Si alguna vez ha intentado capturar una puesta de sol con su teléfono inteligente, sabes que los colores no siempre coinciden con lo que ves en la vida real. Los investigadores están cada vez más cerca de resolver este problema con un nuevo conjunto de algoritmos que permiten registrar y mostrar el color en imágenes digitales de una manera mucho más realista.

"Cuando vemos una escena hermosa, queremos grabarlo y compartirlo con otros, "dijo Min Qiu, líder del Laboratorio de Fotónica e Instrumentación para Nano Tecnología (PAINT) en la Universidad de Westlake en China. "Pero no queremos ver una foto o video digital con los colores incorrectos. Nuestros nuevos algoritmos pueden ayudar a los desarrolladores de cámaras digitales y pantallas electrónicas a adaptar mejor sus dispositivos a nuestros ojos".

En Optica , La revista de la Optical Society (OSA), Qiu y sus colegas describen un nuevo enfoque para digitalizar el color. Se puede aplicar a cámaras y pantallas, incluidas las que se utilizan para computadoras, televisores y dispositivos móviles, y se utiliza para ajustar el color de la iluminación LED.

"Nuestro nuevo enfoque puede mejorar las pantallas disponibles comercialmente en la actualidad o mejorar el sentido de la realidad para las nuevas tecnologías, como las pantallas de visión cercana para la realidad virtual y las gafas de realidad aumentada, "dijo Jiyong Wang, miembro del equipo de investigación PAINT. "También se puede utilizar para producir iluminación LED para hospitales, túneles, submarinos y aviones que imitan con precisión la luz solar natural. Esto puede ayudar a regular el ritmo circadiano en personas que carecen de exposición al sol. por ejemplo."

Mezcla de color digital

Los colores digitales, como los de una televisión o la pantalla de un teléfono inteligente, se crean típicamente combinando rojo, verde y azul (RGB), con cada color asignado un valor. Por ejemplo, un valor RGB de (255, 0, 0) representa rojo puro. El valor RGB refleja una relación de mezcla relativa de tres luces primarias producidas por un dispositivo electrónico. Sin embargo, no todos los dispositivos producen esta luz primaria de la misma manera, lo que significa que las coordenadas RGB idénticas pueden verse como colores diferentes en diferentes dispositivos.

También hay otras formas, o espacios de color, se utiliza para definir colores como el tono, saturación, valor (HSV) o cian, magenta, amarillo y negro (CMYK). Para que sea posible comparar colores en diferentes espacios de color, la Comisión Internacional de Iluminación (CIE) emitió estándares para definir los colores visibles para los humanos en función de las respuestas ópticas de nuestros ojos. La aplicación de estos estándares requiere que los científicos e ingenieros conviertan digital, espacios de color basados ​​en computadora tales como espacios de color basados ​​en RGB a CIE al diseñar y calibrar sus dispositivos electrónicos.

En el nuevo trabajo los investigadores desarrollaron algoritmos que correlacionan directamente las señales digitales con los colores en un espacio de color CIE estándar, haciendo innecesarias las conversiones de espacio de color. Colores, según lo definido por los estándares CIE, se crean mediante la mezcla de colores aditivos. Este proceso implica calcular los valores CIE para las luces primarias impulsadas por señales digitales y luego mezclarlas para crear el color. Para codificar colores según los estándares CIE, los algoritmos convierten las señales digitales pulsadas para cada color primario en coordenadas únicas para el espacio de color CIE. Para decodificar los colores, otro algoritmo extrae las señales digitales de un color esperado en el espacio de color CIE.

"Nuestro nuevo método asigna las señales digitales directamente a un espacio de color CIE, ", dijo Wang." Debido a que ese espacio de color no depende del dispositivo, los mismos valores deben percibirse como el mismo color incluso si se utilizan diferentes dispositivos. Nuestros algoritmos también permiten tratar de forma independiente y precisa otras propiedades importantes del color, como el brillo y la cromaticidad ".

Creando colores precisos

Los investigadores probaron sus nuevos algoritmos con iluminación, aplicaciones de visualización y detección que incluían LED y láseres. Sus resultados coincidieron muy bien con sus expectativas y cálculos. Por ejemplo, demostraron esa cromaticidad, que es una medida de colorido independiente del brillo, podría controlarse con una desviación de solo ~ 0,0001 para LED y 0,001 para láseres. Estos valores son tan pequeños que la mayoría de la gente no podría percibir ninguna diferencia de color.

Los investigadores dicen que el método está listo para aplicarse a luces LED y pantallas disponibles comercialmente. Sin embargo, Lograr el objetivo final de reproducir exactamente lo que vemos con nuestros ojos requerirá resolver problemas científicos y técnicos adicionales. Por ejemplo, para grabar una escena como la vemos, Los sensores de color de una cámara digital tendrían que responder a la luz de la misma forma que los fotorreceptores de nuestros ojos.

Para seguir construyendo sobre su trabajo, los investigadores están utilizando nanotecnologías de última generación para mejorar la sensibilidad de los sensores de color. Esto podría aplicarse a las tecnologías de visión artificial para ayudar a las personas que tienen daltonismo, por ejemplo.