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Modello CIE-L*ab

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a cura di curatrice

La Commissione internazionale per l'illuminazione o Commission Internationale de l'Éclairage in sigla CIE è l'autorità internazionale sulla luce, l'illuminazione, il colore e gli spazi colori. Nacque nel 1913 come successore della Commissione internazionale di fotometria (Commission Internationale de Photométrie) ed oggi ha sede a Vienna in Austria. Wikipedia.it

I profili ICC (International Color Consortium) descrivono gli attributi di colore di un particolare dispositivo definendo una mappatura tra una sorgente ed un obbiettivo o spazio colore e uno spazio di connessione profilo (PCS). Questo PCS può essere sia uno spazio colore L*a*b* che CIE XYZ. La mappatura può essere effettuata tramite tavole, alle quali viene applicata una forma di interpolazione, oppure attraverso una serie di parametri di trasformazione. it.WEikipedia

Lo Spazio colore CIE Lab o CIELAB o CIE 1976 (L*, a*, b*) è uno spazio colore-opponente con la dimensione L per la luminosità e a e b per le dimensioni colore-opponente, basato sulle coordinate dello spazio colore non lineare compresso CIE XYZ. Le coordinate di Hunter 1948 sono quindi L, a e b.

La luminosità è calcolata usando la radice cubica della luminanza relativa. Lab include tutti i colori percepibili, perciò include completamente i gamut degli spazi colore RGB e CMYK ed è indipendente dal dispositivo che li rappresenta. Questo spazio colore è usato dal software Adobe Photoshop quando c'è bisogno di una conversione da RGB al CMYK nonché come formato di scambio tra differenti dispositivi. it.Wikipedia

Tanto questo modello (tridimensionale e non lineare) per la colorimetria (misurazione e riproduzione di colori) come per delle elaborazioni digitali e numeriche (p.es. per la televisione) è comodo e preciso, tanto è mal immaginabile.
Quindi, sin dall'inizio (quasi cento anni fa) si tentò di trovare delle semplificazioni didattiche tali da rendere più "visivo" il modello.

1.  CIE-L*ab e RGB

1.1  Le coordinate di CIE-L*ab


Per l'uso semplificato del sistema si serve di un sistema cartesiano tridimensionale.
Su un'asse a si trovano i valori per rosso (positivo) e per verde (negativo) mentre sull'asse b si trovano i valori per giallo (positivo) e per blu (negativo) Nell'intersezione si trovano i valori tra bianco e nero in funzione della luminosità sull'asse L.

Si può quindi definire ogni colore misurabile in questo spazio di colori con tre valori lab(L,a,b).


Si può immaginare questo spazio come un cubo, sul quale sono disposti i colori puri sulla superfice mentre i grigiastri si trovano all'interno.

Di fianco due modelli (ridotti all'osso) a cubo delle superfici. Possono servire a illustrare il concetto del modello.
Si basano sui punti principali angolari e assiali del cubo (34 colori "puri"), rappresentabili su uno schermo RGB.
I punti sono scelti in modo che per ogni colore c'è il suo complemento. I due colori opposti di un complemento si annegano a un grigio.

1.2  Complementi L*ab e RGB



In coordinate L*ab questo è dato se i valori a e b del complemento sono la negazione dei valori originali.

Lo schemino a sinistra elenca dei complementi degli otto principali colori L*ab puri.Si nota che le scale di luminosità dei colori come i complementi stessi variano parecchio tra RGB e CIE-L*ab. Lo schemino a destra lo spiega con l'esempio di giallo e blu nei due sistemi.

  • Il blu in RGB ha una decente tendenza al viola come si vede bene con luminosità alta.
  • Le sfumature di luminosità in RGB sono raggiunti con il lineare scurimento (nero) o chiarimento (bianco) del colore
  • Le sfumature di luminosità in L*ab sono invece connessi a delle variazioni (non lineari) di tonalità del colore tra chiaro e scuro. Si nota p.es.
    • che il giallo scurito si sposta verso il rosso e
    • che tutti blu chiariti si avvicinano al ciano
secondo le caratteristiche fisiologiche del nostro occhio.
  • Il contrasto complementare RGB è definito strettamente con la complementarità sia tonale sia di luminosità al bianco. Significa che un complemento si debba neutralizzare in un grigio medio #808080. Ma le neutralizzazioni si trovano su tutti livelli di grigio tra bianco #ffffff e nero #000000.
  • In L*ab e per i nostri occhi sono invece neutralizzanti dei colori che si compensano in tonalità (e non necessariamente in luminosità).

Tutto questo porta a una vivacità di composizioni cromatiche in L*ab non raggiungibile con i calcoli in RGB. L'occhio percepisce con grande sensibilità se i contrasti complementari sono "azzecchati" o leggermente storti.

1.3  Calcolo di complementi


Per calcolare dei complementi serve anzitutto un valore numerico di un colore.
Questo valore si conosce al solito in RGB esadecimale o decimale o percentuale, p.es.
rgb(171,205,239) oppure rgb(67%,80%,94%) oppure #abcdef

Calcolo RGB
Il complemento RGB è definito come differenza al valore di bianco (255 o 100% o #ffffff)
rgb(171,205,239) → rgb(84,50,16)
rgb(67%,80%,94%) → rgb(33%,20%,6%)
#abcdef → #543210

La differenza in esadecimale si determina sostituendo ogni cifra con la sua opposta:

↓ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
↑ f e d c b a 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
p.es. b3 → 4c

Calcolo L*ab


Il complemento L*ab è definito come valori negativi di a e b. P.es lab(80,5,-30) → lab(?,-5,30). Come valore L=? si può scegliere ogni valore tra "0" (scuro) e "100" (chiaro). Per raggiungere anche il valore della luminosità complementare si sceglie per L la differenza a 100. P.es. L=80 → Lc=20.

Esempio: #B1C7FF → lab(80,5,-30); complemento stretto: lab(20,-5,30) → #353100   con un valore (non perfettamente) grigio di #737C80   (il complemento RGB di #b1c7ff sarebbe invece #4e3800 con un valore perfettamente grigio di #808080  ).

Le conversioni RGB ←→ L*ab si basano su delle funzioni di approsssimazione (non lineari) abbastanza complessi. Le trasformazioni comportano degli errori di pochi percento il che è sufficiente per scopi artigianali.
Dei convertitori online si trovano in rete p.es. workwithcolor ma sono anche contenuti in applicazioni grafiche liberamente scaricabili come p.es. AdobePhotoshop®CS2.

2.  Un cerchio L*ab


Cerchio RGB elementare 12x1

Cerchio RGB 12x5

I cerchi cromatici servono oggi per una disposizione di colori opposti (complementari). Il modello più usato è lo cerchio RGB (red-green-blue rosso-verde-blu).

Dei cerchi elementari contengono al solito sei o dodici colori ritenuti elementari ed esattamente definiti come tonalità e luminosità. Altre tonalità, luminosità e ingrigiamenti si raggiungono per interpolazione.

In dei cerchi più sofisticati si rappresentano anche le principali luminosità


Colori angolari CIE-L*ab 4x5

Colori assiali CIE-L*ab 4x5.

Il "cerchio" elementare del CIE-L*ab è un quadrato con i colori dei quattro angoli. Le due paia sono complementari per definizione e formano un accordo quadruplo tra di loro.

Invece dei colori degli angoli si può rappresentare i colori delle due assi magenta-ciano (asse a) e giallo-blu (asse b).


Cerchio L*ab 8x5

Raggruppando i due quadrati si ottiene un cerchio ottagonale; quattro paia di complementi che rappresentano i punti cardini angolari e assiali del modello L*ab.

Si nota la grande sensibilità del nostro occhio per le tonalità tra verde e rosso e la scarsa sensibilità tra ciano e blu: si distinguono più per la luminosità che per la tonalità.

Questo modello è semplice, pratico e abbastanze fedele. I svantaggio sono la mancanza dei colori arancione e verde-giallo (importanti per la percezione dei nostri occhi), e che non si possono formare accordi triplici "puri" (questo sarebbe possibile solo con un modello a dodici (non a otto) colori.


Cerchio CIE-L*ab 12x5

Cerchio CIE-L*ab 6x7

Mi sono quindi impegnato di concepire anche una ruota CIE-L*ab a dodici colori il che non è banale come sembra per due principali motivi:

  • perché il blu RGB tende parecchio verso il rosa e
  • perché le tonalità in CIE-L*ab variano con la luminosità
  • l'aggiunta di arancione (64/128) e giallo-verde (-64/128) richiede anche l'aggiunta dei loro complementi -64/-128 e 64/-128 che si distinguono poco (per il nostro occhio) di sfumature di ciano e blu.







Accordo triplice YMC

Esempi pratici di un accordo triplice CIE-L*ab:

  • magenta M 128/-128; L=0/50/100,
  • ciano C -128/-128; L=25 e
  • giallo Y 0/-128; L=100%.

dettagli vedi ColourLovers

3.  Tavolozze CIE-L*ab

Le tavolozze mi servono

4.  Allegati

4.1  Sitografia

4.2  Bibliografia

4.3  Immagini

4.4  Impressum

Impressum

Modello CIE-L*ab CIE

Autore: pforster@nikko.ch
Peter Forster, medico naturista,
responsabile di MedPop,
terapista di tecniche corporee
Versione web:
Illustrazioni, collegamenti e cura di
Daniela Rüegg
Cc by P. Forster & D. Rüegg 3.0-it 2013

4.5  Commenti

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Page last modified on October 16, 2013, at 07:07 PM