Sistemas de representación del color

Las tres denominaciones que determinan toda sensación de color: tono, saturación y luminosidad, serán explicados a través de los sistemas de clasificación de algunos de los principales estudiosos, que intentaron coordinar así la representación de los colores y de sus constantes:

• El doble cono de Guillermo Ostwald (1835–1932). 
• El sólido de Albert Munsell (1858–1918). 
• El cubo de Alfredo Hickethier. 
• El triángulo CIE (Comisión Internationale de l'Eclairage) 
  
  Sólido de los colores
  
  Si se quiere asignar a cada color una determinada posición en un sistema que coordine el tono, saturación y luminosidad, es necesario representar los colores por medio de un sólido tridimensional, en el que una de las dimensiones determinará la posición de los tonos, 

otras para la posición de la saturación, y la tercera la luminosidad de cada tono. 

Precisando: el eje vertical del sólido comprende la escala de grises con el blanco en el vértice superior y el negro en el vértice inferior. La escala graduada de éste eje vertical se llama escala de grises o también escala acromática o eje neutro.

El eje horizontal o radial, que es un círculo —sección horizontal del sólido, perpendicular al eje de los grises—, corresponde a la posición de la saturación de cada uno de los tonos.

La saturación aumenta al alejarse el eje vertical y acercarse a la periferia exterior, llamada línea y superficie de saturación.

El doble cono de Guillermo Ostwald

Los dos conos que constituyen el sólido de Ostwald tienen la base común. Sobre la circunferencia común a ambas bases, se disponen 24 tonos de color que desde el amarillo, contraseñado con 00, y pasando por el rojo y el violeta, conducen al azul, volviendo después al amarillo a través del verde. El paso del blanco al negro se efectúa a través de una escala de grises cuyos campos llevan las contraseñas: aa cc ee gg ii ll nn pp, para indicar mayor o menor cantidad de blanco o de negro.

En este sistema, el significado de tono se expresa con la frase contenido de color:

• La luminosidad, con contenido de negro 
• la saturación con contenido de blanco
  
  Según el sistema de Ostwald, el color se califica indicando en el sólido las tres constantes. Por ejemplo, 50 pa significa azul puro saturado: 50 es el número del tono del color, p (saturación) indica el contenido de blanco mínimo y a (luminosidad), el contenido de negro mínimo.
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  El sólido de Munsell
  
  El sólido de Munsell está constituido por una especie de esfera o árbol en la que cada uno de los tonos corresponde a un plano, casi semicircular acoplado al eje vertical del gris. Sobre la circunferencia de la sección horizontal del sólido, el campo de los colores espectrales, los tonos —comprendido el magenta—, está dividido en 10 sectores iguales y cada sector, a su vez en otros 10.
  
  Los tonos están indicados con las letras:
  
  
  

  • R = Red (rojo) 
  • RY = Red–Yellow (anaranjado) 
  • Y = Yellow (amarillo) 
  • YG = Yellow–Green (amarillo–verde) 
  • W = Green (verde) 
  • GB = Green–Blue (verde–azul) 
  • B = Blue (azul (cyan)) 
  • BP = Blue–Purple (azul–púrpura (violeta)) 
  • P = Purple (púrpura (magenta)) 
  • PR = Purple–Red (magenta–rojo (rojo–púrpura) 
    
    
  La denominación del color se verifica de la siguiente forma: Ejemplo: 5G 8/6; 5G indica el tono —G sector del verde, posición 5—; 8 significa luminosidad esto es la posición vertical sobre la escala del gris; 6 indica la posición de la saturación sobre el eje horizontal. 

  
  

  

  
  

  El cubo de Alfredo Hickethier

  
  El sólido de los colores de Hickethier es un cubo o hexaedro regular apoyado en uno de sus vértices. La diagonal que une con su opuesto el vértice sobre el que se apoya el sólido, forma la escala de grises con el blanco arriba y el negro abajo.

  
  Los colores base: amarillo, magenta y cyan están en los extremos de las aristas que parten del blanco. Los colores que se originan por su mezcla, están en el extremo de las aristas que salen del negro, Cada arista se divide en 10 partes ortogonales perpendiculares a ellas mismas, y numeradas del 0 al 9. El sólido tiene 1.000 subdivisiones iguales, correspondientes a mil modulaciones diversas de color. Cada color queda determinado por tres cifras, la primera de las cuales indica la cantidad del amarillo, la segunda la cantidad de magenta y la tercera la cantidad de cyan contenida en cada una de las mezclas.

  
  Para su uso práctico se emplean las diez partes o planos paralelos a la sección blanco, cyan, violeta, magenta —000–009–099–090—, que son diez tablas cuadradas, cada una subdividida en 100 cuadrados submúltiplos, conteniendo cada uno una determinada modulación del color, valorable por las tres cifras de las proporciones de mezcla de los colores base. Esta disposición de los colores resulta particularmente útil en el, campo gráfico, porque permite un fácil control de las tintas que interesan determinando exactamente los componentes base. 

  
  

  

  
  

  El triángulo C.I.E. (Comisión Internacional de Iluminación)

  
  Para una medida objetiva del color, la Comisión Internacional de Iluminación, propuso en el año 1931, un sistema de valoración de los colores derivados directamente de su posición en el espectro electromagnético de la luz blanca. Según la longitud de onda de cada color la línea de su representación numérica toma la forma de una curva que puede inscribirse en un triángulo casi equilátero, de donde viene la denominación de triángulo CIE, o bien, de cuña CIE, porque como ya hemos visto, la representación se debería realizar no tanto en una figura plana cuanto en una figura sólida.

  
  Para poder incluir realmente todos los colores del espectro solar se eligieron como valencias primarias tres colores virtuales, establecidos por puro cálculo, precisamente el rojo de longitud onda 615 nm. y el violeta de longitud 479 nm. y el verde de longitud 540 nm. La, unión de 380 nm, extremo del violeta con el extremo visible del rojo de 780 nm., se llama línea magenta —púrpura—, color que no se encuentra en el espectro solar, como ya hemos visto, sino que se obtiene superponiendo las refracciones de dos espectros distintos. Por esto, el magenta no tiene una indicación numérica propia, sino que se designa, convencionalmente con la longitud de onda del color complementario, esto es con la longitud de onda del color que, mezclado con un determinado tono de magenta, permite obtener la luz blanca. Para indicar que se trata de la longitud de onda de un complementario, el signo menos precede a la cifra que indica la longitud de onda. Así, el magenta de máxima saturación tiene su complementario en el verde– azul de 511 nm.; por tanto el tono del magenta elegido se indicará con la cifra -511 (menos 511).

  
  La luminosidad en esta representación bidimensional de las tonalidades cromáticas, no está representada gráficamente. Se puede, sin embargo, construir traduciendo sus porcentajes en valores numéricos de 0 a 10 sobre la altura del sólido que se puede derivar de ella, y que toma la forma de cucurucho.

  
  Concluyamos observando que los colores del triángulo CIE se clasifican como colores luz, en cuanto se usa la correspondiente longitud de onda como criterio discriminador. Es evidente, por tanto, que ninguno de los colores pigmentos de que disponemos, podrá alcanzar la pureza, esto es, la máxima saturación indicada en la clasificación espectral del triángulo cuña C.I.E. 

  
  
  

  

  
  

  
  

  
  

  RGB
  
  Aunque el modelo RGB está basado en nuestra forma natural de percibir el color, no es el único modo de representar el color digitalmente, ni un sistema tan sencillo como puede parecer. Para definir bien los colores hay que atenerse a algún sistema que represente el espectro visual.
  
  En los orígenes de la informática en color, los ingenieros de sistemas presentaban todos los modelos que eran “lo bastante buenos”. Las cosas eran más sencillas porque la memoria era escasa, y los pixeles se definían mediante un número limitado de colores y no con recetas RGB precisas.
  Se solía asignar un Byte a cada píxel, con lo que se obtenían 256 valores posibles. Esos valores no representaban un color real, sino una posición en una lista de colores predefinidos conocida como “tabla de consulta de colores” o “CLUT” y almacenada en la memoria. La tabla de colores estándar que incorporaba el ordenador era la paleta del sistema. Lo ideal era que los usuarios la sustituyeran por otra de su elección, para aplicar los colores que incluía la imagen visualizada. Los usuarios no tardaron en descubrir que podían crear efectos sorprendentes al cambiar la paleta.
  Con 16,7 millones de colores, los espacios cromáticos que utilizamos ahora son complejos modelos matemáticos que requieren un sistema más sofisticado. El mejor ejemplo de espacios cromáticos es el modelo CIE-LAB, propuesto por primera vez por la Comisión Internacional sobre la Iluminación (CIE) en 1960 y publicado en 1976. Se trata de una transformación del espacio CIE-XYZ en que, en lugar de una combinación de tres primarios, los colores se definen con los valores L, a y b. El valor L representa la luminosidad, mientras que a y b pueden describirse como rojo/tonos verdes y amarillo/tonos azules.
  
  El sistema LAB está diseñado para percibirse uniformemente, de modo que la relación matemática entre los valores cromáticos corresponden a las relaciones visuales que vemos: “la mitad de oscuro”, “el doble de rojo”, etc. El principal inconveniente de este sistema es que es demasiado matemático para que el proceso de imágenes digital sea un éxito. Por tanto, para el almacenamiento y las manipulaciones cotidianas recurrimos al sistema RGB. Un espacio cromático RGB se define como un triangulo con tres vértices (primarios) dentro del diagrama CIE del espectro visible. El espacio cromático real de la pantalla del ordenador, por ejemplo, se denomina RGB Monitor. Otros espacios RGB pueden definirse con primarios arbitrarios para cubrir una útil gama de colores. Algunos ejemplos son sRGB y Adobe RGB (1998).
  
  Puesto que la mayoría de la gente no piensa en el color en términos de combinaciones RGB, por no hablar de las propiedades innombrables de LAB, se han creado otros espacios cromáticos para definir los colores de forma más intuitiva. El sistema HSV, o HSB, expresa el color numéricamente en términos de color (verde, amarillo, púrpura u otros), saturación (escasez de gris) y valor (luminosidad). Estos elementos corresponden a las propiedades físicas de la longitud de onda, la pureza de excitación y la luminancia dominantes.
  
  

  HSB y HLS

  
  

  Los Modelos HSB y HLS están basados en los sólidos de Münsell. Presentan una gran ventaja frente a los dos anteriores, ya que su uso es muy intuitivo. Las iniciales HSB y HLS corresponden a las palabras inglesas Hue, Saturation y Bright y las mismas cambiando Bright por Luminosity, que significan Tono, Saturación, Brillo y Luminosidad. Ambos modelos intentan simular el comportamiento del ojo humano a través de las tres variables señaladas. La variable H varía a lo largo del círculo cromático, por lo que su valor oscila entre 0 y 360. El resto de las variables son porcentajes. Una diferencia fundamental entre el sistema HLS y el HSB es que en HLS el tono (H) depende de la saturación (S), mientras que en HSB son independientes. Esto provoca que en HSB podamos encontrar 360 ‘blancos’ distintos mientras que en HLS no. Dicho geométricamente, y simplificándolo mucho, el sólido asociado al sistema HSB es un cilindro que se colapsa en un doble cono en el sistema HLS.

  
  

  HSB es un modelo de color que se parece al sistema de Munsell de tono, valor y cromatismo en que utiliza tres ejes similares para definir un color. HSB es una derivación de los espacios de color RGB y es un espacio de color dependiente de dispositivo. En HSB, las tres características fundamentales del color son:

  
  
• Tono: es el color reflejado o transmitido a través de un objeto. Se mide como una posición en la rueda de colores estándar y se expresa en grados, entre 0° y 360°. Normalmente, el tono se identifica por el nombre del color, como rojo, naranja o verde.
• Saturación: también denominada cromatismo, es la fuerza o pureza del color. La saturación representa la cantidad de gris que existe en proporción al tono y se mide como porcentaje comprendido entre 0% (gris) y 100% (saturación completa). En la rueda decolores estándar, la saturación aumenta a medida que nos aproximamos al borde de la misma.

• Brillo: es la luminosidad u oscuridad relativa del color y se suele medir como un porcentaje comprendido entre 0% (negro) y 100% (blanco).

En Photoshop se puede utilizar el modelo de color HSB para definir un color en la paleta Color o en el cuadro de diálogo Selector de color, aunque no se dispone de ningún modo HSB para crear y editar imágenes. 

CMYK

El modelo CMYK se basa en la cualidad de absorción de la luz que tiene la tinta impresa en papel. Cuando la luz blanca incide en tintas translúcidas, se absorben (se sustraen) determinadas longitudes de onda visibles, mientras que otras se vuelven a reflejar en los ojos. Por este motivo, estos colores se denominan colores sustantivos.

Teóricamente, deben combinarse pigmentos puros de cian (C), magenta (M) y amarillo (Y) para absorber toda la luz y producir el color negro. Sin embargo, como todas las tintas de impresión contienen alguna impureza, estas tres tintas producen un marrón sucio. Por ello, se utiliza tinta negra (K) además de las tintas cian, magenta y amarillo en las impresiones en cuatricromía. (Se utiliza la letra K (del inglés "black", negro) para evitar confusión, ya que B representa al azul, "blue" en inglés.)