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Saturazione cromatica

P. Forster
a cura di Daniela Rüegg

1.  Saturazione di colori


Nella teoria dei colori e in discipline correlate come la fotografia, la saturazione o purezza è l'intensità di una specifica tonalità. Una tinta molto satura ha un colore vivido e squillante; al diminuire della saturazione, il colore diventa più debole e tende al grigio. Se la saturazione viene completamente annullata, il colore si trasforma in una tonalità di grigio. Di conseguenza, per esempio, la desaturazione di una fotografia digitalizzata è una delle tecniche con cui si può trasformare un'immagine a colori in una in bianco e nero.

La saturazione è una delle tre coordinate con cui si definisce un colore nei sistemi Hue Saturation Lightness (HSL) e Hue Saturation Brightness (HSB).

La saturazione di un colore dipende dall'intensità della luce e dallo spettro di lunghezze d'onda su cui viene distribuita. Il colore puro si ottiene quando la luce è su una singola lunghezza d'onda (come nel caso del laser).

Per desaturare un colore in un sistema sottrattivo (come l'acquarello) si possono aggiungere bianco, nero, grigio, o il colore complementare. it.Wikipedia

2.  Modelli di saturazione


Spesso si rappresenta la saturazione cromatica in modelli cilindrici. I due sistemi di dimensionamento più frequenti sono:

  • HSL: Hue-Saturation-Lightness → tonalità-saturazione-luminosità
  • HSV(B): Hue-Saturation-Value-(Brightness) → tonalità-saturazione-chiarezza

I due modelli visivamente simili si distinguono nelle loro definizioni di luminosità e saturazione:

  • in HSL la saturazione S è indipendente dalla luminosità L. La luminosità si estende da 0% bianco fino a 100% bianco. Il 50% è definito al punto di saturazione massima del relativo colore. La luminosità è quindi relativa alla tonalità del colore.
  • in HSV la luminosità V si estende da 0% nero fino a 100% a massima saturazione della relativa tonalità. Le sfumature più chiare sono espresse con una saturazione aumentata. Il bianco è quindi raggiunto con luminosità V(B)=100% e saturazione S=100%.

In questo testo uso il sistema HSL, perchè mi è più congeniale.


Modello HSL

Modello HySK

Per delle operazioni con tinte pigmentose uso un modello simile a HSL, il modello HySK. Al posto della scala di tonalità H (proveniente da RGB) uso una "scala pigmentosa" Hy. Al posto della luminosità relativa L uso la "luminanza" o chiarezza assoluta K.
In questi modelli, dei tagli orizzontali attraverso il relativo cilindro mostrano come la saturazione diminuisce verso il centro del cerchio a diverse altezze (chiarezze).


Saturazioni modello HySk

Il modello HSL si distingue parecchio dal modello HySK non solo per via delle scale tonali diverse ma anche per le scale di chiarezza, una volta relativa (HSL-luminosità L) e un'altra assoluta (HySK-luminanza K).


Saturazioni modello HSL

Da osservare che solo la notazione e quindi la rappresentazione nei due modelli sono diverse. Concretamente si può definire un qualsiasi colore / tinta sia in uno che nell'altro modello ed è fattibile anche la conversione di un modello all'altro.


3.  Tavolozze di saturazione







4.  Saturazione in calcoli luminosi rgb

In notazione rgb, la saturazione di un dato colore non è esplicitamente espressa ma implicitamente contenuta.
    I calcoli di saturazione / desaturazione in rgb sono impegnativi. Per questo motivo li eseguo trasformando la notazione RGB in notazione HSL, eseguo il calcolo in HSL e poi lo ritrasformo in RGB.
    La calcolatrice di fianco permette queste operazioni a vicenda hex/rgb ⇄ saturazione S. Basta digitare un valore per hex/rgb o per saturazione e poi "tabulatore".
    Si nota che abbassando la saturazione, varia anche la luminanza in direzione K=50% → #808080.

5.  Saturazione in miscele pigmentose ryb


Concetto: Si riesce a immaginare meglio la variazione della saturazione di una miscela di due tinte, usando un modello polare come HSL:

  • sulla periferia di una ruota si trovano le tinte in una scala scelta in gradi angolari, p.es. ryb a una saturazione di 100% (=1).
  • verso il centro le tinte si "decromatizzano" fino ad arrivare a un grigio con saturazione 0%.
  • le miscele tra due tinte si possono immaginare lungo una retta tra un colore (p.es. blu H=240°) e un altro (p.es. rosso-viola H330°) con a metà la miscela 1:1.
  • La tonalità della miscela 1:1 è quindi situata sulla metà dell'arco tra le due tinte (p.es. (330+240)/2=H285°).
  • L'angolo tra i due colori è la differenza tra gli angoli dei due colori (p.es.330-240=90°)
  • La saturazione (tra il centro della ruota e la metà della secante tra i due colori) è il coseno della metà dell'angolo tra i due colori (p.es cos(90/2 = cos45° = 0.71*100 = 71%).

Tanto per capire il concetto. In realtà è un pò più complicato, in quanto le saturazioni sono raramente tutte due a 100%.


Saturazione pigmentosa
Saturazione pigmentosa
 Ha  Hb
 Hi  Hm

 Sa  Sb
 Si              
Cc by P. Forster 3.0-it
Per risolvere questo compito in generale bisogna determinare l'intersezione tra:
  • la linea che passa tra le due saturazioni Sa e Sb
  • il raggio medio tra le due tonalità Hm
Per farlo occorre trasformare i punti che determinano le due rette (Sa-Sb, Hm) in due equazioni funzionali del tipo
y = m×x + b. Dove le due equazioni sono uguali, si trova il punto di intersezione (incrocio) Sm.

Non intendo farvi soffermare sui relativi dettagli. La calcolatrice di fianco permette di eseguire i calcoli senza fatica.

Esempio: tonalità Ha→60°, tonalità Hb→110°, saturazione Sa→80%, saturazione Sb→35%. Digitando questi dati nelle apposite caselle (seguito da tabulatore) risulta Sm=44%

Il metodo ha inoltre il vantaggio che è facile sostituire la tonalità media Hm con qualsiasi tonalità Hi situata tra Ha e Hb. Diventa comodo se si usano calcolatrici per gradienti di miscele.
La calcolatrice è fatta in modo che parte con Hi=Hm, Sa=100%, Sb=100%. Ogni modifica di uno dei tre dati cambia il calcolo e il risultato.

6.  Annessi

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6.1  Commenti

alla pagina: Convertitori cromatici. Se non c'è una relativa casella, cliccare sul titolo.

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