Sistemi colore in Photoshop

Fin qui, negli ultimi articoli, ho dato un’infarinatura sul colore e sulle forme di rappresentazione:

• sintesi additiva e sottrattiva;
• spazio RGB e spazio CMYK;
• modello RGB;
• sistema colore Munsell;
• sistema colore NCS;
• modello HSB;
• modello HLS.

In Photoshop? Come possiamo regolare il colore basandoci su questi schemi? Con un doppio clic sul colore in basso a sinistra (Selettore colore), otteniamo la seguente finestra che racchiude le modalità di rappresentazione.

Modello HLS

Il Modello HLS si basa sugli attributi di luminosità (L = lightness), tonalità (H = hue) e saturazione (S = saturation). È rappresentato da una doppia piramide a base esagonale o doppio cono caratterizzata da due coordinate lineari (L e S) ed una angolare (H).

Modello HSB

Il Modello HSB o HSV si basa sugli attributi di luminanza (B = brightness) e di crominanza, quest’ultima distinta in tinta (H = hue) e saturazione (S = sturation). È rappresentato da un solido piramidale a base esagonale (o a cono) rovesciato caratterizzato da due coordinate lineari (B e S) ed una angolare (H). 

Sistema colore NCS

Il Sistema di colore NCS (Natural Color System) è un sistema cromatico di tipo percettivo proprietario pubblicato dall’Istituto Scandinavo dei Colori di Stoccolma (1950) in grado di definire oltre 10 milioni di colori.

Questo sistema è basto su sei colori identificati come fondamentali dall’occhio umano: il bianco (W), il nero (S), il giallo (Y), il rosso (R), il blu (B) e il verde (G). La notazione NCS si basa sul confronto fra un colore e i sei colori fondamentali. Lo Spazio del Colore NCS è descrivibile con un modello 3D dalla forma di un doppio cono dal quale derivano due modelli 2D, che ne rappresentano le sezioni: il Cerchio dei Colori NCS e il Triangolo dei Colori NCS.

Sistema colore Munsell

Ho concluso lo scorso articolo parlando del colore rappresentato da codici o stringhe alfanumeriche, o meglio, da numeri in base 16 o numeri esadecimali: il principio che sta alla base di tutto consiste nel prendere tre attributi e descrivere il colore in relazione a questi attributi. Oggi, come nei prossimi articoli, vi illustro qualche esempio.

Cominciamo col Sistema di colore Munsell, che definisce tre attributi di colore: H (hue = tonalità), C (chroma = saturazione) e V (value = luminosità) e descrive 1488 colori.

Modello RGB

Nel precedente articolo, ho spiegato le differenze tra spazio RGB e spazio CMYK. Ora vediamo cosa caratterizza il modello RGB.

La necessità di definire uno standard descrittivo del colore, indipendente dalle caratteristiche dei dispositivi di visualizzazione o di stampa basato sul concetto di Osservatore Standard, ha portato alla definizione di diversi livelli cromatici.

Il modello RGB è definito mediante le intensità dei tre primari rosso verde e blu associati ad un sistema di coordinate cartesiane, che individuano uno spazio di riferimento dalla forma di un cubo di lato unitario.

L’esistenza di dispositivi dalle differenti performance e la necessità di realizzare, in taluni casi, prodotti con un numero limitato di colori hanno indotto la necessità di standardizzare un certo numero di colori, al fine di garantirne la riproducibilità, indipendentemente dalle caratteristiche dell’hardware.

Spazio RGB e spazio CMYK

Lo spazio colore RGB (sintesi additiva) si propone come standard ideale per tutte le situazioni in cui il colore è riprodotto utilizzando la luce. Fanno quindi riferimento allo spazio colore RGB monitor, scanner, fotocamere e videocamere digitali, videotelefoni, apparecchiature mediche di digitalizzazione, insomma tutti strumenti che permettono di riprodurre o visualizzare immagini digitali.

Gli inchiostri riflettono la luce anziché emetterla, trattenendo dalla luce incidente i colori in modo selettivo e operando una sorta di sottrazione di tonalità dalla luce bianca.

Lo spazio colore CMYK (sintesi sottrattiva) è lo standard utilizzato dai sistemi di stampa (stampanti, plotter, ecc.), che utilizzano un quarto colore, il nero, indicato con K (key color). Necessità indotta da motivi tecnici legai al problema di un’eccessiva copertura dell’inchiostro e dal fatto che il nero prodotto per somma di ciano, magenta e giallo, a causa delle impurità degli inchiostri, è di scarsa qualità.

La gamma di colori dello spazio RGB è in realtà più limitata rispetto allo spettro visibile, ma rimane comunque uno standard più che accettabile. Questo perché normalmente un monitor a colori è in grado di riprodurre fino a 16,7 milioni di colori, un numero di gran lunga superiore a quello dei colori che l’occhio umano percepisce.

Sintesi additiva e sintesi sottrattiva

Esistono diversi metodi descrittivi del colore, ma per rappresentare uno standard devono appartenere ad uno dei due tipi di sintesi:

• sintesi additiva,
• sintesi sottrattiva.

Si parla di sintesi additiva in riferimento ai colori primari della luce, di sintesi sottrattiva in riferimento ai colori primari dei pigmenti, definiti tali se sottraggono o assorbono un primario della luce e riflettono o trasmettono gli altri due.

La sintesi additiva utilizza come primari i colori di alcune luci fondamentali per costruire tutti gli altri. Questi colori sono il rosso, il verde e il blu presenti nel mezzo e ai due estremi dello spettro della luce visibile.

Miscelati fra loro in proporzioni diverse è praticamente possibile ottenere tutti i colori della gamma spettrale. La sintesi additiva è quindi la ricomposizione della luce bianca per somma di radiazioni colorate di diversa lunghezza d’onda.

Rappresentazione del colore

Dal 1931 esiste un modello colorimetrico che rappresenta tutti i colori percepiti dall’occhio umano. Tale Modello CIE XYZ (Commission Internationale de l’Eclairage) detto anche sistema di colore norma è un solido complesso che rappresenta tutti i colori caratterizzati da tre parametri: luminosità (o luminanza), tinta e purezza (o saturazione); tinta e purezza rappresentano la cromaticità del colore. Del solido viene solitamente rappresentata soltanto la sezione secondo il piano XY con una forma che assomiglia alla sagoma di una campana e in cui X e Y indicano la cromaticità e dove la luminanza non viene rappresentata.

Il Modello CIE L*a*b, evoluto dal precedente, è 3D e si sviluppa lungo tre assi ortogonali: due assi sul piano orizzontale riguardano la cromaticità: l’asse a si estende dal verde (-a) al rosso (+a) e l’asse b dal blu (-b) al giallo (+b); l’asse verticale riguarda la luminosità o luminanza (L) che aumenta dal basso verso l’alto.

Il colore: luce, materia e occhio

• Luce e colore

La luce ci appare normalmente di colore bianco, ma in condizioni particolari, come al passaggio attraverso un prisma di vetro trasparente, per il fenomeno della dispersione essa si scompone in tanti raggi di diverso colore. Le diverse tonalità cromatiche che si originano costituiscono lo spettro continuo della luce visibile (parte dello spettro elettromagnetico) che contiene un numero teoricamente illimitato di colori, anche se ad essi siamo in grado di assegnare solo pochi nomi (rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco, violetto). La luce bianca è la somma di tutte queste luci colorate caratterizzate, dal punto di vista fisico, dal possedere ognuna una lunghezza d’onda caratteristica.

La natura del colore

Ciò che mi appresto a fare ora, è un approfondimento sulla rappresentazione del colore: negli articoli che seguiranno, toccherò argomenti come la natura del colore, il colore rapportato alla luce e alla materia, i modelli di rappresentazione del colore, sintesi additiva e sintesi sottrattiva, lo spazio RGB e lo spazio CMYK.

Immagini vettoriali

Ciò che abbiamo visto finora (dimensioni, risoluzione, profondità di colore e formato), riguarda solo le immagini bitmap.

Le immagini vettoriali sono costituite da una serie di tracciati (segmenti, curve o poligoni) definiti con un tipo di linguaggio detto PostScript. Ogni tracciato ha un colore e uno spessore del tratto e un colore o sfumatura di riempimento. 

I tracciati (curve di Beziér) sono caratterizzati dalla presenza di alcuni punti di controllo detti nodi, ognuno dei quali rappresenta appunto un vettore. I vettori sono entità matematiche definiti da 4 parametri fondamentali: origine, direzione, verso e intensità. Modificando graficamente tali parametri con l’utilizzo di opportune maniglie, si può modificare l’andamento dei tracciati. 

Immagini bitmap: profondità di colore e formato

Come ho detto l’ultima volta, i parametri che differenziano le immagini digitali di tipo bitmap tra loro sono quattro:

• dimensioni
• risoluzione
• profondità di colore
• formato

Dei primi due ho parlato nello scorso articolo, ora illustrerò gli altri due aspetti.

La profondità di colore (detta anche profondità di bit) si esprime in bit e, oltre a determinare il peso del file, definisce il numero massimo di sfumature (intervallo dinamico) o di colori che esso può assumere (espresso in potenza di 2).

Le immagini a 1 bit sono dette anche immagini al tratto o bitmap. Possono assumere soltanto due colori, generalmente bianco e nero, ma anche qualsiasi. Sono file dal peso contenuto adatti a rappresentare immagini senza sfumature.

Le immagini a 8 bit possono essere di due tipi: a mezzatinta e in scala di colore. Le prime contengono 256 sfumature di uno stesso colore (qualunque sia), ma tipicamente 256 livelli di grigio. Sono file che pesano otto volte più dei corrispondenti file al tratto e sono adatti a rappresentare immagini con sfumature di uno stesso colore.

Le immagini in scala di colore contengono 256 colori di qualsiasi tonalità, definiti in una specifica palette. Sono file che pesano 8 volte più dei corrispondenti file al tratto e sono adatti a rappresentare immagini a colori piatti o con un limitato numero di sfumature.

Immagini bitmap: dimensioni e risoluzione

Sono definite da un mosaico (mappa di bit) di piccoli rettangoli (generalmente quadratini) detti pixel (Picture Element). A ciascun pixel corrispondono un valore cromatico e due coordinate spaziali.

I parametri che differenziano le immagini digitali di tipo bitmap tra loro sono quattro:

• dimensioni
• risoluzione
• profondità di colore
• formato

Le dimensioni assolute di un’immagine bitmap dipendono direttamente dalle dimensioni e dal numero dei pixel che la compongono lungo l’altezza e la larghezza.

Le dimensioni si esprimono in millimetri, centimetri o pollici.

Spesso le dimensioni vengono espresse anche in numero di pixel: in questo caso è necessario però conoscere la dimensione di ciascun pixel, valore che non è dato sapere se non si conosce la risoluzione dell’immagine, cioè quel parametro che definisce il numero di pixel per unità di lunghezza lineare.

Per risoluzione (già introdotta in quest’articolo) di un’immagine bitmap si intende il numero di pixel presenti per ogni pollice lineare (quindi sia in altezza sian in larghezza) e si esprime con la notazione ppi (pixel x inch).

La risoluzione determina il dettaglio dell’immagine: maggiore è la risoluzione, migliore è la qualità dell’immagine (e maggiore il suo peso); un elevato numero di pixel permette di riprodurre maggiori dettagli e sfumature di colori migliori.

Dimensione e risoluzione sono legate da proporzionalità inversa; un’immagine ad alta risoluzione contiene pixel più piccoli e in maggior numero rispetto ad un’immagine delle stesse dimensioni ma con risoluzione inferiore.

Immagini bitmap e immagini vettoriali

Le immagini digitali sono tutte quelle immagini che possono essere scritte come una sequenza di bit e salvate come file digitale alla stessa stregua di un file di testo o un file musicale.

Possono essere generate da strumenti come scanner, videocamere o fotocamere digitali, oppure prodotte con software specifici. Possono essere visualizzate attraverso monitor o display oppure stampate; possono inoltre essere salvate su supporti ottici o magnetici.

Bilanciamento del colore e aumento della nitidezza

Dopo aver corretto eventuali problemi di esposizione, si può procedere al bilanciamento dei colori.

Può a volte succedere che la fotografia acquisita presenti delle dominanti di colore, per eliminarle sono disponibili vari strumenti, tra cui la funzione “Bilanciamento colore”. 

Se per esempio la foto presenta un’evidente dominante di colore verde, per correggerla è possibile spostare il cursore centrale verso il magenta, rendendo i colori più fedeli. Come si vede nella parte inferiore della finestra, è possibile intervenire sia nei mezzitoni, sia nelle ombre sia nelle luci.

Utilizzando la funzione “Bilanciamento colore”, si ottengono buoni risultati, ma per poter intervenire in modo preciso, è meglio usare “Livelli” e “Curve”. Entrambi mettono a disposizione la possibilità di regolare i colori nelle ombre, nei mezzitoni e nelle luci grazie a tre funzioni. Ho spiegato l’utilizzo di questi strumenti nell’articolo precedente.

Per ciascuna gamma tonale è possibile effettuare una riequilibratura dei colori cliccando sul pulsante relativo. Ad esempio, per impostare il punto di bianco, basta premere il pulsante “Imposta punto bianco” e cliccare nella zona della fotografia che dovrebbe visualizzare un bianco neutro senza dominanti.

Correzione dell'esposizione

Come abbiamo visto bene nell’articolo relativo, l’esposizione è determinata dal tempo di posa e dall’apertura del diaframma.

L’incremento (o il decremento) della luminosità dell’immagine tramite la funzione di Photoshop “Luminosità/contrasto” aiuta a correggere l’esposizione di una fotografia sotto-esposta (o sovra-esposta). Questo sistema è molto pratico e veloce, ma la sua efficacia è limitata ed il suo utilizzo può causare una perdita di qualità. In questo strumento, viene messa a disposizione la possibilità di controllare il contrasto per poter compensare l’eventuale sbiadimento dei colori che, talvolta, aumentando la luminosità, potrebbe verificarsi. Questo strumento è consigliato per correzioni di lieve entità e nei casi in cui la qualità ottimale non sia richiesta.

Il comando “Livelli” offre il miglior equilibrio tra facilità d’uso e tutela della qualità dell’immagine. Questo strumento visualizza la rappresentazione della distribuzione dei valori tonali di un’immagine tramite un istogramma e permette, grazie a particolari opzioni, di modificarla. Nell’esempio riportato, emerge che non esistono pixel con valori tonali compresi fra 235 e 255: spostando il cursore giallo fino alla zona in cui viene rilevata la presenza di pixel (indicata dalla freccia rossa), le tonalità vengono ridistribuite, migliorando così l’esposizione della fotografia. Con questo strumento, è possibile effettuare tale correzione nelle tre gamme tonali principali: luci, mezzitoni e ombre.

Ridimensionamento e ritaglio

Finora ho trattato solo aspetti dell’acquisizione di una fotografia o di un’immagine digitale, ovvero il formato e la qualità, la risoluzione, l’esposizione, la messa a fuoco e la profondità di campo ed il bilanciamento del punto di bianco.

La parte che inizio a trattare ora con questo articolo riguarda la manipolazione di un’immagine digitale, quindi fotoritocco ed elaborazione vera e propria.

Nel procedimento per l’elaborazione o il ritocco di una fotografia digitale, è necessario prima di tutto ridimensionare l’immagine importata, qualora le dimensioni non fossero adatte allo scopo previsto per la stessa. Questo perché verrebbero ridotte le dimensioni del file, permettendo un minore utilizzo delle risorse del computer velocizzando il lavoro. 

Bilanciamento del punto di bianco

Concludo la parte relativa all’acquisizione, iniziata qui, facendo qualche osservazione circa il bilanciamento del punto di bianco.

L’operazione di bilanciamento del punto di bianco serve a registrare i colori della scena nel modo più fedele possibile.

Le fotocamere digitali in commercio offrono tre possibilità: la modalità automatica, la modalità manuale che permette di scegliere diverse opzioni, la funzione “white balance preset”.

Messa a fuoco e profondità di campo

Sempre nella fase di acquisizione di un’immagine digitale o di una fotografia (oltre all’esposizione, alla risoluzione ed al formato), un aspetto di un certo rilievo riguarda la messa a fuoco e la profondità di campo.

Viene definita profondità di campo lo spazio entro il quale la scena inquadrata risulta a fuoco.

Se si volesse dare risalto ad un oggetto sfocando tutto ciò che è posizionato prima e dopo di esso, la profondità di campo dovrà essere minima, mentre, per fotografare panorami in cui tutto il paesaggio deve essere a fuoco, essa dovrà essere molto ampia.

L'esposizione

Impostare la corretta esposizione significa permettere alla luce di raggiungere il sensore in quantità tale da poter registrare la fotografia il più fedelmente possibile. Gli elementi che determinano principalmente la quantità di luce che raggiunge il sensore sono il tempo di posa e l’apertura del diaframma.

Risoluzione di un'immagine digitale

Nell’articolo precedente ho illustrato i principali formati di un’immagine digitale e la relativa qualità.

Un altro aspetto molto rilevante che caratterizza un’immagine digitale è la risoluzione.

Oltre ad influenzare il peso e le dimensioni di stampa, la scelta di risoluzione determina anche il tempo che la fotocamera impiegherà per la registrazione della fotografia. Maggiore è la risoluzione, maggiore sarà il tempo di attesa fra uno scatto e l’altro. Inoltre, vi sono casi in cui è possibile effettuare la stampa a risoluzioni inferiori, per un livello qualitativo richiesto minore, come per esempio per i quotidiani (100 dpi ‘pixel-per-pollice’), o per stampe di grandi dimensioni (200 dpi), utilizzando risoluzioni di stampa inferiori è possibile raggiungere dimensioni maggiori. 

Formato e qualità di un'immagine digitale

La scelta del formato e della risoluzione con cui registrare le immagini determina tre fattori fondamentali:

• la qualità della fotografia ottenibile,
• la quantità di memoria utilizzata dall’immagine registrata,
• le dimensioni massime con cui l’immagine potrà essere riprodotta su vari supporti.