Sistemi Multimediali
Marco Gribaudo
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Spazi di colore
I profili di colore
L'International Color Consortium (ICC) ha definito una tecnica con cui memorizzare le informazioni necessarie a correggere il colore di un'immagine acquisita o
riprodotta da un dispositivo.
La raccolta di queste informazioni prende il nome di Profilo di colore (ICC Color profile).
I profili di colore
Un profilo di colore, contiene tutti i dati necessari per convertire i colori acquisiti da un dispositivo in un formato standard, oppure per visualizzare
correttamente i colori specificati in un formato condiviso.
I profili di colore
Il profilo di colore del dispositivo con cui l'immagine e' stata acquisita viene salvato nello stesso file della figura (in appositi metadati).
Il visualizzatore dell'immagine potra' sfruttare quest'informazione per
rappresentare correttamente i colori della figura.
I profili di colore
L'applicazione di un profilo e' una
elaborazione dell'immagine, e come tutte le elaborazioni comporta perdita di
qualita'.
Per questo il profilo generalmente non si applica direttamente ma si integra nel file:
cosi' facendo i dati originali non vengono intaccatti dalla conversione.
I profili di colore
Il profilo puo' specificare sia algoritmi con cui convertire un colore standard in modo che' venga visualizzatto correttamente su di un dispositivo.
I profili di colore
Che algoritmi con cui convertire in un formato standard i colori acquisiti.
I profili di colore
I profili di colore incorporano sia informazioni relative alla gamma correction...
I profili di colore
Che la matrice di conversione delle componenti primarie.
I profili di colore
La matrice e' 4x3 per permettere di aggiungere valori costanti durante la conversione.
I profili di colore
L'ICC prevede 2 spazi di colore standard: XYZ e L*a*b*.
La modalita XYZ cerca di simulare i colori come percepiti dalla visione umana. Lo spazio di colore fu costruito nel 1931 in modo sperimentale eseguendo dei testi visivi su alcuni soggetti.
Il L*a*b* codifica invece i colori primari come l'intesinta' totale (L), e la differenza della tonalita' rispetto al bianco con due valori (a e b appunto).
I profili di colore
Il sistema LAB include numerosi colori non visibili dall'occhio umano, ma e' utile poiche' puo' includere tutti i colori rappresentabli / acquisibili dalla maggior parte dei dispositivi.
I profili di colore
I profili di colore si creano attraverso particolari misure effettuate durante un processo di calibrazione.
La calibrazione si effettua con appositi strumenti, specifici per questo compito, pilotati da opportuni software.
I profili di colore
I monitor vengono calibrati con appositi strumenti che si appoggiano sulla sua superficie e riescono a leggere lo spettro della luce emessa.
I profili di colore
Gli scanner vengono calibrati con apposite color chart:
fogli di carta speciali, contenenti colori e tinte prefissate.
I profili di colore
Anche le fotocamere si tarano con apposite color chart: in questo caso esse sono delle lastre di plastica contenenti un insieme abbastanza vasto di tinte.
I profili di colore
Le stampanti si calibrano stampando pagine speciali, che poi vnegono rilette da opportuni strumenti.
I profili di colore
I profili di colore possono arrivare ad occupare anche qualche centinaio di KB.
Per immagini destinate al web, questo
incremento di lunghezza e' troppo
oneroso.
I profili di colore
E' stato definito un profilo standard specifico per le immagini web chiamato sRGB.
Questo profilo non viene integrato
nell'immagine, (in quanto standard), ma risiede nel sistema operativo / browser.
I profili di colore
Il profilo in questo caso viene applicato prima di codificare l'immagine. La cosa comporta una leggera perdita di qualita', accettabile pero' in ambiente web.
I profili di colore
Ogni dispositivo puo' poi decidere se e come utilizzare l'informazione per migliorare la resa dell'immagine.
Colori per la stampa
La stampa utilizza una tecnica diversa per la resa dei colori, detta sintesi sottrattiva.
A differenza della sintesi additiva (quella adoperata dal monitor) In questo caso aumentando l'intensita' del colore, esso si scurisce.
Colori per la stampa
La sintesi sottrattiva si basa quindi sui colori
complementari: quelli dal lato opposto della ruota delle tonalita'.
Colori per la stampa
In questo caso la miscela di due colori primari crea il colore RGB comune ad entrambi.
Colori per la stampa
Questo poiche' l'effetto di un colore CYM e' quello di
"schermare" il bianco del foglio di carta, facendo passare solamente le componenti ad esso corrispondenti.
Colori per la stampa
La tricromia sfrutta come colori base l'azzurro (C - Cyan), il giallo (Y - Yellow) ed il viola (M - Magenta).
C = 1 - R Y = 1 - B M = 1 - G
R = 1 - C G = 1 - M B = 1 - Y
Colori per la stampa
Le formule per convertire tra RGB a CYM sono piuttosto semplci:
Colori per la stampa
La quadricromia aggiunge il nero (K - blacK) come quarto colore primario. Lo scopo e' quello di migliorare i colori scuri, e di risparmiare gli inchiostri colorati.
Colori per la stampa
La gamma del sistema CYMK cromia e' differente rispetto a quella dell'RGB: vi sono in entrambe i casi colori non visualizzabili nell'altro sistema.
K = min(1-R,1-G,1-B) C = 1 - R - K
Y = 1 - B - K M = 1 - G - K
K = min(1-R,1-G,1-B) C = (1 - R - K)/(1 - K) Y = (1 - B - K)/(1 - K) M = (1 - G - K)/(1 - K) R = 1 - C - K
G = 1 - M - K B = 1 - Y - K
R = (1 - K) (1 - C) G = (1 - K) (1 - M) N = (1 - K) (1 - Y)
Colori per la stampa
Nelle formule di conversione tra RGB e CYMK, il nero viene sempre impostato al livello piu' scuro, comune a tutti i colori:
Colori per la stampa
Le formule presentate sono solo una semplificazione di quelle usate realmente, dal momento che il colore finale dipende da tanti fattori, quali l'inchiostro e la carta adoperate.
Le formule esatte dipendono dal modello di stampante utilizzato, e sono incorporate nei loro driver e nei loro profili di colore.
Colori per la stampa
Esistono anche sistemi con piu' colori primari quali l'esacromia. I due piu' conosciuti sono il
CMYKOG ed il CcMmYK.Il CMYKOG, proprietario di Pantone e ora non piu' supportato, aggiunge l'arancione (O -
Orange) ed il verde (G - Green).CcMmYK e' il tipo di esacromia piu' comune ed aggiunge i colori azzurro chiaro (c) e viola chiaro (m). Serve a ridurre la puntinatura nelle zone piu' chiare.
Colori per la stampa
Entrambe le tecnologie migliorano sensibilmente la qualita' della stampa.
Entrambe hanno formule proprietarie dipendenti dalla stampante, e vengono sfruttati solo attraverso i loro profili di colore.
Colori per la stampa
Le stampanti professionali a scopo artistico, possono utilizzare un numero ancora superiore di cartucce:
alcuni modelli arrivano addirittura ad 11.
Colori per la stampa
I profili ICC contengono anche modalita' con cui specificare trasformazioni da RGB in multicromia...
Colori per la stampa
E viceversa.
Colori per la stampa
Entrambe le modalita' utilizzano tabelle di Lookup per effettuare la conversione.
Colori per la compressione
Alcuni sistemi di colore sono stati creati per comprimere meglio le immagini.
Essi si basano sul fatto che l'occhio e' piu' sensibile all'intenista' luminosa che alla tonalita' del colore.
Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
Colori per la compressione
L'intensita' luminosa di un colore corrisponde all'incirca all'area occupata dalle frequenze che compongono il suo spettro. Esiste una formula con cui calcolarla a partire dai valori dei 3 colori primari:
Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
Colori per la compressione
Tale formula puo' essere usata per converitre correttamente un'immagine in bianco e nero.
Colori per la compressione
Il sistemi piu' diffusi in questo senso sono l' YUV (utilizzato nello standard televisivo PAL).
Colori per la compressione
E l' YIQ (utilizzato nell' NTSC)
Colori per la compressione
Questi standard sono usati nella televisione per poter aggiungere il colore mantenendo la
compatibilita' con il bianco e nero.
Essi sono anche sfruttati nello standard JPG, dove la minore sensibilita' dell'occhio ai colori viene utilizzata per dimezzare la risoluzione nelle componenti U e V.
Occorre pero' prestare attenzione poiche' le componenti I, Q, U e V possono assumere anche valori negativi.
Altri spazi di colore
Vi sono altri spazi colore pensati per semplificare la scelta all'utente.
Questi solitamente vengono utilizzati esclusivamente in fase di editing e raramente per codificare il colore di un immagine
Altri spazi di colore
Due modelli piuttosto diffusi sono l'HSV e l'HLS.
Tutti e due si basano su 3 grandezze fondamentali: la tonalita', la saturazione e l'intensita'.
Altri spazi di colore
La tonalita' (Hue) e' misurata in gradi, definita come l'angolo in una ruota di color rispetto alla posizione del rosso.
La saturazione misura la tendenza al bianco del colore, ed e' un valore percentuale.
L'intensita' e' invece misurata in due modi diversi e rappresenta la luminosita' del colore.
Anche esso e' un valore percentuale.
Altri spazi di colore
Il sistema HSV (o HSB) misura l'intensita' di colore attraverso la brillantezza.
Altri spazi di colore
Lo spazio colore puo' essere immaginato come un cono.
Altri spazi di colore
Le formule di
conversione da RGB ad HSV sono
piuttosto macchinose.
Altri spazi di colore
Ed anche quelle da HSV a RGB.
Altri spazi di colore
Il sistema HLS misura l'intensita' attraverso la luminosita'.
Altri spazi di colore
Lo spazio colore puo' essere visto come due coni sovrapposti.
Altri spazi di colore
Anche in questo caso le formule di
conversione da RGB ad HLS sono
piuttosto macchinose.
Altri spazi di colore
Cosi come pure quelle da HLS a RGB.
Altri spazi di colore
Entrambe i sistemi vengono "deformati" come cilindri per facilitarne l'immissione
Altri spazi di colore
Esistono poi altri spazi "teorici", non supportati cioe' da dispositivi reali, ma capci di codificare una gamma piu' larga.
Essi servono essenzialmente per definire un sistema comune, capace di includere al suo interno tutti gli altri spazi colore.
Altri spazi di colore
Un esempio e' il Wide Gamut RGB color space di Adobe, definito come una alternativa allo standard L*a*b*.
