Spazi colore

Cosa è il colore?

Il colore è la lunghezza d’onda dei fotoni, lo spettro elettromagnetico che va da infrarossi a ultravioletti.

Occhio umano Per vedere i colori (1) vengono eccitate le molecole fotosensibili. Gli (2)impulti elettrici passano attraverso i nervi ottici, e poi (3) vengono interpretati dal cervello.

La tinta è la lunghezza d’onda dominante, che è il colore che vediamo. La saturazione indica quanto è pura la lunghezza d’onda, e quanto distante è il colore dal grigio. La luminosità indica l’intensità della luce.

Teoria del tristimolo

Ci sono tre tipi di coni, identificati con R, G e B, ed ognuno è sensibile al proprio spettro di lunghezza d’onda. La combinazione dello stimolo dei coni da la percezione di colore.

• L o R: sensibili a luce rossa (610nm)
• M o G: sensibili a luce rossa (650nm)
• S o B: sensibili a luce blu (430nm) Il daltonismo è la mancanza di tipi di colori.

Spazi colore

Tre tipi di coni suggeriscono che è una quantità in 3 dimensioni.

Combinazione colori

Additiva - RGB

Luce.

RGB

Definisce il colore in quantità di rosso, verde e blu. Il valore massimo è 255, oppure 1.0 se normalizzato. (0, 0, 0): nero (1, 1, 1): bianco

Valori uguali per tutti e 3 colori restituisce un grigio, e va collocato sulla diagonale che va dal bianco al nero.

Ogni immagine ha quindi 3 livelli, uno rosso, uno verde e uno blu. Le operazioni puntuali e i filtri visti finora possono essere applicati anche a immagini RGB, applicandoli ad ogni livello.

Sottrattiva - CMYK

Pittura.

CMYK

(c, m, y) significa sottrarre il complemento di C (rosso), M (verde) e Y (blu).

Mettendo RGB e CMY sullo stesso cubo, si può vedere che la percezione di RGB può non essere lineare.

HLS

Hue, Lightness, Saturation Basato su questo cubo RGB.

La tinta è espressa da un angolo (0º per il rosso).

HSV

Uno spazio colore più intuitivo è il Hue, Saturation, Value (Brightness). Si basa su tinta, tonalità e tono.

Conversione

Convertire gli spazi colore può ancora una volta essere visto come una trasformazione matriciale.

2.739 & -1.110 & 0.138\\ -1.145 & 2.029 & -0.333\\ -0.424 & 0.003 & 1.105 \end{bmatrix}$$ Per convertire un'immagine a colori in scala di grigi ci sono varie tecniche. $$Y=Avg(R, G, B)=\frac{R+G+B}3$$ Il modo più semplice è una normale media dei colori, ma l'immagine risulterebbe troppo scura nelle aree rosse e verdi. $$Y=Lum(R, G, B)= w_R \cdot R + w_G \cdot G + w_B \cdot B $$ Per questo si può utilizzare una media pesata di RGB. Per le TV analogiche i pesi erano: $w_R=0.299$, $w_G=0.587$ e $w_B=0.114$. Per i nuovi encoding digitali abbiamo: $w_R=0.2125$, $w_G=0.7154$ e $w_B=0.072$. #sva_s09