OSA-UCS

En colorimetría, el OSA-UCS (Espacio uniforme de color de la Sociedad óptica de América) es un espacio de color publicado por primera vez en 1947 y desarrollado por el Comité de escalas de color uniforme de la Optical Society of America. Los sistemas de orden de color creados con anterioridad, como el sistema de color Munsell, no lograron representar la uniformidad perceptiva en todas las direcciones. El comité decidió que, para representar con precisión las diferencias de color uniformes en cada dirección, se necesitaría usar una nueva forma de geometría cartesiana tridimensional.

Historia y desarrollo
El desarrollo de la OSA-UCS tuvo lugar durante muchos años, desde 1947-1977. No mucho después de que el CIE desarrollara el primer modelo de color matemático, David MacAdam mostró que al seleccionar un color en el diagrama de cromaticidad CIE, no se podía garantizar que los colores de la misma diferencia de color percibida alrededor de este color estuvieran a la misma distancia de color con respecto al color de referencia. Más simplemente, la distancia euclidiana entre dos colores cualquiera en el diagrama de cromaticidad no podría usarse como una medida uniforme de la diferencia de color percibida.Inmediatamente después de este descubrimiento, el trabajo comenzó a crear un espacio que se comportaría uniformemente en todas las direcciones de la diferencia de color.

Comenzando con una muestra de 59 fichas de colores con diferencias de color no uniformes, la OSA pidió a 72 observadores que juzgaran las diferencias de color entre las diferentes fichas de muestra. A partir de los datos recopilados, se desarrollaron fórmulas y se definieron parámetros para crear el nuevo espacio de color uniforme. Eligieron el observador de 10 grados de referencia y el iluminante D65 para caracterizar el espacio uniforme y un fondo gris neutro de 30% de reflectancia. Al final, se produjeron 558 muestras de color, 424 de paso completo y 54 de medio paso, y distribuidas por la OSA.

Diseño

Geometría

Cuboctaedro.
El color sólido ideal con puntos a igual distancia de un punto central es una esfera; sin embargo, una colección de esferas no se puede empaquetar para formar un sólido más grande sin espacios. La geometría que el OSA finalmente eligió es un enrejado romboédrico basado en un cuboctaedro. Cada uno de los 12 vértices de este sólido está a igual distancia del centro, así como de cada uno de sus vecinos. El último paso para completar esta geometría fue un reajuste del eje L vertical, para lograr ubicaciones de coordenadas enteras para la descripción del color. La uniformidad de distancia de color se mantiene, ya que solo se dimensionan las dimensiones del eje, y la escala se considera en la fórmula de distancia de color.

Valores coordinados
Las tres dimensiones perpendiculares de la OSA-UCS son la dimensión de luminosidad L, la dimensión de jaune j (una dimensión de oponente amarilla / azul) y la dimensión verde g (una dimensión de oponente verde / roja).

Ligereza (L)
La escala de luminosidad del color sólido OSA-UCS varía verticalmente de -10 a 8. La luminosidad UCS de 0 corresponde al fondo gris reflectante 30% seleccionado para sus muestras, mientras que las sombras más claras tienen valores positivos y las sombras más oscuras tienen valores negativos.

Jaune (j)
La dimensión jaune del sólido de color OSA-UCS se ejecuta de forma horizontal y perpendicular a la dimensión L. Esta es una dimensión cromática amarillo-azul, que varía desde valores positivos que aparecen más amarillentos a valores negativos que parecen más azulados. Un valor j de 0 se encuentra a lo largo del eje neutral.

Verde (g)
La dimensión verde del OSA-UCS se ejecuta horizontalmente perpendicular a las dimensiones L y j. Este eje cromático verde-rojo varía desde valores positivos más verdosos a valores negativos más rosáceos. Nuevamente, el valor ag de 0 se encuentra a lo largo del eje neutral (L).

Agrupaciones de color
La estructura del cuboctaedro del sólido de color OSA-UCS se puede dividir geométricamente en 9 planos, conocidos como planos de división. Estos 9 planos de división se definen como:

L – Un plano de L (luminosidad) constante que se extiende perpendicular al eje L, donde j y g pueden tomar cualquier valor.
j – Un plano de constante j (amarillo-azul) que se extiende perpendicularmente al eje j, donde L yg pueden tomar cualquier valor.
g – Un plano de constante g (rojo-verdoso) que se extiende perpendicular al eje g, donde L y j pueden tomar cualquier valor.
L + j – Un plano de constante L + j que corre paralelo al eje g, a 35 ° del eje L y 55 ° del eje j.
L-j – Un plano de constante Lj que corre paralela al eje g, a 35 ° del eje L y 55 ° del eje j.
L + g – Un plano de constante L + g que corre paralelo al eje j, a 35 ° del eje L y 55 ° del eje g.
L-g – Un plano de Lg constante que corre paralela al eje g, a 35 ° del eje L y 55 ° del eje g.
j + g – Un plano de constante j + g que corre paralelo al eje L, a 45 ° de los ejes j y g.
j-g – Un plano de jg constante que corre paralela al eje L, a 45 ° de los ejes j y g.

Diferencia de color
La diferencia de color OSA-UCS se define por la distancia Euclidiana simple entre dos colores en el espacio de color, que tiene en cuenta la escala hecha al eje L.La fórmula utilizada para calcular la diferencia de color entre el color 1 y 2 es:

Debido al diseño del sistema, la diferencia de color entre dos vecinos en el espacio de color OSA-UCS es siempre 2. Las pequeñas diferencias de color se pueden calcular con precisión usando esta fórmula. Las diferencias de color más grandes, sin embargo, requieren una corrección no lineal para la precisión.

Transformaciones de color
CIEXYZ a OSA-UCS
Para realizar una conversión analítica de un valor CIEXYZ a OSA-UCS, se deben seguir los siguientes pasos. Primero, un factor que representa el efecto Helmholtz-Kohlrausch debe calcularse a partir de las coordenadas de cromaticidad xey.

Luego determine la reflectancia luminosa modificada:

Luego calcule la luminosidad y el factor de modificación cromática:

Convierta los valores XYZ a RGB usando la transformación de matriz lineal:

Por último, calcule a y b:

y multiplíquelos por C para obtener OSA-UCS g y j:

OSA-UCS a CIEXYZ
Aunque no existe una conversión cerrada de OSA-UCS a CIEXYZ, se han escrito soluciones numéricas, incluidas una basada en el método Newton-Raphson y otra basada en una red neuronal artificial.