Conceptos Básicos sobre Fotografía Digital - Gestión de Color

Gestionar el color implica tener un control sobre él desde el momento que creamos una imagen con cualquier dispositivo digital (sea cámara, respaldo o escáner) hasta que la “exteriorizamos” a través de una pantalla de ordenador o una impresora, de manera que podamos mantener una coherencia de colores en todo momento y volverlos a reproducir con idénticas características cuando precisemos.

gama gamut espacios color visible rgb cmyk

Esto es debido a que la interpretación de los colores por los sensores digitales (incluso del mismo modelo y de la misma marca) no se produce de la misma manera, debido a varios factores (proceso de fabricación, etc.), incluso no todos los monitores están calibrados, ya que también dependen de muchos factores. Todo ello dentro de un espacio de color RGB. Si a esto añadimos que las impresoras utilizan un espacio de color diferente (CMYK -Cian, Magenta, Yellow y Black - ) no encontramos que sin una buen gestión del color lo que veamos en pantalla será diferente a lo que hemos capturado, y mucho más diferente a lo que imprimamos. Es necesaria una buena calibración del monitor (los sensores digitales no se pueden calibrar ) para conseguir concordancias entre lo que capturamos y lo que vemos en pantalla  o impreso.

Se ha comentado anteriormente que cada dispositivo, según su calidad y según utilicen luz o pigmentos, es capaz de representar una gama más o menos amplia de colores, lo que se conoce como espacio de color que es definido arbitrariamente por el creador de cada dispositivo y, en muchos casos, será aceptado o no en función de su utilidad. Los lenguajes de codificación de los colores en cada espacio son varios: RGB, CMYK, CIE-Lab, HSB, etc. y sus códigos son interconvertibles.

Por ejemplo un amarillo Pantone 123: en RGB tiene unos valores de 255, 199, 38 – escala de 0 a 255 por canal, es decir 256 bits por canal  – en CMYK tiene valores de 0, 25, 86 y 0 – valores en % de tinta por cada una de ellas, escala obviamente de 0 a 100 – y en HSB 45, 85, 100  – el primer dato en grados, y los otros dos en porcentajes (Hue, Saturation, Brightness o Tono, Saturación y Luminancia) –.

La clasificación de los espacios de color suele hacerse en función de que utilicen luz o pigmentos:

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  • RGB:  Sistema utilizado por los dispositivos que utilizan luz (escáneres o pantallas) y que obtiene los diferentes colores por mezcla aditiva de los tres colores primarios rojo (R), verde (G) y azul (B) y del  que existen varios tipos:
    • sRGB
    • (sRGB IEC 61966-21)
    • Colormatch RGB
    • Apple RGB
    • Adobe RGB
    • Bruce RGB
    • WideGamut y CIE-Lab
    • PAL o NTSC
    • scRGB o sRGB64
  • CMY o CMYK: Utilizados en los dispositivos de impresión que utilizan pigmentos y la diferente gama de colores se obtiene por sustracción de los colores primarios anteriores (rojo, verde y azul) o por adición de los secundarios aditivos: Cian (C), magenta (M), amarillo o yellow (Y) y negro o black (K), primarios en estos casos. En teoría la mezcla de las tres tintas en cantidades iguales daría el negro, pero se utiliza una tinta más (la negra propiamente dicha) para oscurecer los tonos. Ejemplos: Euroscale, Tokyo; SWOP, etc.  La gama de colores que representa es más estrecha que en el caso del sRGB.

Un perfil ICC es archivo que contiene una serie de datos que corresponden a una determinada interpretación del color o del espacio de color en que trabajemos.

3 cie 1931 diagram colores de menos saturacic3b3n y brilloEn primer lugar necesitamos espacios de color independientes de los dispositivos (CIE-Lab y otros) y unas herramientas llamadas CMM o Color Matching Module (ICM en Windows y Colorsync en Macintosh o Photoshop) capaces de transformar la información de color de los diversos dispositivos a estos espacios de color independientes de los dispositivos, lo que permitirá dicho entendimiento. Para ello a cada imagen se le añade una marca, conocida como perfil ICC, que identifica el espacio de color en el que esa imagen esta representada. La CMM leerá el ICC de la imagen captada por, pongamos por ejemplo una cámara digital, y lo transformará al espacio de color dispositivo-independiente (creando otro ICC), para posteriormente volverlo a transformar al espacio de color de, por ejemplo, una impresora. De esa manera conseguimos mantener la máxima coherencia de colores entre los diversos dispositivos.

El proceso, pese a todo no es tan sencillo. El método más profesional consiste en no fiarse completamente de los perfiles ICC con que los fabricantes dotan a sus dispositivos y crear perfiles personalizados. Es lo que se denomina calibrado-perfilado de dispositivos mediante software e instrumentación específica.

Conceptos Básicos sobre Fotografía Digital - Balance de Blancos

Diferentes temperaturas de colorLlamamos temperatura de color a aquella a la que se encuentra una fuente incandescente emisora de luz responsable del color de esa luz emitida y se mide en grados Kelvin y su escala se comprende de luz cálida a luz fría, dependiendo de los grados Kelvin de menor a mayor, es decir a menos grados Kelvil, menor temperara y por tanto es una luz cálida, y a mayor temperatura medida en grados Kelvin, la luz es mas fría. Las películas convencionales están preparadas para una determinada temperatura de color, pero en las cámaras digitales se puede cambiar la temperatura de color a la que va a capturar cada imagen sin necesidad de cambiar el carrete, ya que el sensor no es capaz de diferenciar esos valores. A esta posibilidad se le denomina control de balance de blancos y las cámaras digitales suelen ofrecer varias posibilidades de ajuste del mismo (luz del día o exteriores, día cubierto, sombra, luz incandescente o bombilla, luz fluorescente, etc.) además de la posibilidad del ajuste automático, basado en la luz que mide el sensor y que debemos probar para asegurarnos de su correcto funcionamiento. En ocasiones ocurre que las fuentes de luz artificial emiten un espectro de luz no continuo (emiten un espectro de luz diferente al visible) que puede hacer que el sistema automático no funcione correctamente y debamos proceder a un control manual del balance de blancos.

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  • Ruido: Explicado en el apartado anterior
  • 1 specular highlights often showed signficant color aliasing photo by nick didlick vancouver sunGeneración de colores ficticios o color aliasing: En los procesos de interpolación con píxeles vecinos que efectúa el sensor digital para ajustar el color de un píxel concreto, puede dar como resultado la aparición de colores inapropiados, sobre todo en las zonas de transición entre colores (este es en realidad el llamado aliasing de crominancia, ya que existe otro tipo de aliasing, llamado de luminaria que se debe a problemas de resolución óptica del objetivo).

El aliasing de crominancia, que es que más nos interesa, se suele corregir con los llamados filtros anti-aliasing, software que emplea algoritmos mejorados para efectuar una mejor interpolación de colores.

  • olnSheRMoiré: Se produce sobre todo en tramas repetitivas que se alternan con zonas oscuras, con una inclinación similar a la trama de píxeles del sensor, lo que a veces produce la activación de solo determinadas filas de píxeles (puede cambiar variando la orientación de la cámara). Suelen eliminarse los llamados filtros de “paso bajo” (low pass) que filtran y polarizan la luz.
  • Vertical smearBlooming y smear: El blooming se genera por el transvase de electrones de píxeles con el pozo lleno hacia los píxeles vecinos apareciendo una especie de halo circular, azul o rojo habitualmente, que rodea a los píxeles quemados. El smear se produce por la misma razón pero aparece como líneas verticales, en relación a puntos muy luminosos, debido a que los drenadores verticales de cargas no pueden eliminar con rapidez tal exceso de electrones.
  • cuadradosPixelazo o jagging: Efecto “escalera” que es más acentuado en las líneas oblicuas y cuanto mayor es el valor de enfoque de la cámara. Se suele evitar desactivando esta capacidad de enfoque extra que tienen las cámaras o fotografiando a mayor resolución.
Conceptos Básicos sobre Fotografía Digital - Sensibilidad

Los sensores disponen de una eficacia cuántica, es decir pueden convertir en electrones un número determinado de fotones, por encima de la cuál no es posible aumentar la sensibilidad del sensor, pero en un sensor-color esta eficacia cuántica debe referirse a cada uno de los tres colores primarios azul, verde y rojo, lo que se llama sensibilidad espectral.

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Los sensores presentan una sensibilidad espectral máxima para el naranja, muy fuerte para el rojo, muy alta para el infrarrojo, aceptable para el verde y débil para el azul-violeta, lo que se soluciona amplificando la salida del canal azul. De esta manera se intenta que los píxeles con diferentes filtros de color terminen por disponer de  sensibilidades espectrales lo mas parejas. Esta amplificación del canal azul puede conllevar un aumento del ruido.

El aumento de la ISO de la cámara genera ruido digital, ya que los sensores son siempre los mismos (en fotografía convencional podemos utilizar películas de distintas sensibilidades), cuando variamos la sensibilidad en una cámara digital, realmente lo que hacemos es amplificar la salida del sensor en todos los canales; por tanto cuanta mayor sea la sensibilidad que elijamos, mayor es la amplificación de la señal normal captada por el sensor, y además amplificaremos el ruido.

Conceptos Básicos sobre Fotografía Digital - Ruido

El sensor digital acumula una carga eléctrica que es directamente proporcional al número de fotones que le llegan. Sin embargo en el tratamiento de las mismas, previamente a la digitalización, nos encontramos con valores de carga superiores a los que cabría esperar, esto se debe a la adición de una serie de electrones que no son de origen fotónico, y que por tanto incrementan la carga del sensor sin que dicha carga tenga ninguna relación con la imagen, a la que desvirtúan. A esta es a lo que se denomina ruido.Tecnologia ProcesadoresImagenV Web 07 AA 400x300

Tipos:

  • Ruido de oscuridad: Producido por electrones de origen térmico, por el calentamiento del sensor por su propio funcionamiento (sobre todo en exposiciones prolongadas, ya que en circunstancias normales es casi despreciable). Su reducción implica fundamentalmente procurar mantener frío el sensor.
  • Ruido de lectura: Producido por el proceso de cuantificación de la señal tras la exposición, fundamentalmente por el preamplificador situado a la salida del sensor. Se disminuye mejorando la calidad de estos circuitos de salida (aislamiento, etc.). Es un ruido mas característico de los sensores CMOS, debido a que desarrollan más funciones en todo el bloque monolítico que compone el chip, con lo que la circuitería es mayor, generándose mayores niveles de ruido.
  • Ruido fotónico: Es un tipo de ruido que depende de la naturaleza cuántica de la luz y cuyo grado es directamente proporcional a la exposición, por lo que siempre está presente y está considerado como parte de la carga útil del píxel (es aquella parte de la carga de origen exclusivamente fotónico).
  • Ruido estructural permanente: Consecuencia de diferencias de sensibilidad entre los diferentes pixeles de un sensor (“no uniformidad de la fotorrespuesta”).
  • Ruido por “pozo lleno”: Consecuencia del aporte de electrones que se realiza desde píxeles vecinos, que se han llenado y cuya carga ha rebosado, afectando a los píxeles próximos, al no haber podido ser drenados convenientemente.

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