Espacio de color

Modelo matemático para reproducir y predecir la percepción del color de los seres humanos. Es una herramienta fundamental de la colorimetría.

Como la percepción 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 con una matriz de tres valores, cada una correspondiente a un grupo de receptores (directa o indirectamente).

Para facilitar la comprensión de las relaciones entre las distintas sensaciones de color, es corriente describir los conjuntos de datos como si cada triplete de valores fuera un punto en un espacio tridimensional, donde caja conjunto de estimulos forma un eje y los valores más elevados forman el exterior de un volumen tridimensional, más allá del cual no hay percepción del color.

Esa metáfora tridimensional y los datos y reglas que lo forman son lo que se llama "espacio de color". Cada ser humano y cada aparato capaz de reproducir o captar el color tiene su propio espacio de color. Los que consiguen valores más elevados son más amplios, ya que el volumen que dibujan es más grande tridimensionalmente; eso quiere decir que son capaces de captar o reproducir más sensaciones de color distintas.

Si el espacio tridimensional dibujado está formado por tres planos rectos situados perpendicularmente, el espacio es un espacio de color cartesiano. Ese es el, por ejemplo del Espacio de color CIE XYZ 1931. Los tres ejes usan la misma escala y las mismas unidades.

En algunos espacios de color, como CIELCH, la metáfora visual se hace empleando la misma escala lineal para dos ejes y una circular (en grados angulares) para el tercero. El resultado es un espacio cilíndrico.

Los sistemas de coordenadas cartesianas y cilíndricas son los más usuales pero nada impide, si queremos usar otros sistemas de representación visual. Lo importante es recordar que esa representación tridimensional es siempre una metáfora de las relaciones entre matrices de tres valores para facilitar su manipulación y comprensión.

Sea cual sea el sistema de coordenadas elegido, no todos los puntos posibles están ocupados. Los espacios de color suelen formar volúmenes irregulares, con márgenes más amplios en algunas zonas que en otras. 

Los espacios de color actuales más usados son los establecidos por CIE, que se consideran estándares internacionales que definen los colores perceptibles por el ser humano medio.

La diferencia entre espacios de color y perfiles de color es que un perfil de color incluye normalmente más de un espacio de color y reglas de conversiones entre esos espacios de color (además de algunos datos suplementarios).

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 de coordenadas cartesianas.

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.

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.

En el Espacio de color L*C*h*, el eje que indica la variación en el tono (hue) de la sensación de color. Al ser un espacio tridimensional cilíndrico, este eje es un valor angular en grados de 0º (incluido) a 360º (excluido). Los valores se incrementan en la dirección de las agujas del reloj.

Conceptualmente es una rueda de color.

Los otros dos ejes son L*, para la luminosidad y C* para la intensidad del color (chroma).

El eje vertical de los tres que tienen los espacios de color CIELAB 1976 y CIELCH. Si los consideramos como un cubo de ejes cartesianos (CIELAB) o un cilindro (CIELCH), es el eje vertical, dedicado a las coordenadas de la luminosidad.

Sus valores van de 0 a 100 en unidades enteras. "0" es el valor menos luminoso y "100" el máximo de luminosidad. No tiene valores negativos.

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.

Forma de describir el color que amplía 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.

1. Forma abreviada de "Separación de colores".

2. La forma más antigua de describir los colores directos en el formato de archivo PDF (desde su nivel 1.2). Un espacio de color separación define un único colorante que debe generar su propia plancha con separación de color.

   En estos espacios el colorante se aplica con una intensidad o proporción denominada "matiz" (tint), con la que se controla su aplicación: Los valores posibles van de matiz "0,0" (ausencia total de colorante) a "1,0" (aplicación al 100%). Los elementos de un PDF con con un espacio de color separación sólo pueden usar ese único colorante (no se mezclan).

   

   En un espacio de color separación, el parámetro "Nombre" (name) sirve para definir el colorante usado y puede ser cualquiera excepto dos: "All" (en español color "Registro"), que está reservado a un color especial para manchar al 100% en todas las planchas o canales del documento, y "None"(en español color "Ninguno"), que está reservado a un color que no produce salida impresa. El comportamiento de ambos colores es especial.

Junto con Y y Z, uno de los tres colores primarios imaginarios o valores triestímulos definidos por CIE en 1931 para el Espacio de color CIE XYZ 1931.

Espacio de color que se obtiene de la transformación bidimensional del Espacio de color CIE 1931 XYZ, dejando sólo dos ejes ("X" e "y") como coordenadas cartesianas mientras que el eje "Y", equivalente a curva de eficiencia luminosa de la visión, se deja en un valor igual a 1.

Las fórmulas para esta transformación son:

x = X/(X+Y+Z)
y = Y/(X+Y+Z)
Y = Y

El objeto de esta transformación es poder tratar los datos de XYZ en sólo dos dimensiones para gráficos como el clásico diagrama de cromaticidad, lo que antes de la llegada de los ordenadores personales con capacidad para tratar y presentar datos en 3D tenía todo el sentido del mundo. Por eso hoy día es menos relevante.