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Luz e Cor Luz como onda Eletro-magnética Percepção humana de luminosidade Espaço de Cor do olho humano (RGB) Espaço de Cor XYZ Espaço de Cor HSV Espaço.

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Cor Rodrigo de Toledo. Como ordenar cores? Dado um conjunto de esferas: Ordenar por tamanho! OK Ordenar por peso! OK Ordenar por cor ????

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Apresentação em tema: "Luz e Cor Luz como onda Eletro-magnética Percepção humana de luminosidade Espaço de Cor do olho humano (RGB) Espaço de Cor XYZ Espaço de Cor HSV Espaço."— Transcrição da apresentação:

1 Luz e Cor Luz como onda Eletro-magnética Percepção humana de luminosidade Espaço de Cor do olho humano (RGB) Espaço de Cor XYZ Espaço de Cor HSV Espaço de Cor YIQ

2 Luz Onda eletro-magnética

3 Luz Branca luz branca prisma vermelho alaranjado amarelo verde azul violeta luz branca (acromática) tem todos os comprimentos de onda luz branca (acromática) tem todos os comprimentos de onda Newton

4 Fontes luminosas m E fonte luminosa branca fonte luminosa colorida m E comprimento de onda dominante define a matiz (hue)

5 Características das fontes luminosas m E matiz (hue) comprimento de onda dominante define a matiz (hue) m E brilho (brightness) intensidade define o brilho (brightness) m E saturação a concentração no comprimento de onda dominante define a saturação ou pureza cores pastéis são menos saturadas ou menos puras

6 Processos de formação de cores índices de refração distinto do material base por pigmentação A sucessão de reflexão e refração determinam a natureza da luz refletida tinta preta tinta branca tinta colorida (saturada) tons mais escuros (shade) tons mais claros (tints) Cinzas (greys) PALHETA DO PINTOR tons

7 Processos de formação de cores subtrativos Luz branca Filtro verde Luz verde filtros ou corantes aditivos EiEi EfEf t E f ( ) = t( ). E i ( ) transparência azul amarelo E a+b ( ) = E a ( )+E b ( ) EaEa EbEb a b a+b E a+b índices de refração próximo do material base O olho não vê componentes!

8 Fração da luz absorvida pelo olho sensibilidade relativa m luminosidade

9 Tons de cinza igualmente espaçados Branco Intensidade Posição Preto

10 Tons de cinza perceptualmente espaçados e bandas de Mach Branco Preto Intensidade Posição

11 O olho humano ressalta as altas freqüências (Banda de Mach) Exemplo: Histórias em quadrinhos onde apenas os contornos são desenhados Efeito da Banda de Mach

12 Contraste Simultâneo

13 Espaço de cor do olho humado Olho humano: Cones (RGB) e Bastonetes (cegos para cor) fração de luz absorvida por cada cone comprimento de onda (m ) B G R

14 Percepção de cor Intensidade comprimento de onda (nm) B G R Luz Colorida Luz Branca componente vermelha r = c( ) R( ) d não é bem assim!

15 O problema de reprodução de cor em CG Mundo Real Espaço Virtual E E B G R mesma sensação de cor Metamerismo só distingue 400 mil cores (< 2 19 ) 19 bits deveriam ser suficientes mesma sensação de cor Metamerismo só distingue 400 mil cores (< 2 19 ) 19 bits deveriam ser suficientes

16 Representação perceptual da cor CIE RGB r( ) R g( ) G b( ) B Cor Monocromática C( ) Problema: Não consegue se representar todas as cores visíveis (falta saturação) R = 700 m G = 546 m B = m C ) = r R + g G + b B

17 Artifício para subtrair uma componente C + r R = g G + b B C = r R + g G + b B, onde r = - r r( ) R g( ) G b( ) B C( )

18 nm546 nm (m ) Valores dos tri-esimulos Combinação de três cores (RGB) para reproduzir as cores espectrais r ) g ) b ) C ) = r ) R + g G + b B Componentes das cores monocromáticas - CIE RGB -

19 Sistemas de cor dependentes de dispositivo - mRGB I ) Sistemas dos Monitores - mRGB R G B 1.0 Y M C W K vermelho azul preto verde amarelo ciano magenta branco normalmente temos 1 byte para cada componente mapeando [0, 255] em [0,1] normalmente temos 1 byte para cada componente mapeando [0, 255] em [0,1] processo aditivo Observação: Componente de luminância do vídeo: Y = R G B

20 Sistemas de cor dependentes de dispositivo - CMY II ) Sistemas das Impressoras -CMY ou CMYK processo predominantemente subtrativo luz branca (1,1,1) tinta ciano (0,1,1) luz ciano (0,1,1) componente vermelha é absorvida C Y M RG B K

21 Conversão RGB para CMY e vice-versa B R G 1.0 Y M C W K vermelho azul preto verde amarelo ciano magenta branco 1.0 Y M C W K preto amarelo ciano magenta branco verde vermelho azul (r,g,b)(c,m,y) (c,m,y) = (1-r, 1-g, 1-b)

22 Sistemas de cor dependentes de dispositivo - CMYK K := min (C, M, Y) C := C - K M := M - K Y := Y - K K := min (C, M, Y) C := C - K M := M - K Y := Y - K l O sistema CMYK usa o preto (blacK) porque o pigmento (carbono) é mais barato; l A superposição de ciano, magenta e amarelo para produzir preto gera um tom meio puxado para o marron. M Y K C base linearmente dependente

23 Escolhendo a Cor RGB /

24 Padrão CIE XYZ Sistema onde todas as cores visíveis sejam representadas por coordenadas positivas. Padrão estabelecido no ínicio da década de As cores X, Y e Z não são cores visíveis no espaço. Y foi escolhida de forma a ser semelhante à curva de sensibilidade do olho (luminância).

25 RGBRGB XYZXYZ = C = r R + g G + b B C = X X + Y Y + Z Z X = r g b Y = r g b Z = r g b Conversão da base CIE RGB para CIE XYZ (X,Y e Z positivos) Escolhendo-se XYZ tal que: tem-se onde

26 Valor m Cores Básicas do CIE 1931 C ) = X X + Y Y + Z Z X X Y Z Nota: Y foi escolhida de forma a Y ser semelhante à curva de sensibilidade do olho (luminância) Componentes das cores monocromáticas - CIE XYZ -

27 X Y Z Plano X+Y+Z=1 Cores visíveis representadas no sistema CIE XYZ

28 Valores típicos de iluminamento de uma superfície Modo Valores (lux) Luz do dia(máximo) Luz de dia sombrio Interior próximo a janela Minimo p/ trabalho 100 Lua cheia 0,2 Luz das estrelas 0,000 3 … e o olho se acomoda! … e o olho se acomoda! Um parenteses sobre luminosidade ou brilho x = X/(X+Y+Z) y = Y/(X+Y+Z) z = Z/(X+Y+Z) x = X/(X+Y+Z) y = Y/(X+Y+Z) z = Z/(X+Y+Z) Retirar o fator luminosidade ou brilho projetando no plano X+Y+Z=1 note que x+y+z =1 Retirando a luminosidade ou brilho da definição da cor em CIE XYZ X = ( x / y ) Y Y = Y Z = (1-x-y ) Y / y X = ( x / y ) Y Y = Y Z = (1-x-y ) Y / y

29 Cores visíveis representadas no sistema CIE xyY

30 Purpura Azul Cian Verde Amarelo Vermelho x y Branco Cores visíveis representadas no sistema CIE xyY

31 y x Branco C2C2 C1C1 cores saturadas a b saturação de C 1 = a a + b y x Branco C C C é complementar a C C + C = Branco Saturação e cor complementar no diagrama de cromaticidade xy

32 x y gamute de um monitor gamute de uma impressora C1C1 C2C2 W C 2 cor não realizável C 1 cor não realizável na impressora Gamute de cromaticidade de dispositivos

33 R G B Sistemas de cor mais indicados para interface com usuário - HSV K R YG C BM Value Hue Saturation

34 Conversão de HSV para RGB R G B V decompor (r,g,b) na base de V e do espaço ortogonal a ele.

35 Escolhendo a Cor HSV

36 Escolhendo a Cor HSV

37 Escolhendo a Cor HSV

38 Escolhendo a Cor YIQ


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