Espacio de color

Un espacio de color es un modelo matemático de un conjunto de percepciones de color basado en la medición objetiva de esas percepciones.

Como la percepción visual humana del color se basa en la estimulación de tres grupos de receptores del ojo (fenómeno denominado "triestímulo"), es posible describir cada sensación de color individual al menos con una matriz triple de de valores.

Por eso podemos describir los colores usando metáforas tridimensionales en las que cada matriz de tres valores equivale a una posición en un volumen tridimensional. Los valores más extremos forman los límites de ese volumen. El conjunto de medidas que forma ese volumen es lo que se denomina un "espacio de color". Fuera de ese volumen no existe percepción de color en ese espacio.

Como cada ser humano o aparato tiene límites distintos en su percepción o reproducción del color, cada volumen o espacio de color es distinto. Unos son más grandes que otros y unos se extienden más por unas zonas a los que otros no llegan.

Pese a que los tres ejes parecen describir un cubo, los límites de ese volumen (que representa la vista del ser humano medio) son muy irregulares, ya que nuestra capacidad visual no es igual en los tres vectores (imaginarios o no).

El espacio de color máximo es aquel que describe la percepción general en condiciones normales de iluminación del ser humano promedio. Ese espacio de color es en principio el llamado Espacio de color CIE XYZ 1931.

Los espacios de  color pueden describir cómo percibe un ser o receptor los colores y cómo los reproduce un aparato.

Los espacios de color se describen en la actualidad usando perfiles de color. Sin embargo, la diferencia entre espacios de color y perfiles de color, que por estas descripciones podrían parecer iguales, es que un perfil de color incluye uno o dos espacios de color y una serie de reglas de conversiones  entre espacios de color, además de algunos datos suplementarios.

Los espacios de color actuales más asentados, usados y fiables son aquellos establecidos por CIE, que se consideran estándares internacionales. Abarcan y relacionan entre si todos los colores perceptibles por el ojo humano medio. Permiten establecer lo que se llaman "colores absolutos".

Sin embargo, incluso en estos modelos matemáticos que son los espacios de color de la CIE es dificil explicar algunos fenómenos de la visión humana (por lo que la modelización del color es aun un campo abierto).

Espacio de color publicado por la CIE en 1931 sobre la base de los primarios imaginarios X, Y y Z, derivados de las funciones de igualación del color resultantes de los experimentos de medición de las sensaciones de color desarrollados en los años 20 del siglo XX por Wright y Guild.

Este espacio, utilizado aún hoy día en, sentó las bases de la colorimetría moderna al ser el primer espacio de color en el que se podían correlacionar de forma objetiva sensaciones de color con fenómenos del mundo físico como las longitudes de onda de la luz.

Este espacio de color es un modelo matemático en el que cada valor se describe mediante una matriz de tres estímulos primarios, de ahí que sea posible describirlo mediante la metáfora de un volumen tridimensional.

Pese a que los tres ejes parecen describir un cubo, los límites de ese volumen (que representa la vista del ser humano medio) son muy irregulares, ya que nuestra capacidad visual no es igual en los tres vectores (imaginarios o no).

Con el espacio de color CIE XYZ 1931 se describen todas las percepciones que el humano promedio es capaz de percibir. Este humano ideal se denomina "Observador CIE de 2º", ya que en los experimentos sólo se midió la respuesta del color cuando los las luces llegaban a la fóvea (lo que desde el cristalino del ojo es un ángulo de dos grados).

Los tres colores primarios de este espacio de color no describen sensaciones de color reales, sino que son el resultado de transformaciones matemáticas aplicadas sobre las funciones de igualación del color originales para lograr que no hubiera valores negativos y que el segundo primario se igualase con la función de eficiencia luminosa, derivada de los experimentos que dieron lugar a este espacio.

Estas transformaciones buscaban simplificar los cálculos colorimétricos, lo que en una época en la que no existían los ordenadores era algo muy importante.

La consecuencia es que estos primarios CIE no describen colores reales sino valores imaginarios, simples modelos matemáticos creados para hacer cálculos colorimétricos.

Las limitaciones tecnológicas forzaron que la presentación de los valores colorimétricos se hiciera habitualmente con diagramas de cromaticidad bidimensionales.

Pese a la aparición de espacios de color mucho más intuitivos como CIELAB 1976, el espacio de color CIE XYZ 1931 sigue en uso.

En una conversión de color de datos de imagen entre espacios de color, el espacio de partida, en el que se hallan los datos originales.

Modelo de representación del color en el que las diferencias numéricas entre coordenadas equivalen a diferencias perceptuales iguales. Es decir: cada diferencia entre distintos puntos en modelo representa y equivale a un cambio en la percepción de la misma cuantía.

Aunque no existen espacios de color absolutamente uniformes, es costumbre referirse a los que se acercan a ese ideal como si lo fueran llamándolos "espacios de color uniformes" —cuando en realidad son pseudo uniformes.

No todos los espacios de color tienden a ese ideal y los espacios de color que representan dispositivos de reproducción (impresoras o similares) o captación (cámaras, escáneres, etc…) suelen ser particularmente irregulares.

Tabla de la energía luminosa que emite una fuente de energía luminosa (real o teórica) dividida en franjas de distintas longitudes de onda. Esa tabla se puede usar como si fuera una huella digital de cualquier fuente real.

De ese modo, de cualquier fuente luminosa real se puede derivar un iluminante (o sea: Se puede tabular su curva de distribución espectral con un instrumento especializado). Por el contrario, podemos idear iluminantes teóricos que no tengan una correspondencia en el mundo real.

Al especificar muy claramente cual debe ser la composición de la luz que emite una fuente luminosa, los iluminantes sirven para estandarizar las industrias relacionadas con la luz y el color.

Cualquier persona o empresa puede especificar sus iluminantes, pero la organización estandarizadora por excelencia es la CIE (la Comisión Internacional de la Iluminación), que ha creado series de iluminantes como las A, C, D (que forman la llamada serie D, que incluye D50 y D65) y F, por ejemplo.

En colorimetría, un color o espacio de color definido de modo que no dependa de un aparato concreto para su reproducción o percepción.

El eje dedicado a las coordenadas de la luminosidad de los tres que tiene el espacio de color CIELAB 1976. Si lo consideramos como un cubo de ejes cartesianos, es el eje vertical, siendo los otros dos a* y b*. Sus valores van de 0 a 100 en unidades enteras. 0 es el valor menos luminoso y 100 el máximo de luminosidad.

El asterisco se usa para indicar que es el espacio Lab definido por la CIE para distinguirlo de otros espacios Lab como Hunter Lab.

Una línea recta que se dibuja en el diagrama de cromaticidad entre los rojos y violetas espectrales. Todos los colores que se hayan en esta línea, salvo los de los extremos, son colores no espectrales.

No todos los colores que vulgarmente se llaman "púrpura" se hayan en esa línea ni todos los colores que se hayan en ella son "púrpura"; es por lo que la denominación es más que nada una conveniencia.

Lo que une a todos los colores en esa línea es que, al no ser colores espectrales, no se pueden formar con una sola luz con una sola longitud de onda, sino que necesitan la combinación de dos emisiones, una de la zona roja y otra violeta.

Una característica que une a los tonos de la línea del púrpura es que al estar formados por una mezcla de emisiones situadas en ambos extremos de las longitudes de onda apreciables por el ojo humano —violeta y rojo—, a las que el ojo humano es menos sensible, en general son poco brillantes.

Al dibujar diagramas de cromaticidad en tres dimensiones, la línea de los púrpuras es un plano.

La mayoría de los espacios de color aplicados a dispositivos en uso —monitores, impresoras...— no alcanzan ese plano o línea.

Forma de describir el color que amplia los espacios de color de tipo DeviceN y fue añadida en el nivel 1.6 del formato PDF, con el que se relaciona directamente.

NChannel proporciona información detallada sobre sus componentes, lo que permite a los programas más flexibilidad (y, por tanto, mayor fidelidad) en la conversión de colores, especialmente al mostrarlos en dispositivos de color compuesto como los monitores o impresoras de pruebas.

Los espacios de color NChannel disponen de un parámetro opcional llamado "atributos" (attributes) que es un diccionario (en el sentido en el que se usa esta expresión informática dentro del formato PDF) con información adicional sobre los componentes de color para que los programas puedan tratarlos adecuadamente.

Los espacios de color NChannel se identifican con el atributo "Subtipo" (subtype) “NChannel” en el diccionario de "atributos" del espacio de color DeviceN. Ese valor, si es reconocido, activa el uso de sus características extra (que son opcionales). Si el valor está vacío o es “DeviceN”, las características extra no se tiene en cuenta.

Los programas y aparatos lo bastante modernos para usar DeviceN pero no para usar el nivel 1.6 del formato PDF, simplemente ignoran los valores extra (lo que puede causar resultados no deseados o inesperados).

En el diccionario de atributos del espacio de color DeviceN, los espacios de color de tipo NChannel deben de llevar un diccionario "Colorantes" (Colorants) que describen en un espacio de color Separación (en el sentido que esta expresión tiene en el formato PDF) cada colorante de tintas directas que los componen. Esta información es mucho más completa y compleja que la disponible en un simple DeviceN. 

En ese diccionario de atributos también debe haber un diccionario "Proceso" (Process) que identifique claramente los colores de cuatricromía que intervienen en él.

Algunas restricciones que los espacios de color NChannel deben observar son:

• En su composición sólo puede intervenir un único color de cuatricromía. Los espacios de color que no sean CMYK (por ejemplo, RGB) deben seguir la secuencia de color esperada (es decir: Rojo, Verde y Azul), aunque sus componentes se llamen de otra manera.
• La definición de los colorantes de cuatricromía no debe aparecer en el diccionario "Colorantes" (Colorants) de su diccionario "Atributos" como espacio de color DeviceN (de subtipo NChannel).
• Cualquier color que aparece en él, se considera una tinta directa.

En el mencionado diccionario de "Atributos", existe además una entrada de "Indicaciones de mezcla "(MixingHints) que es un diccionario que especifica atributos opcionales de las tintas que se pueden usar cuando interactúan con otras.

Entre los atributos opcionales de información que admite NChannel en el diccionario de "Atributos" están aspectos como la ganancia de punto, el orden correcto de impresión de las separaciones resultantes, la solidez (opacidad) de la tinta, etc. 

Todos ellos son datos posibles pero no obligatorios.

Cualquiera de los dos observadores estándares teóricos establecidos por la CIE (el de dos  grados (1931) y el de diez grados (1964)).

Un documento con datos que describen de forma estandarizada un conjunto de colores llamado espacio de color. Es un elemento fundamental de la gestión de color.

Las más de las veces, los perfiles de color se usan para describir los espacios de color de aparatos concretos. Es decir: Describen cómo representan o entienden el color esos aparatos y lo hacen poniendo sus valores en relación con espacios de color "absolutos". Así, por ejemplo, un perfil de color de una impresora describe los colores que es capaz de representar esa máquina poniendo en relación los colores que forma con sus pigmentos con un espacio de color absoluto.

Los perfiles de color también sirven para describir espacios de color abstractos, es decir: Espacios de color que no describen aparatos concretos sino espacios tridimensionales de color que se usan para el tratamiento del color, como sRGB o AdobeRGB. Es lo que se llaman espacios de color independientes de los dispositivos.

La forma de crear y la estructura interna de los perfiles de color está hoy día normalizada por organismos como CIE o ICC y existen varios tipos de perfiles de color. ICC ha definido 7 tipos de perfiles de los que los más usuales son: Perfiles de entrada, perfiles de salida, perfiles de presentación (display), perfiles de espacios de color y perfiles devicelink. Los otros dos (abstractos —que no se deben confundir con los perfiles de espacios de color— y de colores con nombre (Named color profiles) son más inusuales.

En administración del color, la clase de perfiles de color que describen aparatos para la entrada de datos digitales de imagen como cámaras o escáneres (es decir: para la entrada de datos, de ahí su nombre).

Son perfiles unidireccionales. En su estructura interna sólo permiten la conversión de datos originales (usualmente en RGB) a un espacio de color absoluto independiente de los dispositivos. Un perfil de color ICC de entrada, según un resumen de Mauro Boscarol es:

• Unidireccional (desde el dispositivo original al espacio de conexión de perfiles o PCS).
• Si es RGB, puede ser de matriz (el PCS debe ser el espacio CIE XYZ) o de tabla (el PCS puede ser D50 o XYZ).
• Si es CMYK, sólo puede ser de tabla (el PCS puede ser Lab D50 o XYZ).
• Como en perfil de entrada es siempre un perfil de origen, los propósitos de conversión no desempeñan un papel y sólo hay una conversión, que se puede especificar con una tabla (de RGB o CMYK a Lab o XYZ) o con un algoritmo (perfil del matriz, desde RGB a XYZ).

En administración del color, el método para tratar los colores en general y, sobre todo, aquellos que quedan fuera de gama al hacer una conversión desde un espacio de color hasta otro. El propósito de conversión define qué hacer cuando un color del espacio de origen queda fuera del gamut del espacio del color de destino. Aunque afecta sobre todo a los colores fuera de gama, también define la estrategia que se sigue con los colores que no quedan fuera de gama, por lo que puede afectarlos.

Hay cuatro propósitos de interpretación: Perceptual, saturación, colorimétrico relativo y colorimétrico absoluto.

En administración del color, el propósito de conversión consistente en modificar sólo los tonos que no son reproducibles ajustándolos individualmente (sin tener en cuenta los demás) al más cercano que sí lo sea y adaptando también el punto blanco del espacio de origen para igualarlo al del espacio de destino. En ese sentido, los tonos resultantes se adaptan debido a esa adaptación del blanco.

Es el propósito de conversión más utilizado en artes gráficas cuando los espacios de origen y destino son razonablemente similares (de CMYK a CMYK, por ejemplo). Si la diferencia entre el espacio de color de origen y el de destino es muy grande, se producirán saltos de tonos y bandeados. Sin embargo, a diferencia del propósito de conversión perceptual, no se producen reducciones de gamut innecesarias.

En administración del color, el propósito de conversión consistente en alterar todos los colores (incluidos los que se podrían reproducir sin alteración) al convertir de un espacio de color a otro para que las relaciones de todos los tonos se mantengan y el ojo pueda compensar las diferencias generales.

Se suele usar cuando el espacio de color de destino es menor que el de origen y lo que se convierte es una imagen fotográfica de la que el ojo humano tiene unas expectativas de apariencia; es decir: que cualquier alteración de la relación de los tonos que componen la imagen se percibiría como extraño, mientras que un suave cambio general de todos los colores no se percibe ya que el ojo se adapta.

Este propósito suele reducir la saturación en general.