Um espaço de cores é uma organização específica de cores. Em combinação com o perfil físico do dispositivo, permite representações reprodutíveis de cor, tanto em representações analógicas como digitais. Um espaço de cores pode ser arbitrário, com cores específicas atribuídas a um conjunto de amostras de cores físicas e nomes ou números atribuídos correspondentes, como a coleção Pantone ou estruturada matematicamente, como no sistema NCS, Adobe RGB ou sRGB. Um modelo de cor é um modelo matemático abstrato que descreve a forma como as cores podem ser representadas como tuplas de números (por exemplo, triplicam em RGB ou quadruplicas em CMYK); no entanto, um modelo de cores sem função de mapeamento associada a um espaço de cores absoluto é um sistema de cores mais ou menos arbitrário, sem conexão com qualquer sistema de interpretação de cores compreendido globalmente. A adição de uma função de mapeamento específico entre um modelo de cores e um espaço de cores de referência estabelece dentro do espaço de cores de referência uma “pegada” definida, conhecida como uma gama, e para um determinado modelo de cores, isso define um espaço de cores. Por exemplo, Adobe RGB e sRGB são dois espaços de cores absolutos diferentes, ambos baseados no modelo de cores RGB. Ao definir um espaço de cores, o padrão de referência usual é os espaços de cores CIELAB ou CIEXYZ, que foram projetados especificamente para abranger todas as cores que o humano médio pode ver.
Uma vez que o “espaço de cores” identifica uma combinação particular do modelo de cores e a função de mapeamento, a palavra é freqüentemente usada informalmente para identificar um modelo de cores. No entanto, mesmo que a identificação de um espaço de cores identifique automaticamente o modelo de cores associado, tal uso é incorreto em sentido estrito. Por exemplo, embora vários espaços de cores específicos sejam baseados no modelo de cores RGB, não há como o espaço de cores RGB singular.
História
Em 1802, Thomas Young postulou a existência de três tipos de fotorreceptores (agora conhecidos como células de cone) no olho, cada um dos quais era sensível a uma determinada faixa de luz visível. Hermann von Helmholtz desenvolveu ainda mais a teoria de Young-Helmholtz em 1850: que os três tipos de fotorreceptores de cone podem ser classificados como preferenciais curtos (azul), médio-preferencial (verde) e longos preferidos (vermelho), de acordo com sua resposta para os comprimentos de onda da luz que atingem a retina. As forças relativas dos sinais detectados pelos três tipos de cones são interpretadas pelo cérebro como uma cor visível. Mas não está claro que eles pensaram em cores como pontos no espaço de cores.
O conceito de espaço de cores era provavelmente devido a Hermann Grassmann, que o desenvolveu em duas etapas. Primeiro, ele desenvolveu a idéia de espaço vetorial, o que permitiu a representação algébrica de conceitos geométricos no espaço {\ displaystyle n} n-dimensional. Fearnley-Sander (1979) descreve o fundamento da algebra linear de Grassmann como segue:
” A definição de espaço linear (espaço vetorial) … tornou-se amplamente conhecida em 1920, quando Hermann Weyl e outros publicaram definições formais. De fato, essa definição foi dada há trinta anos por Peano, que conhecia bem o trabalho matemático de Grassmann. Grassmann não definiu uma definição formal – o idioma não estava disponível – mas não há dúvida de que ele tinha o conceito. ”
Com este plano de fundo conceitual, em 1853, Grassmann publicou uma teoria de como as cores se misturam; As leis de três cores ainda são ensinadas, como a lei de Grassmann.
” Como observado primeiro por Grassmann … o conjunto de luz tem a estrutura de um cone no espaço linear de dimensões infinitas. Como resultado, um conjunto de quociente (com respeito ao metamerismo) do cone de luz herda a estrutura cônica, o que permite que a cor seja representada como um cone convexo no espaço linear 3- D, que é referido como o cone de cor. ”
Exemplos
As cores podem ser criadas na impressão com espaços de cores com base no modelo de cores CMYK, usando as cores primárias subtrativas do pigmento (ciano (C), magenta (M), amarelo (Y) e preto (K)). Para criar uma representação tridimensional de um determinado espaço de cores, podemos atribuir a quantidade de cor magenta ao eixo X da representação, a quantidade de ciano em seu eixo Y e a quantidade de amarelo para o eixo Z. O espaço 3-D resultante oferece uma posição única para cada cor possível que pode ser criada combinando esses três pigmentos.
As cores podem ser criadas em monitores de computador com espaços de cores com base no modelo de cores RGB, utilizando as cores primárias aditivas (vermelho, verde e azul). Uma representação tridimensional atribui cada uma das três cores aos eixos X, Y e Z. Observe que as cores geradas em determinado monitor serão limitadas pelo meio de reprodução, como o fósforo (em um monitor CRT) ou filtros e luz de fundo (monitor LCD).
Outra maneira de criar cores em um monitor é com um espaço de cores HSL ou HSV, com base em tonalidade, saturação, brilho (valor / brilho). Com esse espaço, as variáveis são atribuídas a coordenadas cilíndricas.
Muitos espaços de cores podem ser representados como valores tridimensionais desta maneira, mas alguns têm mais, ou menos dimensões, e alguns, como o Pantone, não podem ser representados dessa maneira.
Conversão
A conversão do espaço de cores é a tradução da representação de uma cor de uma base para outra. Isso geralmente ocorre no contexto da conversão de uma imagem que é representada em um espaço de cores para outro espaço de cores, sendo o objetivo fazer com que a imagem traduzida pareça tão parecida quanto possível com o original.
Densidade RGB
O modelo de cores RGB é implementado de diferentes maneiras, dependendo das capacidades do sistema utilizado. De longe, a encarnação de uso geral mais comum a partir de 2006 é a implementação de 24 bits, com 8 bits ou 256 níveis discretos de cor por canal. Qualquer espaço de cores baseado em um modelo RGB de 24 bits assim limitado a um intervalo de 256 × 256 × 256 ≈ 16,7 milhões de cores. Algumas implementações usam 16 bits por componente para um total de 48 bits, resultando na mesma gama com um maior número de cores distintas. Isto é especialmente importante ao trabalhar com espaços de cores de ampla gama (onde a maioria das cores mais comuns estão localizadas relativamente próximas), ou quando um grande número de algoritmos de filtragem digital são usados consecutivamente. O mesmo princípio aplica-se a qualquer espaço de cores baseado no mesmo modelo de cores, mas implementado em diferentes profundidades de bits.
Listas
CIE 1931 O espaço de cores XYZ foi uma das primeiras tentativas de produzir um espaço de cores baseado em medidas de percepção de cor humana (os esforços anteriores foram por James Clerk Maxwell, König & Dieterici e Abney no Imperial College) e é a base para quase todos outros espaços de cores. O espaço de cores CIERGB é um companheiro linearmente relacionado do CIE XYZ. Derivados adicionais de CIE XYZ incluem CIELUV, CIEUVW e CIELAB.
Genérico
RGB usa mistura de cores aditivas, porque descreve o tipo de luz que precisa ser emitida para produzir uma determinada cor. RGB armazena valores individuais para vermelho, verde e azul. RGBA é RGB com um canal adicional, alfa, para indicar a transparência.
Espaços de cores comuns com base no modelo RGB incluem sRGB, Adobe RGB, ProPhoto RGB, scRGB e CIE RGB.
O CMYK usa a mistura de cor subtrativa usada no processo de impressão, porque descreve o tipo de tintas que precisam ser aplicadas para que a luz refletida a partir do substrato e através das tintas produz uma determinada cor. Um começa com um substrato branco (tela, página, etc.) e usa tinta para subtrair a cor do branco para criar uma imagem. CMYK armazena valores de tinta para ciano, magenta, amarelo e preto. Existem muitos espaços de cores CMYK para diferentes conjuntos de tintas, substratos e características de impressão (que alteram o ganho de ponto ou a função de transferência para cada tinta e, assim, alteram a aparência).
O YIQ foi usado anteriormente em NTSC (América do Norte, Japão e em outros lugares) transmissões de televisão por motivos históricos. Este sistema armazena um valor de luma aproximadamente análogo a (e às vezes incorretamente identificado como) a luminância, juntamente com dois valores de croma como representações aproximadas das quantidades relativas de azul e vermelho na cor. É semelhante ao esquema YUV usado na maioria dos sistemas de captura de vídeo e na televisão PAL (Austrália, Europa, exceto França, que usa SECAM), exceto que o espaço de cores YIQ é girado 33 ° em relação ao espaço de cores YUV e a cor os eixos são trocados. O esquema YDbDr usado pela televisão SECAM é girado de outra forma.
YPbPr é uma versão em escala do YUV. É mais comum em sua forma digital, YCbCr, amplamente utilizado em sistemas de compressão de vídeo e imagem, como MPEG e JPEG.
xvYCC é um novo padrão de espaço de cores de vídeo digital internacional publicado pela IEC (IEC 6 1966-2-4 ). Baseia-se nas normas ITU BT.601 e BT.709, mas amplia a gama além das primárias R / G / B especificadas nesses padrões.
O HSV (tonalidade, saturação, valor), também conhecido como HSB (tonalidade, saturação, brilho) é freqüentemente usado por artistas, porque geralmente é mais natural pensar em uma cor em termos de tonalidade e saturação do que em termos de cor aditiva ou subtractiva componentes. O HSV é uma transformação de um espaço de cores RGB, e seus componentes e colorimetria são relativos ao espaço de cores RGB do qual foi derivado.
HSL (matiz, saturação, leveza / luminância), também conhecido como HLS ou HSI (tonalidade, saturação, intensidade) é bastante semelhante ao HSV, com “leveza” substituindo o “brilho”. A diferença é que o brilho de uma cor pura é igual ao brilho do branco, enquanto a leveza de uma cor pura é igual à leveza de um cinza médio.
Comercial
Sistema de cores Munsell
Pantone Matching System (PMS)
Sistema de cores naturais (NCS)
Propósito especial
O espaço RG Chromaticity é usado em aplicações de visão por computador. Ele mostra a cor da luz (vermelho, amarelo, verde, etc.), mas não a sua intensidade (escura, brilhante).
O espaço de cores TSL (Tinta, Saturação e Luminância) é usado na detecção de rosto.
Obsoleto
Os primeiros espaços de cores tinham dois componentes. Eles ignoraram em grande parte a luz azul porque a complexidade adicionada de um processo de 3 componentes forneceu apenas um aumento marginal de fidelidade quando comparado ao salto de cor monocromática para 2 componentes.
RG para o filme Technicolor inicial
RGK para impressão a cores precoce
Espaço de cores absoluto
Na ciência da cor, existem dois significados do termo espaço de cores absoluto:
Um espaço de cores em que a diferença perceptiva entre cores está diretamente relacionada a distâncias entre cores, representadas por pontos no espaço de cores.
Um espaço de cores em que as cores são inequívocas, ou seja, onde as interpretações das cores no espaço são colorimetricamente definidas sem referência a fatores externos.
Neste artigo, nos concentramos na segunda definição.
CIEXYZ, sRGB e ICtCp são exemplos de espaços de cores absolutos, em oposição a um espaço genérico de cores RGB.
Um espaço de cor não absoluto pode ser tornado absoluto, definindo sua relação com quantidades colorimétricas absolutas. Por exemplo, se as cores vermelha, verde e azul de um monitor forem medidas exatamente, juntamente com outras propriedades do monitor, os valores RGB desse monitor podem ser considerados absolutos. O L * a * b * às vezes é referido como absoluto, embora também precise de uma especificação de ponto branco para fazê-lo assim.
Uma maneira popular de tornar um espaço de cores como RGB em uma cor absoluta é definir um perfil ICC, que contém os atributos do RGB. Esta não é a única maneira de expressar uma cor absoluta, mas é o padrão em muitas indústrias. As cores RGB definidas pelos perfis amplamente aceitos incluem sRGB e Adobe RGB. O processo de adicionar um perfil ICC a um gráfico ou documento às vezes é chamado de marcação ou incorporação; A marcação, portanto, marca o significado absoluto das cores nesse gráfico ou documento.
Conversão
Uma cor em um espaço de cores absoluto pode ser convertida em outro espaço de cores absoluto, e de volta, em geral; no entanto, alguns espaços de cores podem ter limitações de gama e converter cores que estão fora dessa gama não produzirão resultados corretos. Também é provável que sejam erros de arredondamento, especialmente se o intervalo popular de apenas 256 valores distintos por componente (cor de 8 bits) for usado.
Uma parte da definição de espaço de cores absoluto é a condição de visualização. A mesma cor, vista sob diferentes condições de iluminação natural ou artificial, parecerá diferente. Os envolvidos profissionalmente com correspondência de cores podem usar salas de visualização, iluminadas por iluminação padronizada.
Ocasionalmente, existem regras precisas para a conversão entre espaços de cores não absolutos. Por exemplo, os espaços HSL e HSV são definidos como mapeamentos de RGB. Ambos não são absolutos, mas a conversão entre eles deve manter a mesma cor. No entanto, em geral, a conversão entre dois espaços de cores não absolutos (por exemplo, RGB para CMYK) ou entre espaços de cores absolutos e não absolutos (por exemplo, RGB para L * a * b *) é quase um conceito sem sentido.
Espaços arbitrários
Um método diferente de definir espaços de cores absolutos é familiar para muitos consumidores como o cartão de amostra, usado para selecionar tinta, tecidos e similares. Esta é uma maneira de concordar uma cor entre duas partes. Um método mais padronizado de definição de cores absolutas é o Pantone Matching System, um sistema proprietário que inclui cartões de amostra e receitas que as impressoras comerciais podem usar para fazer tintas que são uma determinada cor.