Color

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Contenido

[editar] General

Color : Artículo wikipedia.

Optics  : Sobre la óptica en la wikipedia.

SIGGRAPH 2010 Course: Color Enhancement and Rendering in Film and Game Production

[editar] Black Body

Empezamos estudiando la emision de un black body, que emite un espectro generado por la ley de plank. Un cuerpo negro sólo emite, no refleja nada, y emite una energía dependiendo de su temperatura. Según se calienta, emite más energía. Esto es importante porque podemos generar un espectro continuo de forma procedural dependiendo de una temperatura, sin depender de tablas ni datos capturados. El material que más se parece al Black Body es el tungsteno, que se encuentra en las bombillas tradicionales.

Nota : podemos ver que se multiplica, o no por el valor de \pi\,\!. Segun queramos power o radiancia. Si sampleamos, queremos radiancia, asi que dividiremos por \pi\,\!.

[editar] Radiometría

Es muy importante conocer qué son las distintas medidas de energía, ya que al realizar los cálculos, todo depende de qué datos estamos trabajando.

Si tenemos un objeto caliente (por ejemplo, una plancha de acero) durante todo el día en una habitación, emite una cantidad de Radiant energy, que es el calor total. Si consideramos sólo una fracción de tiempo, tenemos Radiant flux. Si medimos sólo una fracción del area, tenemos el calor por unidad de area, que se emite en todas las direcciones (dentro de ese area), es la Irradiance. Si en vez de considerar el calor que se emite en una unidad de área, en todas las direcciones, consideramos el calor que se emite en una dirección (con ángulo de apertura infinítamente pequeño) tenemos Radiant intensity. Por ejemplo, las point lights emiten Radiant intensity, y no irradiance (ya que no tienen area). El calor que se emite en un área infinítamente pequeña, en una dirección infinítamente pequeña, es Radiance, y es lo que normalmente transporta un rayo de raytracing.

Las unidades de energía se miden por Power spectrum longitud de onda.

Radiometry and photometry FAQ

[editar] Fotometría

Ese calor, se emite en multitud de longitudes de onda. Si tomamos esa distribución espectral, e integramos el color, tenemos la luminancia, que es lo que al final guardamos en el pixel: 2 valores de luminancia, uno por cada curva CIE RGB 1931. Esto es muy importante. La fotometría mide la respuesta de un sensor al calor.

Así, la radiometría y la fotometría tienen unidades equivalentes:

  • Luminance = Radiance
  • Luminous flux = radiant flux
  • Luminous intensity = Radiant intensity

Muchos de los problemas que encontraremos al leer los enlaces es que los lumen son medidas usadas en la industria de bombillas. Si vamos a comprar una bombilla, tendremos que buscar la de mayor lumens (no la de mayor consumo). Como son muy usadas en luces, monitores, etc, hay mucha documentación confusa con todo esto.

funcion de respuesta al ojo en la wikipedia.

Es importante saber que en CIE XYZ, la Y es equivalente a la Luminosity function estandard. Esto se ve porque el valor maximo de Y es 1 en 555.

fotometria : sobre fotometría en la wikipedia.

Lux La pelicula guarda Lux/second (how many lumes per area in a second)

que es un lumen

que es un lumen, english

En "Color/MIL HDBK" esta el Military Standarization Handbook escaneado de apuntes sobre radiometria y fotometria.

[editar] White Point and Illuminants

El white point juega un papel clave al pasar de xyz a rgb. Es importante escalar los valores para que esa correccion se produzca bien y el blanco salga en su sitio. Normalmente va en la matriz de transformacion. Un buen ejemplo de como aplicarlo es este codigo.

Tambien tenemos el iluminador, que es la luz estandard que usaremos como "blanco", al medir algo que sera reflectividad. Las unidades son relative spectral power distribution, esto es, que esta normalizado para que en 560nm, tengamos un valor de 100.

Podemos generar un iluminador estandard segun una temperatura con esta formula:

[editar] Definicion de Emisor

  • Chromacity + Luminance

Chormacity: RGB or CCT (correlated color temperature)

Luminance :

a) Watts (arround 40) / Eficciency (like 17.6%)

lm = Watts * Efficciency (eficciency max is 683.002) para una point light (sin area) 1cd = 4Pi lm

b) Luminance

- Luminous Power / Luminous Flux : lumen (= cd·sr) Es la intensidad total de la luz, independientemente de su area.

- Illuminance : lux (= lm/m2). Es la luz por unidad de area. Util si escalamos.

- Luminous intensity : candela (= lm/sr)

- Luminance : cd/m2

   * Luminance (photometric) and radiance (radiometric)
   * Luminous flux (photometric) and radiant flux (radiometric)
   * Luminous intensity (photometric) and radiant intensity (radiometric)
  • Temperature

Blackbody radiation (chromacity + luminance)

  • File

Specify

[editar] XYZ to RGB

Segun los valures de cromacidad y el whitepoint, construimos una matriz. Ver este tutorial de ejemplo.

El el codigo fuente tenemos varios ejemplos de cromacidades y puntos blancos.

Otro excelente ejemplo, con codigo matlab.

Espacios de color conocidos es el sRGB que usa el Rec709.

En CIE : iluminant xyY -> 0.3101 0.3161 100

[editar] RGB to Spectrum

smits also provides code; see this: http://www.cs.utah.edu/vissim/papers/sunsky/code/RiToSpectrum.C

you convert from XYZ to xyY (a very simple conversion), then feed it into that method.

  • [2] An RGB to Spectrum Conversion for Reflectances
  • RGB-to-spectrum paper de smits sobre como definir colores para materiales, metodo lineal mas rapido pero con mas error al hacer rgb->spectrum->rgb


[editar] Gamut Mapping

tutorial sobre gamut mapping

Color gamut mapping and the printing of digital color images

Importante, al normalizar el color, si normalizo a x = x/(x+y+z), el blanco esta a 0.33!! hay que despues normalizar para que Y = 1.0, haciendo y= white/y;

simple tone mapper

[editar] Espacios de Color

CIE 1931 Color Space CIE 1931 Color Space

En este enlace tenemos una aplicacion javascript para las transformaciones de color online. Ideal para testear.

En este enlace podemos hacer conversiones rapidas entre distintos espacios de color. Muy util para testear, ya que trae casi todos los espacios que se manejan hoy en dia.

Este enlace tiene las matrices para las distintas transformaciones de espacio de color 3D.

Codigo de ejemplo para pasar de espectro a rgb, pasando por XYZ y teniendo cuidado de tratar correctamente el XYZ.

Ejemplos de codigo y tratamiento del color.

Bibliografia general sobre el color

[editar] CIE Rec. 709

Es la recomendacion para Internet Color, y usado en el sRGB

El white point D65 es para el CIE 31.

xRed    yRed    xGreen  yGreen  xBlue  yBlue    White point                       Gamma
0.64,   0.33,   0.30,   0.60,   0.15,   0.06,   IlluminantD65 (0.3127 0.32902 ) ,  GAMMA_REC709

mas info sobre el tema

[editar] Percepción de Color

Nuestro ojo no ve el color como un valor absoluto. El color se mide con respecto a lo que tiene alrededor. Por eso muchas veces tenemos "efectos ópticos" donde cosas que parecen oscuras, se ven claras cuando cambiamos el fondo.

Percepcion-background.jpg

EL primer intento de medir esto es el experimento LUTCHI, donde se miden diferencias de color con distintos fondos. Hay algoritmos que tienen en cuenta este tipo de algoritmos, la percepción del color (Color appearance models), y permiten aclarar mejor las zonas quemadas, al igual que hace nuestro ojo.

  • Espacio de color LMS : Long /Medium /Short, que se basa en la respuesta de los conos de la retina. Importante para los modelos de color basados en percepción.
  • CIECAM02 : espacio de color que se adapta según los colores de contraste alrededor del punto.
  • CIECAM02 Plug-in : permite jugar y aplicar los espacios de color en imágenes desde photoshop.

[editar] Perfiles de Color

[editar] Trabajar con Perfiles de Color (Photoshop,Fotografía,etc...)

  • sRGB vs. ADOBE RGB 1998 : Excelente comparativa que nos muestra porqué más gamut puede generar bandas en la imagen.
  • Work with Adobe RGB : Problemas que surgen al usar Adobe RGB de más gamut en imágenes que se ven en internet.
  • Save for Web... : Completa guía que nos explica cómo grabar una imagen para que el perfil de color vaya aplicado cuando la abrimos en el navegador web.
  • calibrar el monitor : completa guía con datos para generar las matrices de color de tu monitor.
  • webminarios de x-rite sobre la gestión de color, calibradores, etc.

[editar] Tarjetas de color

Herramientas personales