O que é um espaço de cor, então?

Um espaço de cor nada mais é do que um modelo matemático usado para descrever cada cor a partir de fórmulas. É certo que ainda existem muitos outros espaços de cor, porém aqui só alguns serão abordados. Além do RGB e do CMYK já comentados, o HSB, o HSL e o CIE-Lab são os maisimportantes atualmente.

HSB e HSL

Esses dois espaços de cor são muito parecidos, até por serem menos utilizados. A diferença só existe no último valor de cada cor. HSB é sigla para Hue-Saturation-Brightness (matiz-saturação-brilho) e HSL significa Hue-Saturation-Luminance(matiz-saturação-luminância). Ambos são referências de cor para imagens em cor-luz. A diferença entre ambos é que o brilho de qualquer tonalidade pura é igual ao brilho do branco puro (HSB), enquanto a luminância de qualquer cor pura equivale à luminância de um cinza médio (HSL). Este segundo espaço de cor é mais utilizado por fotógrafos usando equipamento digital.

RGB

O espaço de cor utilizado em todas as telas LCD (Liquid Crystal Display – mostrador de cristal líquido) ou de CRT (Catodic Ray Tube – tudo de raios catódicos) usados em monitores dos mais diversos tipos. Forma as suas cores a partir da adição de matizes em escalas de 0-255. Por exemplo, para que seu monitor crie uma cor vermelha, a placa de vídeo transfere a informação 255,0,0 para os pixels que devem ser vermelhos. Para o branco, a placa manda um sinal 255,255,255. Ao somar todas as cores primárias em seu valor máximo, o monitor atinge o branco. No outro extremo, para sintetizar o preto, o sinal recebido pelos pixels é 0,0,0.

CMYK

Principal espaço de cor para impressão. Dele derivaram-se outros modos, usando mais do que quatro pigmentos, porém por questões de custo estes ainda não são tão difundidos, mesmo tendo melhor qualidade de cor. A impressora jato de tinta mais simples e as grandes impressoras gráficas, todas criam suas cores a partir da subtração de matizes por cobertura.

Para se obter um vermelho vivo, por exemplo, é necessário cobrir o papel a ser impresso com 100% de densidade de magenta, e 100% de densidade de amarelo. Essas duas primárias-pigmento combinadas geram o vermelho. Quando se coloca 100% de ciano, magenta e amarelo numa mesma área, em teoria deveria obter-se o preto. Porém, devido às características das tintas utilizadas, consegue-se apenas um cinza médio. Por isso o CMYK ainda conta com um pigmento de reforço K, preto, para obtenção dessa cor real. O branco em CMYK é obtido pela não aplicação de pigmentos.

CIE-Lab

Nenhum dos espaços de cor mencionados neste artigo consegue reproduzir todas as cores existentes no espectro visível, porém o CIE-Lab é o que chega mais próximo disso. Também é o principal espaço de cor puramente matemático e, portanto independente de dispositivos.

Fruto de pesquisas da Comissão Internacional em Iluminação (Commission Internationale dEclairage, daí o CIE da sigla), este espaço de cor trabalha com três canais diferentes. O canal L (que varia de 0-preto a 100-branco), que guarda as informações de luminosidade de uma cena, e os canais a e b comportam a informação de cor. Em a, valores positivos indicam magenta e negativos verde, enquanto em b, valores positivos indicam azul e negativos amarelo.

Ilusão de optica

É mesmo verdade, experimentem...

Delta E

Os espectrofotômetros detectam todos os comprimentos de onda entre 385 e 720 nanômetros, assim como a visão humana. Cada cor é formada por uma mistura de diferentes estímulos de comprimentos de onda diferentes e o sistema numérico é a maneira de uniformizar e quantificar qualquer amostra de cor, inequivocamente. Quando temos duas cores e desejamos compará-las, o conceito utilizado é da distância entre dois pontos no espaço: a raiz quadrada da soma dos quadrados das diferenças em cada eixo, também chamada de Delta E. Diferenças entre duas cores de Delta E menor que 2 são quase imperceptíveis e até 5 são toleráveis nos processos gráficos. Acima de 10 o Delta E passa a ser gritante e percebemos que são cores diferentes.

Histogramas

Compreender o que são, como funcionam e se familiarizar com os histogramas são provavelmente os passos mais importantes para trabalhar com imagens de uma câmera digital. Um histograma pode dizer se a imagem foi exposta corretamente, se o tipo de luz era dura ou suave e quais ajustes funcionam melhor em sua câmera. Esse conhecimento não só melhora as suas habilidades no computador, mas como fotógrafo também.
Cada pixel de uma imagem tem uma cor que foi produzida por uma combinação de cores primárias (vermelho, verde e azul, ou RGB). Cada uma dessas cores pode ter um brilho que varia de 0 a 255 em uma imagem digital com profundidade de bits de 8-bits. Um histograma RGB é produzido quando o computador varre a imagem em cada um desses valores de brilho RGB e conta quantos pixels há em cada nível de 0 a 255. Outros tipos de histogramas existem, mas todos têm mais ou menos a mesma cara do exemplo abaixo:

Tons

A região onde a maioria dos valores tonais se encontra é chamada de "gama tonal". A gama tonal pode variar drasticamente de uma imagem para outra, então desenvolver uma intuição em relação a como os números se transformam em valores de brilho é crítico -- ambos antes e depois da foto ser tirada. Não há um "histograma ideal" ao qual as imagens devem seguir; o histograma deve simplesmente seguir a gama tonal que o fotógrafo deseja transmitir.

A imagem acima é um exemplo que contém uma gama tonal bem ampla, com marcadores que ilustram onde regiões na cena representam os níveis de brilho no histograma. Essa cena costeira contém poucos meios-tons, mas tem grandes regiões de sombras e altas-luzes no canto inferior esquerdo e no superior direito, respectivamente. Isso resulta num histograma que tem uma alta contagem de pixels nos extremos esquerdo e direito.

Antes de tirar uma foto, é útil determinar se o sujeito se qualifica como 'low' ou 'high key'. Já que as câmeras medem a luz refletida, elas são incapazes de dizer o brilho absoluto dos sujeitos da imagem. Como resultado, muitas câmeras possuem algoritmos avançados para esquivar essa limitação, e estimar quanto brilho a imagem deve ter. Essas estimativas normalmente produzem imagens cujo brilho médio encontra-se nos meios-tons. Isso é, freqüentemente, aceitável, mas cenas com 'low' ou 'high key' pronunciados necessitam de ajustes de exposição manuais do fotógrafo para corrigir o palpite da câmera. Uma boa regra para ter em mente é: normalmente precisa de ajustar a exposição quando quer que o brilho médio das suas imagens esteja mais escuro ou mais claro que os meios-tons.

A codificação CIE

A Comissão Internacional da Iluminação (CIE) definiu por isso padrões que permitem definir uma cor independentemente dos periféricos utilizados. Para este fim, o CIE definiu critérios baseados na percepção da cor pelo olho humano, graças a um triplo estímulo. 

Em 1931, o CIE elaborou o sistema colorimétrico xyY, que representa as cores de acordo com a sua cromaticidade (eixos x e y) e a sua luminância (eixo y). O diagrama de cromaticidade (ou diagrama cromático), com origem numa transformação matemática, representa na periferia as cores puras, ou seja as radiações monocromáticas que correspondem às cores do espectro (cores do arco-íris), localizadas pelo seu comprimento de onda. A linha que fecha o diagrama (que fecha as duas extremidades do espectro visível) chama-se direita do púrpuros, porque corresponde a cor púrpura, composta das duas radiações monocromáticas azuis (420 nm) e vermelhas (680 nm): 

Contudo, este modelo de representação meramente matemático não levava em conta fatores fisiológicos de percepção da cor pelo olho humano, o que resulta num diagrama cromático que deixa, por exemplo, um espaço muito grande para os verdes.

Em 1960 o CIE criou o modelo Lu*v*. Este modelo caiu em desuso após aprovação e implementação do modelo CIE/Lab, em 1976.

Modelo CIE/Luv, 1960

Por último, em 1976, o CIE desenvolve o modelo colorimétrico La*b* (também conhecido sob o nome de CIELab), no qual uma cor é localizada por três valores:

• L, a luminância, expressa em percentagem (de 0 para o preto a 100 para o branco)
• a e b duas gamas de cor que vão respectivamente do verde ao vermelho e do azul ao amarelo com valores que vão de -120 a +120.

O modelo CIE/Lab cobre assim a integralidade do espectro visível pelo olho humano e representa-o de maneira uniforme. Permite por conseguinte descrever o conjunto das cores visíveis, independentemente de qualquer tecnologia gráfica.

Vejam em uma outra representação gráfica, imagindo-se uma imagem tridimensional, como fica fácil entender o modelo:

O canal L (que varia de 0-preto a 100-branco), que guarda as informações de luminosidade, e os canais a e b comportam a informação de cor. Em a, valores positivos indicam magenta e negativos verde, enquanto em b, valores positivos indicam azul e negativos amarelo.

Na prática, seguindo as orientações do modelo, a comunicação sobre diferença de tonalidade (dH), deve ser a apresentada no gráfico acima. Esta é só um de vários aspectos práticos do uso do modelo CIE/Lab.

O modelo CIE/Lab compreende a totalidade das cores RGB e CMYK, razão pela qual softwares como o PhotoShop utilizam este modo para passar de um modelo de representação a outro.

Trata-se de um modelo muito utilizado na indústria gráfica.

o facto de se utilizar o CIE/Lab, garante que uma cor criada de acordo com este modelo será vista da mesma maneira por todos, em qualquer lugar. Por isso dizemos que cada cor tem o seu próprio RG.

modo de cores Lab

modo de Cores Lab

cores no sistema L, a, b (Hunter Associates Laboratory Inc, Faifers, Virginia, USA).

O modelo de cores CIE L*a*b* (Lab) tem base na percepção humana da cor. Os valores numéricos no Lab descrevem todas as cores vistas por uma pessoa com visão normal. Como o Lab descreve a aparência de uma cor, em vez de descrever a quantidade um colorante específico necessária para um dispositivo (como um monitor, impressora de mesa ou câmera digital) produzir cores, ele é considerado um modelo de cores independente do dispositivo. Os sistemas de gerenciamento de cores usam o Lab como uma referência de cores para transformar uma cor de um espaço de cores em uma cor de outro espaço de cores, de maneira previsível.

     Da mesma maneira como o sistema Munsell, o espaço Lab utiliza três cordenadas cartesianas. "L" da luminosidade, "a" da variação de cores de verde para o vermelho, e "b" da variação do azul para o amarelo. É através destas três cordenadas, que podemos localizar determinada cor no espaço Lab, também chamado de "endereço" da cor.

     Ao realizarmos a medição Lab de uma cor de determinada amostra e comparamos com o padrão desejado, o Espectrodensitômetro nos retorna esses três valores, podendo cada um deles ser positivo ou negativo. Um valor de L = 0 indica que ele está no centro do espaço, neutra (cinza) . A variação para cima, ou positiva, indica que a cor é mais clara. Se for negativa, mais escura. O valor a = 0 também é neutro. Se positivo, possui tom avermelhado, se negativo, tende a ser verde. O valor b = 0 também é neutro. Se positivo, possui tom amarelado, se negativo, pende para o azul. Quanto maior os valores, mais para fora do espaço será o endereço, portanto mais pura e pigmentada será (mesmo raciocínio do sistema Munsell.