Adaptación cromática

La adaptación cromática es la capacidad del sistema visual humano para ajustarse a los cambios de iluminación con el fin de preservar la apariencia de los colores de los objetos. Es responsable de la estabilidad en la apariencia de los colores de los objetos a pesar de la amplia variación de luz que estos pueden reflejar y que nuestros ojos perciben. Una función de transformación de adaptación cromática ( CAT ) emula este importante aspecto de la percepción del color en los modelos de apariencia cromática .

Un objeto puede observarse bajo diversas condiciones. Por ejemplo, puede estar iluminado por la luz del sol, la luz del fuego o una luz eléctrica intensa. En todas estas situaciones, la visión humana percibe que el objeto tiene el mismo color: una manzana roja siempre se ve roja, ya sea de día o de noche (si la manzana está iluminada, ya que los bastones de nuestros ojos no perciben el rojo). Por otro lado, una cámara sin ajuste de luz puede registrar la manzana con un color variable. Esta característica del sistema visual se denomina adaptación cromática o constancia del color ; cuando la corrección se realiza en una cámara, se conoce como balance de blancos .

Aunque el sistema visual humano generalmente mantiene una percepción cromática constante bajo diferentes condiciones de iluminación, existen situaciones en las que el brillo relativo de dos estímulos distintos se invierte según el nivel de iluminación . Por ejemplo, los pétalos amarillos brillantes de las flores se ven oscuros en comparación con las hojas verdes con poca luz, mientras que ocurre lo contrario durante el día. Este fenómeno se conoce como efecto Purkinje y se produce porque la sensibilidad máxima del ojo humano se desplaza hacia el extremo azul del espectro a niveles bajos de luz.

El método de adaptación cromática de von Kries es una técnica que se utiliza a veces en el procesamiento de imágenes de cámaras. El método consiste en aplicar una ganancia a cada una de las respuestas de sensibilidad espectral de las células cono humanas para mantener constante la apariencia adaptada del blanco de referencia. La aplicación de la idea de Johannes von Kries de ganancias adaptativas en los tres tipos de células cono fue aplicada explícitamente por primera vez al problema de la constancia del color por Herbert E. Ives , ^{[ 1 ] [ 2 ]} y el método a veces se denomina transformada de Ives ^{[ 3 ]} o adaptación de von Kries-Ives. ^{[ 4 ]}

La regla del coeficiente de von Kries se basa en la suposición de que la constancia del color se logra adaptando individualmente las ganancias de las respuestas de los tres conos, ganancias que dependen del contexto sensorial, es decir, la historia del color y el entorno. Por lo tanto, las respuestas de los conos${\displaystyle c'}$Los dos espectros radiantes pueden coincidir mediante la elección adecuada de las matrices de adaptación diagonales D ₁ y D ₂ : ^{[ 5 ]}

${\displaystyle c'=D_{1}\,S^{T}\,f_{1}=D_{2}\,S^{T}\,f_{2}}$

dónde${\displaystyle S}$es la matriz de sensibilidad de los conos y${\displaystyle f}$es el espectro del estímulo condicionante. Esto conduce a la transformada de von Kries para la adaptación cromática en el espacio de color LMS (respuestas del espacio de respuesta de los conos de longitud de onda larga, media y corta):

${\displaystyle D=D_{1}^{-1}D_{2}={\begin{bmatrix}L_{2}/L_{1}&0&0\\0&M_{2}/M_{1}&0\\0&0&S_{2}/S_{1}\end{bmatrix}}}$

Esta matriz diagonal D relaciona las respuestas de los conos, o colores, en un estado de adaptación con los colores correspondientes en otro; cuando se presume que el estado de adaptación está determinado por la fuente de luz, esta matriz resulta útil como una transformación de adaptación a la fuente de luz. Los elementos de la matriz diagonal D son las razones de las respuestas de los conos (largo, medio, corto) para el punto blanco de la fuente de luz .

La transformada de von Kries más completa, para colores representados en el espacio de color XYZ o RGB , incluye transformaciones matriciales hacia y desde el espacio LMS , con la transformada diagonal D en el medio. ^{[ 6 ]}

La Comisión Internacional de Iluminación (CIE) ha publicado un conjunto de modelos de apariencia de color , la mayoría de los cuales incluían una función de adaptación de color. CIE L*a*b* (CIELAB) realiza una transformación de tipo von Kries "simple" en el espacio de color XYZ, ^{[ 7 ]} mientras que CIELUV utiliza una adaptación de punto blanco de tipo Judd (traslacional) . ^{[ 8 ]} Dos revisiones de modelos de apariencia de color más completos, CIECAM97s y CIECAM02 , incluían cada una una función CAT, CMCCAT97 y CAT02 respectivamente. ^{[ 7 ]} El predecesor de CAT02 ^{[ 9 ]} es una versión simplificada de CMCCAT97 conocida como CMCCAT2000. ^{[ 10 ]}

• CIE TC 1-52 (2004). Revisión de las transformaciones de adaptación cromática . 160:2004. CIE. ISBN 978-3-901906-30-5.{{cite book}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )

• Algoritmos de balance de color archivados el 21/04/2021 en Wayback Machine .
• Evaluación de la adaptación cromática