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Acerca de este documento
En este reportaje estudiaremos ColorSync, el sistema de corrección de color
que usa Mac OS X, el cual permite que consigamos obtener representaciones
más precisas del color de las imágenes con que estamos trabajando, de
forma transparente al usuario.
Nota legal
Este tutorial ha sido escrito por Fernando López Hernández para MacProgramadores, y de acuerdo a los derechos que le concede la legislación española
e internacional el autor prohíbe la publicación de este documento en cualquier
otro servidor web, así como su venta, o difusión en cualquier otro medio sin
autorización previa.
Sin embargo el autor anima a todos los servidores web a colocar enlaces a
este documento. El autor también anima a cualquier persona interesada en
conocer que es ColorSync y las ventajas aporta al programador a bajarse o
imprimirse este reportaje.
Madrid, Septiembre del 2008
Para cualquier aclaración contacte con:
fernando@DELITmacprogramadores.org
Pág 2
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Tabla de contenido
1.
Teoría del color .................................................................................. 4
1.1. ¿Qué es el color? .......................................................................... 4
1.2. El ojo y la vista............................................................................. 4
1.3. El espectro de luz ......................................................................... 6
1.4. Tono, saturación y brillo................................................................ 7
1.5. Teoría del triestímulo .................................................................... 7
1.6. Cómo componer colores................................................................ 9
1.7. Composición aditiva y composición substractiva ............................ 10
1.8. El estándar CIE .......................................................................... 11
1.8.1. Los colores primarios X, Y, Z ................................................. 11
1.8.2. Interpretación del diagrama CIE ............................................ 12
1.9. Métodos para codificar un color ................................................... 13
1.10. El espacio de colores................................................................. 16
1.11. Colores dependientes del dispositivo .......................................... 17
1.12. Profiling ................................................................................... 18
1.13. Conversion de colores ............................................................... 19
1.14. Soft-proofing ............................................................................ 20
2. Un poco de historia........................................................................... 23
3. Qué es ColorSync ............................................................................. 24
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1. Teoría del color
Antes de profundizar en el estudio de ColorSync vamos a explicar una serie
de conceptos básicos. El lector que ya conozca la teoría del color puede
saltarse este apartado, aunque le recomendamos echarle un vistazo rápido.
1.1. ¿Qué es el color?
Debido a un proceso evolutivo y adaptativo los seres vivos han aprendido a
aprovechar las ondas electromagnéticas de luz solares en su propio beneficio,
con el fin de poder percibir objetos que no están a su alcance inmediato. El
ojo humano es capaz de percibir determinas longitudes de onda (lo que
llamamos la luz) e incluso diferenciarlas (percibir los colores).
La luz blanca es la que se tiene cuando ondas de todos
los colores viajan juntas. Para explicar esto es muy
típico descomponer un haz de luz blanca usando un
prisma como muestra la Figura 1, el cual, debido a que
la luz a distintas frecuencias se refleja con distintos
ángulos, nos permite ver distintos haces de luz, cada
uno con un color distinto.
Los objetos reflejan los rayos luminosos que reciben,
pero cuando los reflejan no los reflejan todos, sino que
absorben algunos y reflejan otros. Un objeto blanco
refleja todos los colores, un objeto negro los absorbe
todos, y un objeto rojo absorbe todos menos el rojo.
Figura 1: Prisma que
descompone la luz blanca
1.2. El ojo y la vista
Vamos a repasar qué partes tiene un ojo y qué uso tiene cada una.
Si miramos a alguien a los ojos vamos a poder diferenciar tres
partes principales (ver Figura 2):
La conjuntiva, un tejido blanco transparente que protege la
parte anterior del ojo de polvo e infecciones. Cuando se infecta
se pone roja y es lo que los médicos llaman conjuntivitis.
Figura 2: El
ojo humano
El iris, es la membrana que le da color al ojo, negro, castaño,
azul, verde… Cuando se contraen sus músculos, al haber poca luz por
ejemplo, la pupila se agranda cuando los músculos del iris se relajan, porque
haya mucha luz por ejemplo, la pupila se hace más pequeña.
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La pupila, es la circunferencia negra central del ojo por donde pasan los
rayos de luz de las imágenes. Se hace más grande o pequeña dependiendo
de las contracciones del iris.
El blanco de la conjuntiva no es
casualidad, su finalidad es evitar que la
luz pase a través de ella, para lo cual
hace que todos los colores se reflejen en
ella. Por contra la pupila es el agujero
por el que pasan los rayos de luz, por
eso su color es negro.
Si ahora miramos el ojo de perfil (ver
Figura 3) veremos que consta de más
partes que vamos a comentar:
Figura 3: Corte del ojo humano
La córnea, en la parte anterior, la
conjuntiva se convierte en la córnea, que es un tejido transparente y
convexo.
El cristalino (lens) es una verdadera
obra de arte de la naturaleza. Tiene forma
de lenteja biconvexa, que recibe los rayos
de la imagen, los refleja, y los hace
converger en la retina, en forma invertida.
Es decir, es como la "lente" en la cámara
fotográfica, tal como muestra la Figura 4.
Figura 4: Efecto del cristalino sobre la luz
El cristalino es capaz de alterar levemente su forma por la acción del músculo
ciliar que lo rodea y que tira más o menos de él según se esté observando un
objeto cercano o lejano. Esta facultad del cristalino de adaptarse a la
distancia se denomina acomodación. Las personas que no realizan una
correcta acomodación sufren de miopía o de hipermetropía. Gracias a esta
función, el cristalino refracta los rayos luminosos incidentes y enfoca siempre
una imagen nítida, aunque curiosamente invertida, sobre la retina.
La retina, es la capa más interna (de amarillo, en la Figura 3). Es la "placa"
de la cámara fotográfica, donde se recibe la imagen.
La retina contiene células especiales sensibles a la luz, que reaccionan ante
los rayos luminosos. Estas células retinianas, especializadas en la captación
de la luz, son los conos y los bastones (llamadas así porque vistas al
microscopio tienen forma de conos y bastones respectivamente).
Los bastones son sensibles a la intensidad lumínica, pero no al color. Los
conos son receptores sensibles a la intensidad luminosa y al color. Sin
embargo, los bastones son mucho más sensibles a la luz que los conos, por
esta razón, los colores se aprecian tan mal con poca luz.
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Pero conos y bastones sólo actúan como fotorreceptores generadores de
impulsos que son enviados por el nervio óptico hasta el cerebro, donde se
interpretan correctamente. El mecanismo cerebral que reconoce y da
significado a una imagen vista con anterioridad por los ojos se conoce como
percepción visual.
1.3. El espectro de luz
La luz, como muestra la Figura 5 es una
onda electromagnética (al igual que las
ondas de radio o los rayos láser), la cual
tiene una amplitud de onda λ entre
400nm y 700nm para la luz visible, y una
frecuencia f donde:
c=λf
1014 Hz
f
1015 Hz
Azul
λ
Verde
400nm
Rojo
700nm
Figura 5: Espectro electromagnético de la luz
Siendo c la velocidad de la luz en el
medio (300.000 km/s en el vacío o en el aire). Obsérvese que como pretende
mostrar la Figura 5, a medida que aumenta la frecuencia disminuye la
longitud de onda.
P
P
P
Negro
Blanco
Gris
400nm
700nm
P
400nm
700nm
P
400nm
700nm
P
Rojo
Azul
Verde
400nm
700nm
400nm
700nm
Figura 6: Espectros de luz para distintos colores
Pág 6
400nm
700nm
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Normalmente la luz natural no consta de una sola longitud de onda, sino que
como muestra la Figura 6, el espectro de luz es una mezcla de longitudes de
onda, el color depende de la longitud de onda predominante. El área bajo la
curva indica la potencia P de la luz.
1.4. Tono, saturación y brillo
Para describir un espectro de luz se utilizan tres
parámetros:
•
•
•
Tono (también llamado matiz o hue en
inglés). Indica el color dominante, que es
el color que nosotros vemos.
Saturación. Indica lo puro que es el
color (normalmente en 1%) de forma
que si A=B (véase Figura 7) la saturación
es 0, y si A=0 la saturación es 1.
Brillo. Indica el total de energía debajo
de la curva.
P
B
A
λ
400nm
700nm
Figura 7: Espectro de
color con longitud de onda dominante
Más formalmente, al brillo se le llama radiancia cuando se refiere a la
energía que hay debajo de la curva (medida en vatios), y es una medida
objetiva. El término luminancia se utiliza para indicar la cantidad de luz que
percibe el ojo. Como veremos a igual radiancia el ojo percibe mayor cantidad
de luz en los verdes, con lo que la luminancia es una medida más subjetiva.
Por último se emplea el término brillo para medir la diferencia de luz entre
varias partes de una escena, y es una medida más subjetiva todavía (p.e. una
vela en la oscuridad). Nosotros en este documento utilizaremos el término
"brillo" para referirnos a todas ellas.
1.5. Teoría del triestímulo
Afortunadamente para reproducir un color no tenemos que reproducir su
espectro de luz, ya que usando sólo tres colores podemos conseguir un color
equivalente como muestra la Figura 8, que nuestro ojo no es capaz de
distinguir del natural, y que se llama metámero.
De hecho, combinando 3 colores cualquiera se puede conseguir otros colores,
aunque como veremos luego, R (Red), G (Green), B (Blue) son los que se
consigue una gama más amplia.
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P
P
λ
λ
400nm
700nm
400nm
700nm
Metámero equivalente
Espectro natural
Figura 8: Dos espectros que dan el mismo color
Experimentalmente se ha comprobado que los conos del ojo son más
sensibles al verde y al rojo que al azul (véase Figura 9), esto explica el hecho
de que en el verde es en el color en el que más tonos somos capaces de
distinguir, de hecho era el color más presente en el entorno natural de
nuestros antepasados, y sin embargo en el azul oscuro (el poco saturado)
necesitamos mucha luz para no confundirlo con el negro.
G
Sensibilidad
Sensibilidad
R
B
λ
λ
400nm
700nm
400nm
700nm
Suma de sensibilidades
a los tres colores
Sensibilidad a cada
color primario
Figura 9: Sensibilidad del ojo humano a los tres colores primarios
También se ha estudiado la potencia de cada
color que hay que inducir para conseguir las
distintas gamas de color (véase Figura 10).
Desgraciadamente se ha llegado a la
conclusión de que combinando los tres
colores primarios no se puede conseguir
cualquier color, ya que hay una zona en
torno a los 550nm en la que para conseguir
esos colores necesitaríamos introducir un rojo
negativo, lo cual es imposible. Esto se puede
interpretar como que al combinar B y G su
color natural equivalente tiene la zona de R
demasiado
saturada
y
necesitaríamos
desaturarla, lo cual es imposible.
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P
B
G
400nm
R
700nm
Figura 10: Potencia necesaria para reproducir la gama
de colores
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1.6. Cómo componer colores
Si repasamos los colores del arco iris (Rojo, Anaranjado, Amarillo, Verde,
Azul, Añil y Violeta) vemos como va cambiando la percepción de las
longitudes de onda. Todos aprendimos en la escuela que al mezclar rojo y
amarillo obteníamos el naranja. Análogamente podemos obtener todos los
demás colores, sólo hay que saber que cantidad de cada color básico poner.
El lector avispado habrá observado que los colores añil y violeta están más
allá del azul. ¿Cómo obtenemos estos colores mezclando colores con menor
longitud de onda? Simplemente no se puede, o mejor dicho no se debe, ya
que esta luz tiene una frecuencia tan alta que proyectada continuamente
podría dañar el ojo humano. Afortunadamente estos colores son poco usados
y podemos conseguir una tonalidad que resulta parecida mezclando azul con
un poco de rojo.
Esta es la forma en que funciona un
monitor CTR (Cathode Ray Tube)
convencional, como el que aparece
en la Figura 11, el monitor no tiene
más que tres haces de luz (llamados
cátodos) que se proyectan sobre una
superficie de fluor, la cual se ilumina
al dar la luz de los cátodos sobre
ella.
Los cátodos oscilan rápidamente
barriendo la pantalla y proyectando
o no proyectando luz en cada uno de
los puntos de la pantalla, que es a lo
que se llama los píxeles.
El funcionamiento de los monitores
LCD también se basa en el principio Figura 11: Monitor CRT
de las tres luces RGB, sólo que en
éstos, cada píxel está formado por tres "bombillitas" que se encienden o se
apagan para producir o no ese color.
Obsérvese que en este sentido un monitor se comporta "al revés" de como se
comporta cualquier cuerpo que vemos, ya que los cuerpos lo que hacen es
reflejar en ellos determinados colores y absorber otros. El monitor sin
embargo genera luz, sin necesidad de que haya ninguna otra luz. Por esta
razón podemos ver la televisión con la luz apagada.
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1.7. Composición aditiva y composición substractiva
Existen solamente dos métodos básicos de reproducir un color: aditivo y
sustractivo. Ambos métodos se basan en el principio de usar tres colores
primarios para crear toda la gama de colores.
La composición aditiva, como muestra la Figura 12,
empieza con el negro como ausencia de luz, y en
consecuencia como ausencia de color. Después
podemos mezclar luces de los distintos colores (rojo,
verde y azul) en distinta intensidad para formar todos
los colores. Rojo y verde proyectados juntos producen
amarillo, rojo y azul producen magenta, y azul y verde
producen cián. Si mezclamos los tres colores en igual
proporción obtenemos el gris, y si esta luminosidad es
máxima obtenemos el blanco.
Figura 12: Composición aditiva
La composición aditiva se utiliza en dispositivos de salida como monitores y
scanners los cuales captan la intensidad de estos tres valores para cada punto
que escanean, pero esto no es posible a la hora de imprimir colores como
pasa en las impresoras y los plotters, ya que aquí lo que necesitamos es que
el dibujo absorba determinados colores y no que los emita. En estos
dispositivos necesitamos otro tipo de composición
que es la composición substractiva.
En la composición substractiva, como muestra la
Figura 14, determinadas luces se van a reflejar en la
imagen y determinadas luces van a ser absorbidas
por la imagen.
Los colores primarios en la composición substractiva
(véase la Figura 13), son el cián (el opuesto al rojo),
magenta (el opuesto al verde) y amarillo (el opuesto
al azul).
Figura 13: Colores complementarios
Combinando los tres colores primarios substractivos obtenemos el negro, o al
menos en teoría, porque en la práctica al combinar estos tres colores en la
misma proporción se obtiene un color marrón oscuro, con lo que todas las
impresoras (excepto las de más baja calidad)
usan un cuarto color que es el negro. De hay
viene el nombre CMYK (Cyan, Magenta, Yellow
and blacK).
La conversión de RGB a CMYK implica una serie
de cálculos, de los cuales se va a encargar
ColorSync.
Pág 10
Figura 14: Composición sustractiva
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1.8. El estándar CIE
Debido a que no solamente el sistema de color RGB, sino todos los sistemas
de color basados en tres colores primarios requieren un valor negativo en
alguno de sus colores, no se puede hacer un modelo de color que mediante
metámeros represente todos los colores, el CIE (Commission Internationale
d’Eclairage) propuso en 1931 un sistema de representación del color que si
que podía representar toda la gama de colores de la naturaleza, y que vamos
a explicar en este apartado.
1.8.1.
Los colores primarios X, Y, Z
El CIE definió tres colores primarios "supersaturados" X, Y, Z que no
corresponden con colores reales, pero que tienen la propiedad de que pueden
representar cualquier color usando sólo valores positivos.
La intensidad de cada color viene dada
por la letras mayúsculas X, Y, Z de
forma que:
Y
C = XX+YY+ZZ
λ=670nm
Para hacer el color independiente de la
luminancia se decidió que se cumpliera
la relación x+y+z=1, ya que se sabe
que los colores (x,y,z) y (2x,2y,2z) son
el mismo, pero el segundo tiene el doble
de luminancia. De esta forma todos los
colores están sobre el plano x+y+z=1,
como muestra la Figura 15. Los colores
100% saturados se encuentran sobre la
curva en forma de herradura de la
figura, y el blanco puro se encuentra
aproximadamente en el centro de la
figura. El trozo de herradura que falta se
llama frontera púrpura, y son colores
que
se
consiguen
mediante
combinaciones de rojo y azul.
X
λ=400nm
Z
Figura 15: Eje X, Y, Z de CIE
La Figura 16 muestra los distintos tonos
que toma CIE en función de los valores
de X, Y, Z.
Figura 16: Colores CIE en el eje tridimensional
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Obsérvese que si conocemos el valor de dos
colores x,y podemos conocer el tercero ya
que:
z=1-x-y
Luego podemos representar la gama de
colores sobre el papel proyectando la curva
ortográficamente sobre el plano XY como
muestra la Figura 17.
Téngase en cuenta que (x,y,z) no nos dan el
color real, solo su tono, con lo que teniendo
sólo x,y no podemos obtener un color real Figura 17: Proyección de los colomediante la fórmula anterior, sino que res CIE sobre el plano XY
necesitamos conocer además su luminancia para obtener:
C = XX + YY + ZZ
La luminancia en CIE la da Y, con lo que si tenemos x,y,Y ya si podemos
obtener el color real despejando z como: z=1-x-y, y usando luego las
fórmulas:
x=
X
X+ Y+ Z
y=
Y
X+ Y+ Z
z=
Z
X+ Y+ Z
Para despejar las X, Y, Z mayúsculas.
€
€
1.8.2.
€
Interpretación del diagrama CIE
Conviene hacer algunas consideraciones sobre el sistema de representación
de color CIE que vamos a hacer en este apartado:
La primera es que, como muestra la Figura 18, al
combinar dos colores A, B su mezcla está en el segmento que los une. Cuanto más A ponemos más se
acerca a A y cuanto más B ponemos más se acerca a
B.
Una segunda consideración es que para obtener la
longitud de onda dominante λ de un color, podemos
trazar una recta desde el blanco puro C al borde pasando por A como muestra la Figura 19 (a), y el corte con el borde será la longitud de onda λ dominante.
Pág 12
A
B
Figura 18: Combinación de dos colores CIE
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Si el corte se da en la frontera púrpura, como muestra la Figura 19 (b), no
hay un solo color dominante lo que significa es que el λ opuesto no es un pico, sino un valle del espectro de luz.
(a)
(b)
λ
-λ
A
C
C
A
Figura 19: Calculo del ancho de banda dominante
Una tercera observación es que si queremos saber la saturación de un color
podemos tirar una línea del centro C al borde pasando por A, y la relación
|CA|/|Cλ| nos da el porcentaje de saturación.
Por ultimo conviene comentar que debido a que el ojo humano percibe más
verdes que azules, los avances en el diagrama no son proporcionales a la variación de color. Para solucionarlo en 1971 se hizo un CIE LUV (L- Luminancia, UV - Coordenadas de cromacidad) que si que es proporcional a la distancia respecto al ojo humano.
1.9. Métodos para codificar un color
Aunque existen sólo dos métodos básicos para componer el color, y todos los
dispositivos gráficos utilizan uno de estos dos métodos, existen más formas
de codificar (numéricamente) el color, nosotros aquí vamos a describir las
cuatro formas más utilizadas:
RGB (Red, Green, Blue). La forma de codificar colores más conocida.
Usada para componer colores por los monitores y escáneres.
YUV. Se utiliza ampliamente para representar la luminancia Y separada del
color U,V. La televisión analógica utiliza este mecanismo de representación ya
que inicialmente sólo se transmitía la señal Y, y luego se añadieron los
canales de cromanencia U,V.
Para transformar de RGB a YUV o viceversa, podemos hacerlo fácilmente
sabiendo que la luminancia Y se obtiene como una suma ponderada de R,G,B
relativa a la sensibilidad del ojo a cada color primario:
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Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B
Para representar el color, en principio podríamos pensar en representar R-Y,
G-Y y B-Y, pero en realidad basta con almacenar R-Y y B-Y ya que G se puede
obtener con la ecuación:
G = (Y - 0.3R - 0.11B) / 0.59
La razón por la que se decidió representar la diferencia de rojo R-Y y la
diferencia de azul B-Y (y no la diferencia de color G-Y) es que el color verde G
es el que más contribuye a Y con lo que G-Y es normalmente el número más
pequeño, y en consecuencia el más susceptible al ruido.
Curiosamente, cuando se tiene la misma capacidad de almacenamiento
binario y el mismo nivel de ruido, la representación YUV es más robusta que
la representación RGB. Esto de debe a que, como indicamos en el apartado
1.2, el ojo es más sensible a las diferencias de luminancia que a las
diferencias de color. Esta característica la han usado muchos estándares de
codificación de vídeo para representar con más precisión (o en mayor
cantidad) las muestras de luminancia Y que las muestras de cromanencia U,V
consiguiendo una mejor calidad desde el punto de vista del ojo humano.
CMYK (Cyan, Magenta, Yellow and blacK). La otra forma de codificar
colores. Es la forma usada por las impresoras y plotters para componer
colores.
HSB (Hue, Saturation and Brightness). Aquí el
color se codifica en base a estas tres dimensiones:
o Hue (Tono). Indica el color predominante.
o Saturation (Saturación). Indica el grado de
fuerza que tiene un color. El gris es el color al
que se le considera que tiene una saturación 0. El
tono puede ser azul, pero los términos azul claro
y azul oscuro son fáciles de distinguir por una
persona. Observe en la Figura 20 las alas de la Figura 20: Ejemplo de
mariposa para ver un ejemplo de distintas distintas saturaciones de
color
saturaciones de color.
o Brightness (Brillo). Como hemos explicado ya,
este término se utiliza para describir las diferencias en la intensidad
con que se refleja la luz en un cuerpo.
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Escala de grises
RGB
CMYK
HSB
Figura 21: Diálogos de elección de color de Mac OS X
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Escala de grises. Otra
cuarta forma que vamos a
comentar es la que se utiliza
en las imágenes en blanco y
negro, en la que realmente Figura 22: Escala de grises
no hay color porque todos
los colores son grises. ColorSync también es capaz de convertir una imagen
codificada mediante alguna de las formas de codificación de imágenes en
color en imágenes en escala de grises y viceversa (de escala de grises a
color), aunque lógicamente en este último caso la imagen que obtenemos
está formada sólo por tonos grises.
En cualquier caso conviene repetir que estás dos últimas formas de codificar
el color no pueden ser enviadas directamente a un dispositivo gráfico, con lo
que ColorSync tendrá que transformar esta codificación del color a la forma
de codificarlo que entienda el dispositivo.
Las aplicaciones de Mac OS X suelen disponer de un dialogo que permite al
usuario indicar un color usando una de estas cuatro codificaciones tal como
muestra la Figura 22. Recomendamos al lector que juegue con este diálogo,
en especial en lo que a HSB se refiere, para ayudarle a comprender mejor
estas cuatro formas de codificar colores.
1.10.El espacio de colores
Se llama espacio de colores (también llamado gama de colores) al
conjunto de todos los colores que puede ofrecer un dispositivo.
Figura 23: Gama de colores de distintos dispositivos
Aunque en teoría un dispositivo podría darnos todos los colores existentes, en
la práctica cada dispositivo tiene una gama de colores que es capaz de
representar, de esta forma, las impresoras actuales no alcanzan a ofrecernos
un espacio de colores tan amplio como los monitores, y los monitores
actuales tampoco alcanzan a ofrecernos un espacio de colores tan amplio
como la vista humana es capaz de encontrar en la naturaleza. La Figura 23
muestra una aproximación a la gama de colores que puede llegar a
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ofrecernos cada tipo de dispositivo. Por esta razón se dice que los espacios de
colores son dependientes del dispositivo, porque cada dispositivo es capaz de
generar una gama de colores distinta.
1.11.Colores dependientes del dispositivo
Cuando una impresora recibe un color en CMYK, lo que recibe realmente es
qué porcentaje de color de cada tipo debe de soltar en un punto, pero no
recibe qué color exactamente es el que tiene que pintar. Esto hace que
impresoras de distintos fabricantes (e incluso impresoras del mismo
fabricante) impriman colores apreciablemente distintos cuando reciben la
orden de pintar el mismo color.
La Figura 24 muestra el resultado de imprimir cada uno de los colores
primarios en cuatro impresoras distintas:
Figura 24: Resultado de imprimir un mismo código de color CMYK en distintas impresoras
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Esto es lo que significa que CMYK es dependiente del dispositivo.
El mismo problema (aunque en menor medida) lo encontramos en los
monitores a la hora de representar colores RGB, o en los escáneres a la hora
de leer estos colores. Esto se debe a que RGB también es un sistema de
representación de colores dependiente del dispositivo.
Para representar un color sería conveniente tener un sistema de medición de
colores que fuera independiente del dispositivo que estemos usando, y eso
nos lo permite hacer el sistema CIE que vimos antes, el cual puede
representar todos los colores de la naturaleza de forma independiente del
dispositivo que estemos usando.
1.12.Profiling
El inconveniente de usar técnicas de representación del color dependientes
del dispositivo es que una imagen que en un monitor se ve perfectamente, en
otro monitor se va a ver completamente distorsionada, a pesar de que el
monitor esté recibiendo exactamente los mismos códigos de colores en escala
RGB.
Para solucionar este problema surgió la técnica del profiling, que lo que
hace es modificar ligeramente los colores que se están enviando al dispositivo
de salida para que éste muestre la imagen con una precisión casi absoluta.
Para realizar el profiling de un dispositivo necesitamos contar con un aparato
que nos permita medir el color, como el de la Figura 25. Los tres
instrumentos más usados para medir el color son:
Densímetro. Un dispositivo foto-eléctrico que
nos permite medir cuanta luz se refleja o se
absorbe por un objeto. El densímetro es un
instrumento simple que se utiliza sobre todo
en procesos de impresión y en aplicaciones
fotográficas para determinar la fuerza con que
se imprimen los colores.
Colorímetro. Mide también la luz, pero
descomponiéndola en sus tres componentes
primarios para obtener un valor numérico RGB
o CIE.
Figura 25: Espectrómetro
Espectrómetro. Mide la cantidad de energía luminosa reflectada en un
objeto. El resultado es un conglomerado de valores de reflectancia que se
pueden interpretar como una curva espectral.
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El espectrómetro es el más preciso y usado de estos instrumentos porque
recoge información completa sobre el
Color CIE realmente
color que se pueden transformar en Color RGB enviado
al
dispositivo
obtenido
datos del colorímetro o densímetro con
unos pocos cálculos.
Estos instrumentos son los que nos
permiten
determinar
(en
representación CIE) cuál es la salida
real de cada uno de los colores que
puede producir un dispositivo cuando le
damos una orden de dibujo en RGB o
CMYK.
Figura 26: Ejemplo de profile
En base a esta información que obtenemos podemos crear un profile, (ver
Figura 26) que no es más que un archivo que para cada posible color que
recibe un dispositivo (p.e. en RGB) nos lo haga corresponder con el color real
que produce ese dispositivo.
Aunque por defecto los monitores reciben las órdenes en RGB, cuando
nosotros enviamos una orden de dibujo a un dispositivo podemos enviar la
orden en CIE y ColorSync se encarga de transformar este color CIE en el color
RGB que más se aproxima al color pedido.
Formatos gráficos como TIFF, JPEG, o PDF v1.3 en adelante, permiten utilizar
colores CIE (también llamados colores independientes del dispositivo) en
lugar de colores RGB para representar una imagen. Los resultados de esta
definición más precisa de colores son fácilmente apreciables en el resultado
final.
Además ColorSync puede mejorar la calidad de monitores mal calibrados
usando los profiles, los cuales le pueden ayudar a cambiar un color RGB por
otro con el fin de mejorar la salida.
Las mismas mejoras se pueden conseguir (o más claramente apreciables
todavía) en el caso de la impresión, ya que los colores CMYK llegan a distar a
veces mucho de los colores reales que estamos buscando obtener.
1.13.Conversión de colores
La conversión de colores es el proceso por el cual transformamos los
colores de una imagen, de un espacio de colores en otro espacio de colores.
Los diferentes dispositivos gráficos (escáneres, pantallas monitores), aunque
suelen utilizar la misma técnica para representar el color, trabajan con
diferentes espacios de colores. P.e. los monitores de todos los fabricantes
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usan RGB, pero la gama de colores que ofrece cada uno es distinta. Las
impresoras, aunque trabajan todas con CMYK, varían drásticamente en sus
gamas, especialmente si utilizan distintas tecnologías de impresión. Incluso
dentro de un mismo fabricante se pueden observar variaciones en la gama de
colores generada por las impresoras en función de la tinta y papel usado.
Profile RGB
RGB
Profile CMYK
CIE
CMYK
Figura 27: Proceso de conversión de colores
Para realizar estas conversiones de colores se suelen utilizar dos profiles (ver
Figura 27), los cuales nos permiten convertir un color a una representación
intermedia (normalmente en CIE) y después usamos el perfil del dispositivo
destino para obtener la representación más precisa posible en el nuevo
espacio de colores. De esta forma la imagen que imprimamos será lo más
parecida posible a la imagen que estamos viendo en pantalla. Todos estos
cálculos son realizados por ColorSync.
Los espacios de colores tienen diferentes tamaños y formas, como muestra la
Figura 28. RGB es un espacio de colores que normalmente es bastante más
amplio que el espacio de colores de CMYK, luego cuando realizamos la
conversión vamos a necesitar comprimir los colores. Si existe un color RGB
que no se puede reproducir exactamente en el espacio de colores de CMYK,
ColorSync busca en el profile de CMYK el color más próximo al pedido y éste
es el que le asigna.
1.14.Soft-proofing
Una técnica muy utilizada en los programas de
tratamiento de imágenes es el soft-proofing, que
consiste en emular en pantalla el resultado final
que vamos a obtener en la impresora. Debido a
que el espacio de colores de RGB es más amplio
que le de CMYK, esta emulación en pantalla se va
a parecer bastante al resultado final que
obtendremos al imprimirlo.
Para hacernos una idea de esta técnica, en la
Figura 29 se muestra una imagen y el resultado
obtenido tras hacerla un soft-proofing para la
impresora Epson Stylus Photo 1270, primero
usando CMYK (Figura 30) y después usando CMY
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Figura 28: Conversión
del espacio de color de
RGB al de CMYK
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sin usar corrección inyectando negro (Figura 31).
Figura 29: Imagen original
Figura 30: Imagen tras aplicarla un proceso de soft-proofing a CMYK
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Figura 31: Imagen tras aplicarla un proceso de soft-proofing a CMY
El soft-proofing se realiza en dos etapas: En la primera etapa se comprime el
color del espacio de colores RGB al espacio de colores CMYK. En el segundo
paso se realiza una conversión (sin compresión) de CMYK a RGB, con lo que
el nuevo espacio de colores es mayor al original, pero los colores que estamos
representando en RGB son sólo colores representables en CMYK. La Figura 32
muestra esquemáticamente éste proceso:
Figura 32: Proceso de soft-proofing
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2. Un poco de historia
En 1980 empezaron a surgir las primeras herramientas de tratamiento
gráfico, y con ellas un conjunto de empresas (entre las cuales destacaron
Apple y Adobe) empezaron a diseñar lo que llamaron Color Management
Systems (CMS), es decir mecanismos que pretendían solucionar el
problema de la divergencia de colores entre los distintos dispositivos.
El principal problema con que se acabaron encontrando estos CMS fue el de
que eran propietarios de cada fabricante e incompatibles entre ellos, con lo
que cada aplicación tenia que "casarse" con un fabricante.
Figura 33: Color Management Systems
Como muestra la Figura 33, estos CMS no eran más que APIs en una librería
de enlace dinámico a las que se enlazaban las aplicaciones, pero la aplicación
necesitaba que la librería estuviera instalada, o instalarla ella misma antes de
usarla.
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ColorSync
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3. Qué es ColorSync
Para solucionar este problema, Apple añadió a su sistema operativo
ColorSync, su librería de CMS. En aquellos tiempos esta librería se metió en
Mac OS Classic, aunque lógicamente Mac OS X también cuenta con su
implementación de ColorSync.
Es decir, ColorSync no es más que una librería de intercambio de información
de color entre los distintos dispositivos.
Gracias a ColorSync las aplicaciones pueden acceder a las operaciones de
gestión de color de un CMS a través de un API estándar sin necesidad de
instalar software adicional.
Figura 34: Solución a los CMS propietarios con ColorSync
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ColorSync
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ColorSync lo podemos dividir en dos partes:
ICC Profiles que son ficheros con un formato estándar definido por el ICC
(International Color Consortium), véase http://www.color.org, donde se
describe la transformación del color entre los distintos dispositivos en un color
independiente del dispositivo, que es el formato CIE.
CMM (Color Matching Modules) Es el software que se encarga de realizar
las transformaciones entre los distintos espacios de colores.
Apple tiene su propio CMM, que además es el CMM por defecto, pero ha
abierto las especificaciones para que otros fabricantes puedan desarrollar sus
propios CMM. Esto permite a otros fabricantes como Adobe o Kodak
desarrollar CMM para varias plataformas (p.e. Windows, Macintosh) y que sus
aplicaciones utilicen siempre en mismo CMM con el fin de que la coincidencia
de colores sea la misma en las distintas plataformas.
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• Anotando los errores editoriales y problemas que encuentre y enviándlos
al sistema de Bug Report de Mac Programadores.
• Realizando una donación a través de la web de Mac Programadores.
Madrid, Septiembre del 2008
Fernando López Hernández
fernando@DELITmacprogramadores.org
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