VISIÓN DEL COLOR (I): APARIENCIA DEL COLOR -...

1.- Introducción

3.- Adaptación cromática

4.- Estimación visual del color de superficies

ObjetivosObjetivos:: Caracterizar el color de los objetos en su contextoCaracterizar el color de los objetos en su contexto

VISIÓN DEL COLOR (I): APARIENCIA DEL COLOR

Juan Luis NievesDpto. Óptica. Fac. CienciasUniversidad de Granada18071-Granada (SPAIN)e-mail: [email protected]

2.- Bases psicofísicas de la visión del color

Apéndice

1.- Introducción

El color es una de las características El color es una de las características “salientes” más importantes de la “salientes” más importantes de la sensación visual …sensación visual …


…… junto con las características junto con las características espaciales (forma, textura, bordes)espaciales (forma, textura, bordes)y temporalesy temporales




Apéndice


1.- Introducción

¿Qué hace posible la visión del color? …2.- Bases psicofísicas de la visión del color



Apéndice

... el SVH que elabora la imagen 2-D y genera la sensación visual última.


1.- Introducción

¿Qué hace posible la visión del color? …2.- Bases psicofísicas de la visión del color



Apéndice


1.- Introducción… y ¿qué ventajas puede reportar?




Apéndice

1.- Introducción


… y ¿qué ventajas puede reportar?2.- Bases psicofísicas de la visión del color




1.- Introducción… y ¿qué ventajas puede reportar?



Protán

Tritán


Apéndice

1.- Introducción

Atributo perceptivo ligado a los objetos (luz reflejada por ellos que entra en el ojo) o a la luz

COLOR PERCIBIDO (CIE 1970)

Aspecto de la percepción visual mediante el cual un observador puede distinguir diferencias entre dos campos del mismo tamaño, forma y textura basándose en las diferencias en la composición espectral de las radiaciones relacionadas con la observación.



2.1. Definición de estímulo de color2.1. Definición de estímulo de color



Apéndice

1.- Introducción


Atributos que caracterizan al Atributos que caracterizan al estímulo de colorestímulo de color2.- Bases

psicofísicas de la visión del color

Tono

Croma

Claridad

Obj

etos

Luce

s

Tono Saturación Luminosidad


I14.- Estimación visual del color de superficies

Apéndice

I2

I3

I4


1.- Introducción

Tono: Longitud de onda dominante

Saturación: Pureza colorimétrica

Luminosidad: Luminancia del estímulo

E(λ)

λ

s1

s2

2.1. Definición de estímulo de color2.1. Definición de estímulo de color2.- Bases psicofísicas de la visión del color


I14.- Estimación visual del color de superficies

Apéndice

I2

I3

I4


1.- Introducción2.2.2.2. Carácter Carácter tricromáticotricromático de la visión del colorde la visión del color


Luz Test

Mezcla de primarios

Q = w1 P1 + w2 P2 + w3 P3



Apéndice




BGRBb

BGRGg

BGRRr

++=

++=

++=

1=++ bgr

Cubo de colorPlano de CromaticidadEl mismo color, diferenteluminosidad



Apéndice




y

whitered

green

blue

x

780

380

520

600

560

500

490

y

whitered

green

blue

x

780

380

520

600

560

500

490

y

whitered

green

blue

x

780

380

520

600

560

500

490 whitered

green

blue

x

780

380

520

600

560

500

490



Ir a:

Efectos Cromáticos

Apéndice


1.- Introducción



Adaptación Adaptación cromática y cromática y contextocontexto


Apéndice


1.- Introducción



Adaptación Adaptación cromática y cromática y

contextocontexto


Apéndice


1.- Introducción

3.1. Definición de AC3.1. Definición de AC2.- Bases psicofísicas de la visión del color


Proceso por el cual el SVH cambia la sensibilidad de los Proceso por el cual el SVH cambia la sensibilidad de los mecanismos fotorreceptores como consecuencia de un mecanismos fotorreceptores como consecuencia de un cambio en la composición espectral de la luz observada.cambio en la composición espectral de la luz observada.


Apéndice

Proceso sensorial, caso particular de adaptación luminosa


1.- Introducción

Contraste simultáneoContraste simultáneo



Proceso de ...

Activación fotoquímico + proceso neuronal


Apéndice


1.- Introducción

Contraste sucesivoContraste sucesivo



Proceso de ...



Apéndice

Igualaciones simétricas o asimétricas


1.- Introducción

3.2. Teorías sobre la Adaptación Cromática3.2. Teorías sobre la Adaptación Cromática



Proceso de ...


Psicofísicamente se basan en experiencias de igualación de color3.- Adaptación

cromática

Apéndice

Q1 ≡ Q2c

Q1 Q2

A

Simétricas

( , , ; ) ( , , ; )i iX Y Z A X Y Z Aψ ψ ′=


1.- Introducción




Proceso de ...


Psicofísicamente se basan en experiencias de igualación de color

Asimétricas

Haploscópicas

A’


Q1 ≡ Q2c

Q1

A

Q2

A’Apéndice

( , , ; ) ( ', ', '; ')T

i iX Y Z A X Y Z Aψ ψ≡


1.- Introducción




Proceso de ...


Psicofísicamente se basan en experiencias de igualación de color

Q1

A

tQ2

A’


Asimétricas por Memoria

Q1 ≡ Q2c

Apéndice

( , , ; ) ( ', ', '; ')T

i iX Y Z A X Y Z Aψ ψ≡


1.- Introducción

3.2. Teorías sobre la Adaptación Cromática3.2. Teorías sobre la Adaptación Cromática2.- Bases psicofísicas de la visión del color


Q1

A

tQ2

A’


Q1 ≡ Q2c

Transformación lineal que relaciona los XYZ respectivos bajo A y A’Q1

A

Q2

A’

( )''''

AA

X XY T YZ Z

⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎜ ⎟ ⎜ ⎟=⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠

Apéndice

Hipótesis lineales y no lineales para la resolución del problema


1.- Introducción

Ley de los coeficientes de Ley de los coeficientes de VonVon KriesKries (1905)(1905)2.- Bases psicofísicas de la visión del color



“Las diferentes adaptaciones de un área retiniana en particular modifican las sensibilidades de los mecanismos fotorreceptores de forma inveresa con la intensidad con la que son estimulados.”

Base en la fotoquímica de la visión…

dependencia con el fotopigmentosin estimular

' ' ' S

L

M

S

L k LM k MS k

===

( ), , L M Sk k k

Intensidades relativas de

activación

Apéndice


1.- Introducción




… de acuerdo con el esquema de igualaciones asimétricas resultará que:



'

'

'

' ' ' '

AL A L

AM A M

AS A S

A Ak L k L

k M k Mk S k S

→===

Apéndice

0.15514 0.54321 0.032860.15514 0.45684 0.03286

L X Y ZM X Y ZS Z

= + −= − + +=

Y dado que:


1.- Introducción




… de acuerdo con el esquema de igualaciones asimétricas resultará que:



( ) ( )( )1'

'''

AA

X XY T K T YZ Z

−⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎜ ⎟ ⎜ ⎟=⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠

Apéndice

Matriz de coeficientes Von Kries

( )'

''

'

0 0

0 0

0 0

AL

A L

AMAA

A M

AS

A S

kk

kKk

kk

⎛ ⎞⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟

= ⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠


1.- Introducción

4.1. 4.1. Descripción analítica de la “señal de color”Descripción analítica de la “señal de color”2.- Bases psicofísicas de la visión del color



Apéndice

LuzE(λ)

Luz reflejada

Receptor (ojo, cámara, etc.)

E(λ) S(λ) =C(λ)

ObjetosS(λ)

““La diversidad del color tiene su La diversidad del color tiene su origen en la diversidad de origen en la diversidad de superficies que absorben la luz”superficies que absorben la luz”

1.- Introducción



Apéndice


Ambigüedad en el color de las superficiesAmbigüedad en el color de las superficies

CC

T =

276

0KC

CT

= 5

190K

Lámpara de incandescencia

Luz-día

¿?¿?


1.- Introducción




Apéndice

Luz reflejada


4.2. Iluminantes4.2. Iluminantes

LuzE(λ)

ObjetosS(λ)

E(λ) S(λ) =C(λ)


1.- Introducción




Apéndice

E(λ)

λ

Poco “contenido” en color

E(λ)

λ

Luz cuasi-monocromática(color saturado)

λ

E(λ)

Distribución espectral de potencia


1.- Introducción



Apéndice


Cuerpo negro

Luz fluorescente

CCT = 6200KCCT = 2600K

La composición espectral de las lucespuede ser descrita mediante la Temperatura Correlacionada de Color(CCT), medida en Kelvin (K).


1.- Introducción




Apéndice

LuzE(λ)

Luz reflejada


4.3. Reflectancias 4.3. Reflectancias : reflectancia : reflectancia especularespecular y y difusadifusa

ObjetosS(λ)

E(λ) S(λ) =C(λ)


1.- Introducción




Apéndice


1.- Introducción




Luz reflejada en la superficie Le(λ) (color de la fuente)

Luz reflejada en la superficie Le(λ) (color de la fuente)

Luz reflejada por el material Ld(λ) (color del objeto)

Luz reflejada por el material Ld(λ) (color del objeto)Luz

incidente E(λ)

Superficie

Absorción Scattering PigmentoAbsorción Scattering PigmentoAbsorción Scattering Pigmento

)()()( λλλ de LLL +=

)()( )( )( λλβλαλ SEEL +=

)()()( λλλ de LLL +=

)()( )( )( λλβλαλ SEEL +=

4.3. Reflectancias: reflectancia 4.3. Reflectancias: reflectancia especularespecular y y difusadifusa

Apéndice


1.- Introducción




Apéndice


1.- Introducción




Apéndice

LuzE(λ)

Luz reflejada


4.4. Receptor4.4. Receptor

ObjetosS(λ)

E(λ) S(λ) =C(λ)


1.- Introducción




ObservadorObservador / Sensor/ Sensor

Respuesta del ojo Respuesta de una cámara

Apéndice


1.- Introducción

2.- Bases psicofísicas de la visión del color La apariencia del color de los objetos puede variar

dramáticamente dependiendo de las condiciones de iluminación,



Apéndice

CC

T =

2760

KC

CT

= 51

90K

Lámpara de incandescencia

Luz-día

4.5. 4.5. FenómenoFenómeno de la de la constanciaconstancia del del colorcolor


1.- Introducción



Apéndice


Señal de color: C(λ) =E(λ) S(λ)

... pero el SVH estabiliza la apariencia del color de los objetos a pesar del cambio de iluminación ⇒ efecto perceptual

☺☺


La apariencia del color de los objetos puede variar dramáticamente dependiendo de las condiciones de iluminación,


1.- Introducción



Apéndice


“Un observador o sistema de visión presenta una constancia del color perfecta cuando la apariencia del color asignada a un elemento de superficie por dicho sistema queda completamente determinada por las propiedades espectrales locales de dicha superficie”



1.- Introducción



Apéndice


Daylight

Objeto aislado versus objeto en su contexto


1.- Introducción

2.- Bases psicofísicas de la visión del color Objeto aislado versus objeto en su contexto3.- Adaptación cromática


Apéndice


1.- Introducción

2.- Bases psicofísicas de la visión del color Claramente la constancia del color parece que no

es posible, dada la ambigüedad en la señal de entrada (señal de color) a todo sistema de visión.


Apéndice


-Necesidad de evaluar el grado de constancia del color del SVH;

-Necesidad de evaluar y caracterizar los “entornos” o escenas en los que el SVH experimenta la constancia del color: luces, superficies, sombras, etc.;


1.- Introducción




…… pero entonces ¿qué hace el sistema visual humano?pero entonces ¿qué hace el sistema visual humano?

Los algoritmos computacionales estiman distribuciones de potencia espectral y funciones de reflectancia, el SVH realiza juicios psicofísicos.

Mecanismos de apariencia del color: ],...,,[ 21xy

Wxyxyxy µµµµ =

)( xyxy ρτµ Σ=

33: ℜ→ℜΣτEfecto neto de todas las transformaciones Σ realizadas por el SVH sobre la información retiniana en (x,y)

Apéndice


1.- Introducción


3.- Adaptación cromática Ley de los coeficientes de Von Kries:4.- Estimación visual del color de superficies

),,( , 321 πππρµ diagDD xyxy ==

La adaptación de un área retiniana en particular modifica la sensibilidad espectral de los mecanismos fotorreceptores de forma inversa con la intensidad con la que son estimulados.

1,2,3)(k , 1== Σ

k

xyk ρ

π

…… pero entonces ¿qué hace el sistema visual humano?pero entonces ¿qué hace el sistema visual humano?

Apéndice

1.- Introducción


Experiencias de Edwin H. Land

Fundador de Polaroid;

Estudia y analiza cómo el color percibido puede depender no sólodel espectro reflejado sinotambién del reflejado por losobjetos del entorno;

La reflectancia relativa es másimportante que el valor absolutode la misma;

…… pero entonces ¿qué hace el sistema visual humano?pero entonces ¿qué hace el sistema visual humano?2.- Bases psicofísicas de la visión del color



Apéndice


Luz blanca

630 nm 530 nm 450 nm

Lectura: (1; 0.3; 0,3)

Luz coloreada

?

Lectura: (1; 0,3; 0,3)

“rojo”

“azul”(0,3; 0,3; 1)


Luz blanca

630 nm 530 nm 450 nm

Lectura: (1; 0,3; 0,3)

“rojo”

“azul”(0,3; 0,3; 1)

Lectura: (1; 0.3; 0,3)

Luz coloreada

¡¡AZUL!!


1.- Introducción



Apéndice


¿Hacia dónde?¿Hacia dónde?

Definición de colectividades particulares de objetos y escenas en las que un sistema de visión alcance cierto grado de constancia del color

-Modelización del entorno 3D,-Estimación del “color intrínseco” de los objetos.

Color percibido ~ propiedades de las superficies

Entorno ideal


1.- Introducción




¿Hacia dónde?¿Hacia dónde?

Apéndice

MÉTODO:Igualaciones asimétricas de color

Evaluación de señales de 2ª etapa (R-G e Y-B) bajo diferentes cambios de iluminante.

xyetee

xyt

xyetete

xyt

YbYB

RGaRG

B

+=

+=

β

α

Iluminante A

Iluminante D65

Iluminante 10000K


1.- Introducción

Apéndice: Efectos cromáticosApéndice: Efectos cromáticos2.- Bases psicofísicas de la visión del color



Tono: Longitud de onda dominante

Saturación: Pureza colorimétrica

Luminosidad: Luminancia del estímulo

Ponen de manifiesto la compleja interrelación entre los atributos psicológicos del color.

Apéndice

Efecto Efecto BezoldBezold--BrückeBrücke

Efecto Efecto AbneyAbney

Efecto Efecto StilesStiles--CrawfordCrawford de 2ª especie de 2ª especie

Efecto Efecto HelmholtzHelmholtz--KohlraushKohlraush


1.- Introducción

(A) Efecto (A) Efecto BezoldBezold--BrükeBrüke2.- Bases psicofísicas de la visión del color

Modificación del tono al variar la luminancia del estímulo.



Apéndice: Apéndice: Efectos Efectos cromáticoscromáticos

Qλ0 Qλv

1000 td 100 td

Q0 ≡ Qv

tono

∆λ=0Tonos únicos

Apéndice


1.- Introducción

(B) Efecto (B) Efecto AbneyAbney2.- Bases psicofísicas de la visión del color

Modificación del tono de un estímulo monocromático o púrpura al decrecer progresivamente su pureza colorimétrica por adición de estímulo acromático.




y

whitered

green

blue

x

780

380

520

600

560

500

490

y

whitered

green

blue

x

780

380

520

600

560

500

490

y

whitered

green

blue

x

780

380

520

600

560

500

490 whitered

green

blue

x

780

380

520

600

560

500

490

Apéndice

CW

y y ypy y yλ λ

λ

−=

−


1.- Introducción

(C) Efecto (C) Efecto StilesStiles--CrawfordCrawford 2ª especie2ª especie2.- Bases psicofísicas de la visión del color

Modificación del tono aparente de un estímulo al variar el punto de incidencia de la luz en la pupila.4.- Estimación visual

del color de superficies


Apéndice: Apéndice: Efectos Efectos cromáticoscromáticos Incidencia

normal en fóveaIncidencia

oblicua de 10º en fóvea

Apéndice


1.- Introducción

(D) Efecto (D) Efecto HelmoltzHelmoltz--KohlrauschKohlrausch2.- Bases psicofísicas de la visión del color

Modificación de la luminosidad aparente de un estímulo al variar la cromaticidad del mismo en una igualación a igualdad de luminancia.4.- Estimación visual

del color de superficies



Acromático de referencia

QAC QCR

QAC ≡ QCR

luminosidad

1AC

CR

LL

≥

Apéndice

VISIÓN DEL COLOR (I): APARIENCIA DEL COLOR -...

Documents

Transcript of VISIÓN DEL COLOR (I): APARIENCIA DEL COLOR -...