I MODELLI DI COLORE II • •
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Esempio tratto dal dizionario Webster: Rosso Tiziano: “Un arancione tendente al bruno che appare un po’ più giallo e chiaro del marrone spezia, come pure del marrone prateria e del marrone di Windsor, ma un po’ più rosso e scuro del colore ambra o del fagiano dorato” (segnalato da A. Frova in “Luce colore visione”, Editori Riuniti) Descrizione accettabile ?
Tiziano: Flora (1515) Firenze, Uffizi Tecnologia grafica - Prof. Adessi
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I MODELLI DI COLORE II • L’uso del colore nell’elaborazione di immagini è motivato da due fattori principali: • Il colore è un potente descrittore che spesso semplifica l’identificazione e l’estrazione dalla scena di un oggetto • Un osservatore umano è capace di distinguere tra numerose tonalità di colore, mentre si limita a poche decine di tonalità di grigi • Sebbene il processo di percezione e riconoscimento del colore operato dal cervello umano sia un fenomeno fisiopsicologico non ancora perfettamente spiegato, la natura fisica del colore può essere descritta in maniera formale. Tecnologia grafica - Prof. Adessi
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Rappresentazione del colore
• Sulla base delle caratteristiche della visione umana, ogni colore può essere visto come una combinazione variabile di tre colori primari: rosso (R), verde (G) e blu (B) Il problema è: come definire questi tre colori ? • Di fatto non esistono un rosso, un verde ed un blu univocamente determinati Nel 1931 la CIE (Commission Internationale de l’Eclairage) ha provveduto ad una standardizzazione, assumendo tre lunghezze d’onda associate ai colori primari: blu = 435.8 nm verde = 546.1 nm rosso = 700 nm Tecnologia grafica - Prof. Adessi
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Definizione di spazio di colore • Per definire univocamente un colore sono necessari almeno 3 parametri: tali tre parametri (p.es. tonalità, luminosità saturazione), presi su valori diversi, danno origine a quello che viene definito come SPAZIO DI COLORE. • Un modello di colore (o spazio di colore o sistema di colore) è uno strumento con il quale si può specificare, creare e visualizzare un colore. I modelli di colore sono quindi necessari per definire un colore senza ambiguità. Tecnologia grafica - Prof. Adessi
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Un semplice modello di colore • La tavola sotto mostra schematicamente il modo in cui luminosità e saturazione influenzano la visione dei colori: nel grafico la luminosità cresce in passi uguali da nero verso bianco sull'asse verticale; la saturazione aumenta in modo corrispondente lungo l'asse orizzontale. • Pertanto tutti i campioni posti sulla medesima riga condividono lo stesso livello di luminosità; tutti i campioni sulla medesima colonna condividono lo stesso livello di saturazione. • Dall'osservazione della disposizione dei campioni di colore sulla tavola emergono due considerazioni: 1) la discriminazione degli ingredienti di un colore è più difficile in corrispondenza dei toni scuri; 2) la capacità di discriminare livelli di saturazione differenti è massima in corrispondenza di livelli di luminosità medi. Tecnologia grafica - Prof. Adessi
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Modelli di colore • In sostanza, un modello di colore è una specificazione di un sistema di coordinate e di un sottospazio al suo interno, dove ogni colore è rappresentato da un singolo punto I modelli di colore in uso oggi sono orientati verso • Hardware di acquisizione (RGB) e di restituzione (CMY, CMYK) • Elaborazione ed analisi di immagini (RGB, HSI, HSV) • Trasmissione (YUV,YIQ)
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Spazio di colore RGB
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Spazio di colore RGB • Molti sanno che si può generare una vasta gamma di colori dalla mescolanza additiva dei colori primari rosso, blu e verde. Questi colori insieme determinano uno spazio di colori. Si può immaginare questo spazio di colori come un cubo allineato agli assi cartesiani di uno spazio tridimensionale, dove la quantità di colore rosso è rappresentata lungo l'asse delle X, la quantità di blu lungo l'asse delle Y e la quantità di verde lungo l'asse delle Z. In questa rappresentazione, ogni colore possibile ha una posizione unica. Tecnologia grafica - Prof. Adessi
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Spazio di colore RGB
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Spazio di colore RGB Le immagini rappresentate nel modello RGB consistono di tre immagini componenti, una per ogni colore primario.
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Modello di colore CMYK Il modello CMYK si basa sulla capacità di assorbimento della luce dell'inchiostro sulla carta. Quando la luce bianca colpisce gli inchiostri translucidi, una parte dello spettro viene assorbita e una parte viene riflessa all'occhio. • In teoria, i pigmenti puri di cyan (C), magenta (M) e giallo (Y) si dovrebbero combinare per assorbire tutto il colore e produrre il nero (*); per tale motivo sono chiamati anche colori sottrattivi. Poiché tutti gli inchiostri di stampa contengono impurità, questi tre inchiostri producono in realtà un marrone scuro. Per dare luogo a un vero nero devono essere combinati con un'inchiostro nero (K). • La combinazione di questi inchiostri per riprodurre il colore viene chiamata stampa in quadricromia. • Con il metodo CMYK, a ogni pixel di un'immagine CMYK viene assegnato un valore percentuale di ciascun inchiostro di quadricromia. • Ad esempio, un rosso brillante può contenere 2% di cyan, 93% di magenta, 90% di giallo e 0% di nero. Nelle immagini CMYK, il bianco puro si ottiene quando tutte le quattro componenti hanno valore 0%.
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Spazio di colore CIE Yxy
Variazione di tinta
Variazione di saturazione
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Variazione di luminositĂ
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Spazio di colore CIE Yxy COLORE CIE Yxy Un sistema che simula bene il processo visivo e che risulta di grande utilità nei campi scientifici e industriale per definire un colore è il triangolo CIE, proposto nel 1931 dalla CIE (Commission Internationale d'Eclairage). • Questo triangolo descrive lo spazio colore tramite due variabili cromatiche x e y riportate sui rispettivi assi cartesiani. Sul piano cartesiano giace una curva a ferro di cavallo sul cui bordo sono disposti i colori puri identificati dalle rispettive lunghezze d'onda. Man mano che ci si sposta verso il centro del grafico la saturazione si riduce e il colore diventa sempre più neutro. • Il valore x indica l'importanza relativa della componente rossa del colore nei confronti delle componenti verde e blu ed è inferiore ad 1. • Il valore y indica l'importanza relativa della componente verde del colore nei confronti delle componenti rossa e blu ed è inferiore ad 1. Il valore Y indica la Luminosità e varia fra 0 e 100
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Spazio di colore CIE Yxy • Quindi valori alti di x contemporaneamente a valori bassi di y indicano un colore tendenzialmente rosso; • valori alti di y contemporaneamente a valori bassi di x indicano un colore tendenziamente verde; • valori bassi di x contemporaneamente a valori bassi di y indicano un colore tendenzialmente blu. • Il valore Y è la terza dimensione di un prisma con la base uguale al triangolo CIE: valori bassi di Y indicano colori scuri mentre valori alti di Y indicano colori chiari.
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Spazio di colore CIE Lab
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Spazio di colore CIE Lab Nel 1976 la Commissione Internazionale dell' Illuminazione (CIE) ha raccomandato il sistema LAB come standard universale. Le lettere L, a e b, si riferiscono ai tre assi del sistema che rappresentano la luminosità (L), l'asse rosso-verde (a) e quello gialloblu (b). L'angolo h, individuato dalle coordinate a e b, è una misura del tono, cioè h=0° corrisponde al puro rosso, h=90° al puro giallo, h =270° al puro verde, ecc. La distanza di un colore dall'asse L, rappresenta la croma. La croma per una data luminosità, è un parametro che descrive la brillanza o purezza di un colore.
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Gamma dei colori (GAMUT) •La gamma di un sistema di colore indica l'intervallo dei colori che possono essere visualizzati o stampati. • Lo spettro dei colori percepiti dall'occhio umano è più ampio di qualunque metodo di riproduzione del colore. • Fra i modelli di colore CIE (A) ha la gamma più ampia e comprende tutti i colori delle gamme RGB e CMYK. • La gamma RGB (B) contiene il sottogruppo di questi colori che possono essere visualizzati sul monitor del computer o del televisore (che emette luce rossa, verde e blu). Pertanto alcuni colori, quali il cyan o il giallo puro, non possono essere visualizzati con precisione sul monitor. • La gamma CMYK (C) è più stretta, in quanto è composta solo dai colori che possono essere stampati usando gli inchiostri di quadricromia. Quando sullo schermo appaiono dei colori che non possono essere stampati, essi vengono chiamati colori fuori gamma, cioè esterni alla gamma CMYK. Tecnologia grafica - Prof. Adessi
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