba), como en los monitores de computadora, y los colores reflectantes en la naturaleza (abajo). El cono dibujado en gris corresponde aproximadamente al diagrama CIE de la derecha, con la dimensión adicional de brillo.

Los ejes en estos diagramas son las respuestas de los conos de longitud de onda corta ( S ), longitud de onda media ( M ) y longitud de onda larga ( L ) en el ojo humano . Las otras letras indican colores negro ( Blk ), rojo ( R ), verde ( G ), azul ( B ), cian ( C ), magenta ( M ), amarillo ( Y ) y blanco ( W ). (Nota: estas imágenes no están exactamente a escala).

El diagrama superior izquierdo muestra que la forma de la gama RGB es un triángulo entre rojo, verde y azul a menor luminosidad; un triángulo entre cian, magenta y amarillo a mayor luminosidad, y un solo punto blanco a máxima luminosidad. Las posiciones exactas de los vértices dependen de los espectros de emisión de los fósforos en el monitor de la computadora y de la relación entre las luminosidades máximas de los tres fósforos (es decir, el balance de color).

La gama del espacio de color CMYK es, idealmente, aproximadamente la misma que para RGB, con vértices ligeramente diferentes, dependiendo tanto de las propiedades exactas de los tintes como de la fuente de luz. En la práctica, debido a la forma en que los colores impresos en trama interactúan entre sí y con el papel y debido a sus espectros de absorción no ideales, la gama es más pequeña y tiene esquinas redondeadas.

La gama de colores reflectantes en la naturaleza tiene una forma similar, aunque más redondeada. Un objeto que refleja solo una banda estrecha de longitudes de onda tendrá un color cercano al borde del diagrama CIE, pero tendrá una luminosidad muy baja al mismo tiempo. A mayor luminosidad, el área accesible en el diagrama CIE se vuelve cada vez más pequeña, hasta un solo punto de blanco, donde todas las longitudes de onda se reflejan exactamente en un 100 por ciento; las coordenadas exactas del blanco están determinadas por el color de la fuente de luz.

Limitaciones de la representación del color [ editar ]

Superficies [ editar ]

Espectro de un material reflectante de color óptimo.
Límites de MacAdam para iluminante CIE FL4 en CIE xyY.

A principios del siglo XX, las demandas industriales de una forma controlable de describir los colores y la nueva posibilidad de medir los espectros de luz iniciaron una intensa investigación sobre las descripciones matemáticas de los colores.

La idea de colores óptimos fue introducida por el químico alemán báltico Wilhelm Ostwald . Erwin Schrödinger mostró en su artículo de 1919 Theorie der Pigmente von größter Leuchtkraft (Teoría de los pigmentos con mayor luminosidad) [3] que los colores más saturados que se pueden crear con una reflectividad total dada son generados por superficies que tienen reflectancia cero o total en cualquier longitud de onda dada, y el espectro de reflectividad debe tener como máximo dos transiciones entre cero y completo.

Por lo tanto, son posibles dos tipos de espectros de "color óptimo": o la transición va de cero en ambos extremos del espectro a uno en el medio, como se muestra en la imagen de la derecha, o va de uno en los extremos a cero en el medio. El primer tipo produce colores que son similares a los colores espectrales y siguen aproximadamente la porción en forma de herradura del diagrama de cromaticidad CIE xy , pero generalmente están menos saturados. El segundo tipo produce colores que son similares (pero generalmente menos saturados que) los colores en línea recta en el diagrama de cromaticidad CIE xy, lo que lleva a colores similares al magenta.

El trabajo de Schrödinger fue desarrollado por David MacAdam y Siegfried Rösch . [4] MacAdam fue la primera persona en calcular coordenadas precisas de puntos seleccionados en el límite del sólido de color óptimo en el espacio de color CIE 1931 para niveles de luminosidad de Y = 10 a 95 en pasos de 10 unidades. Esto le permitió dibujar el sólido de color óptimo con un grado aceptable de precisión. Debido a su logro, el límite del sólido de color óptimo se denomina límite de MacAdam .

En las computadoras modernas, es posible calcular un sólido de color óptimo con gran precisión en segundos o minutos. El límite de MacAdam, en el que residen los colores más saturados (u "óptimos"), muestra que los colores que están cerca de los colores monocromáticos solo se pueden lograr con niveles de luminancia muy bajos, excepto los amarillos, porque una mezcla de las longitudes de onda de la recta larga La porción de línea del locus espectral entre el verde y el rojo se combinará para hacer un color muy cercano al amarillo monocromático.

Fuentes de luz [ editar ]

Las fuentes de luz utilizadas como primarias en un sistema de reproducción de color aditivo deben ser brillantes, por lo que generalmente no son tan monocromáticas. Es decir, la gama de colores de la mayoría de las fuentes de luz de colores variables puede entenderse como resultado de las dificultades para producir luz monocromática pura ( longitud de onda única ). La mejor fuente tecnológica de luz monocromática es el láser , que puede resultar bastante caro y poco práctico para muchos sistemas. Sin embargo, como optoelectrónicala tecnología madura, los láseres de diodo de modo longitudinal único se están volviendo menos costosos y muchas aplicaciones ya pueden beneficiarse de esto; tales como espectroscopia Raman, holografía, investigación biomédica, fluorescencia, reprografía, interferometría, inspección de semiconductores, detección remota, almacenamiento de datos ópticos, grabación de imágenes, análisis espectral, impresión, comunicaciones de espacio libre punto a punto y comunicaciones de fibra óptica. [5] [6] [7] [8]

Los sistemas que utilizan procesos de color aditivos suelen tener una gama de colores que es aproximadamente un polígono convexo en el plano de saturación de tono. Los vértices del polígono son los colores más saturados que puede producir el sistema. En los sistemas de color sustractivos, la gama de colores suele ser una región irregular.

Comparación de varios sistemas [ editar ]

Comparación de algunas gamas de colores RGB y CMYK en un diagrama de cromaticidad CIE 1931 xy
Reproducir medios
Reproducir medios
La gama sRGB ( izquierda ) y la gama visible con iluminación D65 ( derecha ) proyectada en el espacio de color CIExyY. x y y son los ejes horizontales; Y es el eje vertical.

A continuación se muestra una lista de sistemas de color representativos más o menos ordenados de una gama de colores grande a pequeña:

  • El proyector de video láser utiliza tres láseres para producir la gama más amplia disponible en equipos de visualización prácticos en la actualidad, derivado del hecho de que los láseres producen primarios verdaderamente monocromáticos. Los sistemas funcionan escaneando la imagen completa un punto a la vez y modulando el láser directamente a alta frecuencia, al igual que los haces de electrones en un CRT , o extendiendo ópticamente y luego modulando el láser y escaneando una línea a la vez, la la línea se modula de la misma manera que en un proyector DLP . Los láseres también se pueden utilizar como fuente de luz para un proyector DLP. Se pueden combinar más de tres láseres para aumentar el rango de la gama, una técnica que a veces se usa en holografía . [9]
  • La tecnología de procesamiento de luz digital o DLP es una tecnología registrada de Texas Instruments. El chip DLP contiene una matriz rectangular de hasta 2 millones de espejos microscópicos montados en bisagras. Cada uno de los microespejos mide menos de una quinta parte del ancho de un cabello humano. El microespejo de un chip DLP se inclina hacia la fuente de luz en un sistema de proyección DLP (ON) o alejándose de ella (OFF). Esto crea un píxel claro u oscuro en la superficie de proyección. [10] Los proyectores DLP actuales utilizan una rueda que gira rápidamente con "rebanadas circulares" de colores transparentes para presentar cada cuadro de color sucesivamente. Una rotación muestra la imagen completa.
  • La película fotográfica puede reproducir una gama de colores más amplia que la televisión, la computadora o los sistemas de video domésticos típicos . [11]
  • Las pantallas de video CRT y similares tienen una gama de colores aproximadamente triangular que cubre una parte significativa del espacio de color visible. En los CRT, las limitaciones se deben a los fósforos en la pantalla que producen luz roja, verde y azul.
  • Las pantallas de visualización de cristal líquido (LCD) filtran la luz emitida por una luz de fondo . Por tanto, la gama de una pantalla LCD se limita al espectro emitido por la luz de fondo. Las pantallas LCD típicas utilizan bombillas fluorescentes de cátodo frío ( CCFL ) para la retroiluminación. Las pantallas LCD con ciertos LED o retroiluminación CCFL de amplia gama ofrecen una gama más completa que los CRT. Sin embargo, algunas tecnologías LCD varían el color presentado según el ángulo de visión. En el cambio de plano o las pantallas de alineación vertical con patrón tienen una gama de colores más amplia que Twisted Nematic .
  • La televisión normalmente utiliza una pantalla CRT, LCD, LED o plasma , pero no aprovecha al máximo sus propiedades de visualización en color debido a las limitaciones de la transmisión . El perfil de color común para TV se basa en el estándar ITU Rec. 601 . La HDTV es menos restrictiva y utiliza un perfil de color ligeramente mejorado basado en la Rec. UIT estándar . 709 . Aún algo menos que, por ejemplo, las pantallas de computadora que utilizan la misma tecnología de visualización. Esto se debe al uso de un subconjunto limitado de RGB en la transmisión (valores de 16 a 235), en comparación con el RGB completo en las pantallas de computadora, donde se usan todos los bits de 0 a 255.
  • La mezcla de pintura , tanto artística como para aplicaciones comerciales, logra una gama de colores razonablemente grande al comenzar con una paleta más grande que el rojo, verde y azul de los CRT o el cian, magenta y amarillo de la impresión. La pintura puede reproducir algunos colores muy saturados que no se pueden reproducir bien con los CRT (particularmente el violeta), pero en general la gama de colores es más pequeña. [ cita requerida ]
  • La impresión normalmente utiliza el espacio de color CMYK (cian, magenta, amarillo y negro). Muy pocos procesos de impresión no incluyen el negro; sin embargo, esos procesos (con la excepción de las impresoras de sublimación de tinta ) son deficientes para representar colores de baja saturación e intensidad. Se han realizado esfuerzos para ampliar la gama del proceso de impresión agregando tintas de colores no primarios; estos son típicamente naranja y verde (ver Hexachrome ) o cian claro y magenta claro (ver modelo de color CcMmYK ). A veces también se utilizan tintas de colores planos de un color muy específico.
  • A monocromo gama de color de la pantalla es una curva unidimensional en el espacio de color. [12]

Amplia gama de colores [ editar ]

El Foro Ultra HD define Wide Color Gamut ( WCG ) como un espacio de color que tiene un sistema de colorimetría ( cromaticidad de colores primarios y punto blanco ) que es más ancho que Rec. 709 . [13] La amplia gama de colores común incluye:

  • Rec. 2020 - Recomendación UIT-R para UHDTV [14]
  • Rec. 2100 - Recomendación UIT-R para HDR -TV (misma cromaticidad de colores primarios y punto blanco que la Rec. 2020 ) [15]
  • DCI-P3
  • Adobe RGB

Impresión de gama ampliada [ editar ]

Como se mencionó anteriormente, la gama de impresión con cian, magenta, amarillo y negro será muy pobre. Por lo tanto, los nuevos métodos de impresión utilizan tres colores adicionales, incluidos el verde, el naranja y el violeta, para aumentar la capacidad de impresión o el ancho de la gama. Este método se denomina impresión de gama extendida o impresión a 7 colores o impresión OGV . [dieciséis]

Referencias [ editar ]

  1. ↑ Long, John H. (1950). "Shakespeare y Thomas Morley". Notas de lenguaje moderno . 65 (1): 17-22. doi : 10.2307 / 2909321 . JSTOR  2909321 .
  2. ^ Thomas De Quincey (1854). Las obras de De Quincey . James R. Osgood. pag. 36 . gama de tonos 0-1856.
  3. ^ Schrödinger, Erwin (1919). "Theorie der Pigmente größter Leuchtkraft" . Annalen der Physik . 367 (15): 603–622. Código Bibliográfico : 1920AnP ... 367..603S . doi : 10.1002 / yp.19203671504 .
  4. ^ Lee, Hsien-Che (2005). "18.7: Gama de colores teórica" . Introducción a la ciencia de la imagen en color . Prensa de la Universidad de Cambridge . pag. 468. ISBN 0-521-84388-X.
  5. ^ "Láser de frecuencia única - láser de modo longitudinal único" . Consultado el 26 de febrero de 2013 .
  6. ^ "JDSU - Láser de diodo, 810 o 830 o 852 nm, 50-200 mW, monomodo (serie 54xx)" . Archivado desde el original el 25 de marzo de 2014 . Consultado el 26 de febrero de 2013 .
  7. ^ "Tecnologías Laserglow - láseres de mano, láseres de alineación y láseres de laboratorio / OEM" . Archivado desde el original el 23 de enero de 2013 . Consultado el 26 de febrero de 2013 .
  8. ^ "Características del diodo láser" . Consultado el 26 de febrero de 2013 .
  9. ^ "Holografía en color para producir imágenes tridimensionales de gran realismo" .
  10. ^ "Tecnología DLP" . Consultado el 14 de febrero de 2010 .
  11. ^ "Gama de películas, manzanas y naranjas" . Archivado desde el original el 17 de septiembre de 2008 . Consultado el 26 de abril de 2007 .
  12. ^ Velho, Luiz; Frery, Alejandro C .; Gomes, Jonas (29 de abril de 2009). Procesamiento de imágenes para gráficos por computadora y visión . Springer Science & Business Media. ISBN 9781848001930.
  13. ^ Foro Ultra HD (19 de octubre de 2020). "Directrices del foro Ultra HD v2.4" (PDF) . Consultado el 11 de febrero de 2021 .
  14. ^ "BT.2020: valores de parámetro para sistemas de televisión de ultra alta definición para producción e intercambio de programas internacionales" . www.itu.int . Consultado el 11 de febrero de 2021 .
  15. ^ "BT.2100: valores de parámetros de imagen para televisión de alto rango dinámico para uso en producción e intercambio de programas internacionales" . www.itu.int . Consultado el 11 de febrero de 2021 .
  16. ^ "Imprima los colores de la marca con precisión con un conjunto fijo de tintas" .

Enlaces externos [ editar ]

  • Uso del diagrama de cromaticidad para la evaluación de la gama de colores de Bruce Lindbloom.
  • Libro de mapeo de la gama de colores de Jan Morovic.
  • Cuantificación de la gama de colores por William D. Kappele
  • Demostración flash interactiva de la Universidad de Stanford CS 178 que explica el mapeo de la gama de colores.