Il colore falso si riferisce a un gruppo di metodi di resa del colore utilizzati per visualizzare le immagini a colori che sono state registrate nelle parti visibili o non visibili dello spettro elettromagnetico. Un’immagine a falsi colori è un’immagine che raffigura un oggetto con colori diversi da quelli che una foto (un’immagine a colori veri) mostrerebbe.

Inoltre, per la visualizzazione delle informazioni dei dati raccolti da un singolo canale in scala di grigi o dati che non rappresentano parti dello spettro elettromagnetico (ad esempio, l’elevazione nelle mappe in rilievo o i tipi di tessuto in magnetico, vengono utilizzate varianti di falsi colori come pseudocolor, slicing di densità e coroplethi). imaging a risonanza).

Tipi di rendering dei colori

Colore vero
Per capire i falsi colori, è utile dare un’occhiata al concetto che sta dietro al vero colore. Un’immagine viene definita un’immagine a colori reali quando offre una resa cromatica naturale o quando si avvicina ad essa. Ciò significa che i colori di un oggetto in un’immagine appaiono ad un osservatore umano allo stesso modo in cui questo osservatore doveva vedere direttamente l’oggetto: un albero verde appare verde nell’immagine, una mela rossa rossa, un blu cielo blu e presto. Quando applicato alle immagini in bianco e nero, true-color significa che la percezione della leggerezza di un soggetto è preservata nella sua rappresentazione.

Il rendering assoluto dei colori reali è impossibile. Esistono tre principali fonti di errore del colore (errore metamericano):

Diverse sensibilità spettrali dell’occhio umano e di un dispositivo di acquisizione di immagini (ad esempio una fotocamera).
Emissioni / riflessioni spettrali diverse dell’oggetto e del processo di rendering dell’immagine (ad esempio una stampante o un monitor).
Differenze nell’irraggiamento spettrale nel caso di immagini riflettenti (es. Stampe fotografiche) o oggetti riflettenti – vedere l’indice di resa cromatica (CRI) per i dettagli.
Il risultato di un fallimento metamerico sarebbe ad esempio l’immagine di un albero verde che mostra una diversa tonalità di verde rispetto all’albero stesso, una diversa tonalità di rosso per una mela rossa, una diversa tonalità di blu per il cielo blu, e così sopra. La gestione del colore (ad esempio con i profili ICC) può essere utilizzata per mitigare questo problema entro i limiti fisici.

Le immagini approssimative a colori reali raccolte dalle navicelle spaziali sono un esempio in cui le immagini hanno una certa quantità di cedimenti metamorfici, in quanto le bande spettrali della telecamera di un veicolo spaziale vengono scelte per raccogliere informazioni sulle proprietà fisiche dell’oggetto in esame e non vengono scelte per catturare immagini a colori veri.

Colore falso
In contrasto con un’immagine a colori veri, un’immagine falsa di colore sacrifica la resa cromatica naturale al fine di facilitare il rilevamento di caratteristiche che non sono facilmente distinguibili altrimenti – ad esempio l’uso del vicino infrarosso per il rilevamento della vegetazione nelle immagini satellitari. Mentre un’immagine a falsi colori può essere creata utilizzando esclusivamente lo spettro visivo (ad esempio per accentuare le differenze di colore), in genere alcuni o tutti i dati utilizzati provengono da radiazioni elettromagnetiche (EM) al di fuori dello spettro visivo (ad esempio infrarossi, raggi ultravioletti o raggi X). La scelta delle bande spettrali è governata dalle proprietà fisiche dell’oggetto in esame.

Poiché l’occhio umano utilizza tre bande spettrali (vedi tricromia per i dettagli), tre bande spettrali sono comunemente combinate in un’immagine a falsi colori. Sono necessarie almeno due bande spettrali per una codifica in falsi colori, ed è possibile combinare più bande nelle tre bande RGB visive – con la capacità dell’occhio di distinguere tre canali come fattore limitante. Al contrario, un’immagine a “colore” composta da una banda spettrale o un’immagine composta da dati costituiti da dati non EM (ad es. Elevazione, temperatura, tipo di tessuto) è un’immagine pseudocolore (vedi sotto).

Per i colori reali, i canali RGB (rosso “R”, verde “G” e blu “B”) della telecamera vengono mappati sui corrispondenti canali RGB dell’immagine, ottenendo una mappatura “RGB → RGB”. Per i falsi colori questa relazione è cambiata. La più semplice codifica in falsi colori consiste nel prendere un’immagine RGB nello spettro visibile, ma mapparla in modo diverso, ad esempio “GBR → RGB”. Per le immagini satellitari terrestri a colori falsi tradizionali viene utilizzata una mappatura “NRG → RGB”, con “N” che è la banda spettrale del vicino infrarosso (e la banda spettrale blu inutilizzata) – questo produce la tipica “vegetazione in rosso” falsa immagini a colori.

Il falso colore è usato (tra gli altri) per le immagini satellitari e spaziali: esempi sono i satelliti di telerilevamento (es. Landsat, vedi esempio sopra), i telescopi spaziali (ad esempio il telescopio spaziale Hubble) o le sonde spaziali (es. Cassini-Huygens). Alcuni veicoli spaziali, con i rover (ad esempio Mars Science Laboratory Curiosity) sono gli esempi più importanti, hanno anche la capacità di acquisire immagini approssimative a colori reali. I satelliti meteorologici producono, in contrasto con le astronavi menzionate in precedenza, immagini in scala di grigi dallo spettro visibile o infrarosso.

pseudocolor
Un’immagine pseudocolore (a volte in stile pseudo-colore o pseudo colore) deriva da un’immagine in scala di grigio mappando ciascun valore di intensità su un colore in base a una tabella o funzione. Lo pseudo colore viene in genere utilizzato quando è disponibile un singolo canale di dati (ad es. Temperatura, elevazione, composizione del suolo, tipo di tessuto e così via), in contrasto con il falso colore che viene comunemente utilizzato per visualizzare tre canali di dati.

Un esempio tipico per l’uso dello pseudo colore è la termografia (termografia), in cui le telecamere a infrarossi presentano solo una banda spettrale e mostrano le loro immagini in scala di grigi in pseudo colore.

Un altro esempio familiare di pseudo colore è la codifica dell’elevazione usando tinte ipometriche in mappe di rilievo fisico, dove i valori negativi (sotto il livello del mare) sono solitamente rappresentati da sfumature di blu e valori positivi da verdi e marroni.

Lo pseudocolore può rendere più visibili alcuni dettagli, poiché la differenza percepita nello spazio colore è maggiore rispetto ai livelli di grigio successivi.

A seconda della tabella o della funzione utilizzata e della scelta delle origini dati, il pseudocolore può aumentare il contenuto delle informazioni dell’immagine originale, ad esempio aggiungendo informazioni geografiche, combinando le informazioni ottenute da luce infrarossa o ultravioletta o altre fonti come le scansioni MRI.

Un’ulteriore applicazione di pseudocolore consiste nel memorizzare i risultati dell’elaborazione dell’immagine; cioè, cambiando i colori per facilitare la comprensione di un’immagine.

Affettatura della densità
L’affettamento a densità, una variazione di pseudo colore, divide un’immagine in poche bande colorate ed è (tra le altre) utilizzata nell’analisi delle immagini di telerilevamento. Per l’affinamento di densità, l’intervallo dei livelli di scala di grigi è diviso in intervalli, con ogni intervallo assegnato a uno dei pochi colori discreti – questo è in contrasto con lo pseudo colore, che utilizza una scala di colori continua. Ad esempio, in un’immagine termica in scala di grigi i valori di temperatura nell’immagine possono essere suddivisi in bande di 2 ° C, e ciascuna banda rappresentata da un colore – di conseguenza la temperatura di un punto nel termografo può essere più facilmente acquisita dall’utente , perché le differenze percepibili tra i colori discreti sono maggiori di quelle delle immagini con scala di grigi continua o pseudo colore continuo.

choropleth
Una coropleta è un’immagine o una mappa in cui le aree sono colorate o modellate proporzionalmente alla categoria o al valore di una o più variabili rappresentate. Le variabili sono mappate su pochi colori; ogni area contribuisce con un punto dati e riceve un colore da questi colori selezionati. Fondamentalmente è lo splicing della densità applicato a una sovrapposizione di pseudocolori. Una mappa coropleta di un’area geografica è quindi una forma estrema di falso colore.

Falso colore nelle arti
Mentre la resa artistica si presta all’espressione soggettiva del colore, Andy Warhol (1928-1987) è diventato una figura culturalmente significativa del movimento artistico moderno creando falsi colori con tecniche di stampa serigrafica. Alcune delle stampe più riconoscibili di Warhol includono una replica di Marilyn Monroe, la sua immagine basata su una cornice cinematografica del film Niagara. Il soggetto era un sex symbol e una starlet di film noir la cui morte nel 1962 influenzò l’artista. Una serie di stampe sono state fatte con vezzeggiativo, ma espongono il suo personaggio come un’illusione attraverso il suo stile di produzione artistica di assemblaggio che non è erotico e leggermente grottesco. Usando varie palette di colori per inchiostri, Warhol si è immerso in un processo di ripetizione che serve a confrontare le persone e gli oggetti quotidiani con le qualità della produzione di massa e del consumismo. I colori dell’inchiostro sono stati selezionati attraverso la sperimentazione dell’estetica e non sono correlati alla falsa resa cromatica dello spettro elettromagnetico utilizzato nell’elaborazione delle immagini di telerilevamento. Per anni l’artista ha continuato a stampare su schermo immagini a colori falsi di Marilyn Monroe, forse il suo lavoro più di riferimento è Turquoise Marilyn, acquistato nel maggio 2007 da un collezionista privato per 80 milioni di dollari.