Modelli del colore 2 Daniele Marini

I colori possono essere ambientati in uno spazio tridimensionale Spazio Colore I colori sono rappresentati da una terna di numeri XYZ (valori di tristimolo) I colori possono essere ambientati in uno spazio tridimensionale Ogni colore è rappresentato da un vettore nello spazio tridimensionale

L’esperimento mostra anche che i primari possono essere combinati linearmente per creare ogni colore (legge di Grassmann). Lo spazio dei colori è uno spazio lineare: un colore può essere espresso come combinazione lineare dei primari. I primari sono stati derivati dall’esperimento W-G definendo l’osservatore standard CIE - Commission Internationale de l’Eclairage nel 1931

Criteri CIE per la definizione dei primari: valori positivi una funzione deve corrispondere all’efficenza luminosa spettrale fotopica V(l) una delle tre funzioni sia la più vicina possibile allo zero nella regione dello spettro l’integrale (area) delle tre curve uguale per luci di uguale energia Funzioni di color matching

Funzioni di color matching

Queste funzioni non presentano valori negativi; y corrisponde all’efficacia luminosa; z assume valore nullo per lunghezze d’onda superiori a 625 nm l’area sottesa ad ogni curva è costante. L’osservatore standard garantisce di convertire univocamente una distribuzione qualsiasi di luminanza spettrale in tre valori numerici, i valori di tristimolo X, Y, Z, che identificano il colore in termini di combinazione lineare di luci primarie a cui corrispondono visivamente.

KMAX = 683 lm W-1.

Processo psicofisico di visione cromatica ? ? ? ? ?

Y è correlato alla luminosità di un colore, purtroppo X e Z non corrispondono a nozioni di tinta, cromaticità o altro. Lo spazio del tristimolo X, Y, Z, cono dei colori realizzabili:

Ogni punto dello spazio identifica un vettore v la cui intensità è legata alla luminosità del colore e la cui direzione è vincolata alle sue proprietà cromatiche. Il vettore che corrisponde ad un colore visibile deve intersecare il piano dato dalla funzione X + Y + Z = 1; questo punto di intersezione può essere usato per descrivere la direzione del vettore. La curva a ferro di cavallo descrive quindi la cromaticità di un colore a prescindere dalla luminosità.

coordinate di cromaticità x ,y, Y (coordinate della intersezione tra un vettore colore e il piano unitario) Si può considerare solo la proiezione del vettore sul piano unitario, cioè x e y poiché z = 1 - x - y

Coordinate di cromaticità C.I.E. Luminanza Y (x , y)

Per specificare un colore bastano quindi x, y, infatti Y corrisponde alla luminanza: Dove K(l) è l’efficacia luminosa spettrale A partire dalle terna (x, y, Y) è possibile ricavare i valori di tristimolo X, Y e Z attraverso le relazioni: X = x Y/y , Y = Y, Z = (1- x - y) Y/y

Lunghezza d’onda dominante Linearità

Lunghezza d’onda complementare Purezza: Rapporto tra la distanza del colore dal bianco e del colore dal corrispondente punto sul contorno

Sintesi additiva e sottrattiva Primari: rosso verde blu Primari: giallo magenta ciano

Colori complementari Mescolando due luci di certe lunghezze d’onda si elimina completamente il colore Es. luce monocromatica blu-verde (490 nm) + luce monocromatica giallo-rossa (600 nm) = grigio incolore Questi colori si dicono complementari

Colori complementari Sono opposti l’uno all’altro nella ruota dei colori

Modello RGB

Colori del Monitor RGB x y R 0.67 0.33 G 0.21 0.71 B 0.14 0.08 D65 Cromaticità dei fosfori e livello del bianco x y R 0.67 0.33 G 0.21 0.71 B 0.14 0.08 D65 0.313 0.329

RGB Color Display 1 pixel = 3 fosfori R,G,B, illuminati con intensità variabile

RGB Color Display (24 bit: “TrueColor” )

RGB Color Display (24 bit: “TrueColor” )

TrueColor (24 bit)

Quanti colori? Bit Numero di colori 1 21 2 2 22 4 3 23 8 4 24 16 1 21 2 2 22 4 3 23 8 4 24 16 5 25 32 6 26 64 7 27 128 8 28 256 16 216 65.536 (16 bit True Color) 24 224 16.777.216 (True Color) 32 232 24 bit True-Color + 8 bit Alpha Channel

256 Color Display (8 bit)

256 Color Display (8 bit) “Palette”

Immagine a 256 colori

Approssimazione (“dithering”) Immagine originale (TrueColor) Immagine approssimata (256 colori)

Dithering

Palettes

Da XYZ a RGB Trasformazione lineare: I coefficienti di M si ricavano dalle coordinate di cromaticità dei fosfori; nell’esempio un monitor standard