Calibración de color

El objetivo de la calibración de color es medir y/o ajustar la respuesta de color de un dispositivo (entrada o salida) a un estado conocido. En términos del Consorcio Internacional del Color (ICC), esta es la base para una caracterización de color adicional del dispositivo y la posterior elaboración de perfiles. En flujos de trabajo que no son ICC, la calibración a veces se refiere a establecer una relación conocida con un espacio de color estándar de una sola vez. El dispositivo que se va a calibrar a veces se conoce como fuente de calibración; el espacio de color que sirve como estándar a veces se conoce como objetivo de calibración. La calibración de color es un requisito para todos los dispositivos que participan activamente en un flujo de trabajo con gestión del color y se utiliza en muchas industrias, como la producción de televisión, los juegos, la fotografía, la ingeniería, la química, la medicina y más.

Los datos de entrada pueden provenir de dispositivos como cámaras digitales, escáneres de imágenes o cualquier otro dispositivo de medición. Esas entradas pueden ser monocromáticas (en cuyo caso solo es necesario calibrar la curva de respuesta, aunque en algunos casos selectos también se debe especificar el color o la distribución de potencia espectral a la que corresponde ese canal único) o especificarse en color multidimensional, más comúnmente en el modelo rojo-verde-azul de tres canales. Los datos de entrada se calibran, en la mayoría de los casos, en relación con un espacio de conexión de perfiles (PCS).

Uno de los factores más importantes a tener en cuenta al tratar con la calibración del color es contar con una fuente válida. Si la fuente de medición del color no coincide con las capacidades de la pantalla, la calibración será ineficaz y arrojará lecturas falsas.

Los principales factores de distorsión en la etapa de entrada se originan en la no linealidad de la amplitud de las respuestas del canal y, en el caso de un flujo de datos multidimensional, en las respuestas de longitud de onda no ideales de los filtros de separación de color individuales, más comúnmente una matriz de filtros de color, en combinación con la distribución de potencia espectral de la iluminación de la escena.

Después de esto, los datos suelen circular por el sistema y se traducen a un espacio de trabajo RGB para su visualización y edición.

En la etapa de salida, al exportar a un dispositivo de visualización como un tubo de rayos catódicos, una pantalla de cristal líquido o un proyector digital, el ordenador envía una señal a la tarjeta gráfica del ordenador en forma de RGB [rojo, verde, azul]. El conjunto de datos [255,0,0] indica sólo una instrucción del dispositivo, no un color específico. Esta instrucción [R,G,B]=[255,0,0] hace que la pantalla conectada muestre rojo con el brillo máximo alcanzable [255], mientras que los componentes verde y azul de la pantalla permanecen oscuros [0]. Sin embargo, el color resultante que se muestra depende de dos factores principales:

• los fósforos u otro sistema realmente produciendo una luz que cae dentro del espectro rojo;
• el brillo general del color, resultando en la percepción de color deseada: una fuente de luz extremadamente brillante siempre será vista como blanco, independientemente de la composición espectral.

Por lo tanto, cada dispositivo de salida tendrá su propia firma de color única, que mostrará un color determinado según las tolerancias de fabricación y el deterioro del material por el uso y el paso del tiempo. Si el dispositivo de salida es una impresora, otros factores de distorsión son las cualidades de un lote particular de papel y tinta.

Las cualidades conductoras y el cumplimiento de las normas de los cables, circuitos y equipos de conexión también pueden alterar la señal eléctrica en cualquier etapa del flujo de la señal. (Un conector VGA insertado parcialmente puede dar como resultado una pantalla monocromática, por ejemplo, ya que algunos pines no están conectados).

La percepción del color está sujeta a los niveles de luz ambiental y al punto blanco ambiental; por ejemplo, un objeto rojo se ve negro con luz azul. Por lo tanto, no es posible lograr una calibración que haga que un dispositivo se vea correcto y consistente en todas las condiciones de captura o visualización. La pantalla de la computadora y el objetivo de calibración deberán considerarse en condiciones de iluminación controladas y predefinidas.

La forma más común de calibración tiene como objetivo ajustar cámaras, escáneres, monitores e impresoras para la reproducción fotográfica. El objetivo es que una copia impresa de una fotografía parezca idéntica en saturación y rango dinámico al original o al archivo fuente en la pantalla de una computadora. Esto significa que se deben realizar tres calibraciones independientes:

• La cámara o el escáner necesita una calibración específica del dispositivo para representar los colores estimados del original de manera inequívoca.
• La pantalla del ordenador necesita una calibración específica para reproducir los colores del espacio de color de la imagen.
• La impresora necesita una calibración específica para reproducir los colores del espacio de color de la imagen.

Estos objetivos se pueden lograr mediante la traducción directa de valores de origen a destino o utilizando un espacio de color de referencia conocido como punto intermedio. En el sistema de perfiles de color más utilizado, el ICC, esto se conoce como PCS o "Espacio de conexión de perfiles".

Para calibrar la cámara es necesario fotografiar un objetivo de calibración conocido y convertir la salida resultante de la cámara en valores de color. A continuación, se puede crear un perfil de corrección utilizando la diferencia entre los valores de los resultados de la cámara y los valores de referencia conocidos. Cuando es necesario calibrar dos o más cámaras en relación entre sí para reproducir los mismos valores de color, se puede utilizar la técnica de mapeo de color.

Para crear un perfil de escáner se necesita una fuente de destino, como un destino IT8, un original con muchos campos de color pequeños, que fue medido por el desarrollador con un fotómetro. El escáner lee este original y compara los valores de color escaneados con los valores de referencia del destino. Teniendo en cuenta las diferencias de estos valores, se crea un perfil ICC, que relaciona el espacio de color específico del dispositivo (espacio de color RGB) con un espacio de color independiente del dispositivo (espacio de color L*a*b*). De este modo, el escáner puede generar una salida con fidelidad de color a lo que lee.

Para calibrar el monitor, se coloca un colorímetro sobre la superficie de la pantalla, protegido de toda luz ambiental. El software de calibración envía una serie de señales de color a la pantalla y compara los valores que se enviaron realmente con las lecturas del dispositivo de calibración. Esto establece las compensaciones actuales en la pantalla de color. Según el software de calibración y el tipo de monitor utilizado, el software crea una matriz de corrección (es decir, un perfil ICC) para los valores de color antes de enviarlos a la pantalla o da instrucciones para modificar el brillo/contraste de la pantalla y los valores RGB a través del OSD. Esto ajusta la pantalla para reproducir con bastante precisión la parte dentro de la gama de un espacio de color deseado. El objetivo de calibración para este tipo de calibración es el papel de impresión iluminado por luz D65 a 120 cd/m².

El perfil ICC de una impresora se crea comparando el resultado de una prueba de impresión realizada con un fotómetro con el archivo de referencia original. La tabla de prueba contiene colores CMYK conocidos, cuyas compensaciones con respecto a los colores L*a*b* reales escaneados por el fotómetro dan como resultado un perfil ICC. Otra posibilidad para crear un perfil ICC de una impresora es utilizar un escáner calibrado como dispositivo de medición para la tabla de prueba CMYK impresa en lugar de un fotómetro. Es necesario un perfil de calibración para cada combinación de impresora/papel/tinta.

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