Sobre los colores ptimos y sus aplicaciones en visin y tecnologa del color
Esther Perales Romero
www.ua.eswww.eltallerdigital.com
Departamento de Fsica, Ingeniera de
Sistemas y Teora de la Seal
TESIS DOCTORAL
SOBRE LOS COLORES PTIMOS SOBRE LOS COLORES PTIMOS SOBRE LOS COLORES PTIMOS SOBRE LOS COLORES PTIMOS
Y SUS APLICACIONES EN Y SUS APLICACIONES EN Y SUS APLICACIONES EN Y SUS APLICACIONES EN
VISIN Y TECNOLOGA DEL VISIN Y TECNOLOGA DEL VISIN Y TECNOLOGA DEL VISIN Y TECNOLOGA DEL
COLORCOLORCOLORCOLOR
Memoria presentada para optar al
grado de Doctor por la Universidad de Alicante
por ESTHER PERALES ROMERO
Alicante, 2009
Dr. FRANCISCO MIGUEL MARTNEZ VERD Profesor Titular del
Departamento de ptica, Farmacologa y Anatoma,
CERTIFICA:
Que la memoria de Tesis Doctoral titulada Sobre los colores
ptimos y sus aplicaciones en visin y tecnologa d el color
presentada por ESTHER PERALES ROMERO , ha sido realizada bajo
su direccin en el Departamento de ptica, Farmacologa y Anatoma
de la Universidad de Alicante.
Y para que conste a efectos oportunos, firma en Alicante a 14 de
Mayo de 2009
Fdo. Dr. Francisco Miguel Martnez Verd
A mis abuelos
Agradecimientos
En estas pginas quiero reflejar a todas aquellas personas que me
han ayudado en la elaboracin de este trabajo.
En primer lugar, quisiera dar las gracias a mis padres, Miguel y Dori,
porque ellos siempre han estado ah en todo momento, brindndome su
apoyo y ayuda siempre que lo he necesitado. No puedo en este momento
olvidar a mi hermano David, dicen que en casa de herrero, cuchara de
palo, pero l siempre ha estado a mi lado para resolverme mis problemas
tcnicos, e incluso para ayudarme con el diseo de esta portada.
Tambin quisiera dar las gracias a toda mi familia, tos, abuelos y primos,
porque siempre he recibido una sonrisa de ellos, adems de mucho
cario, lo que siempre ha significado un gran apoyo. En especial a la
Raque, ella se ha portado como una hermana. En este grupo, tampoco
puedo olvidar al Huesi, formalmente Miguel ngel. l ha tenido que
soportar mis estancias fuera, mis momentos de mala leche o mis
momentos de bajn, pero a cambio siempre he recibido la palabra
necesaria para animarme, la sonrisa adecuada para tranquilizarme, y el
apoyo necesario para seguir adelante con este proyecto, gracias a todos.
Tambin quiero agradecer aqu a todos aquellos amigos que se han
interesado por mi y por mi trabajo, animndome a seguir y con los que he
disfrutado durante estos ltimos aos, Ange, Peo, Ainhoa, Javi, Tere,
Ral, Vero, Aitor, Raquel, Natalia y tantos ms que me han demostrado
su amistad y cario.
Ahora es el momento de dar las gracias a las personas que han
trabajado codo con codo para la realizacin de este trabajo. A mi director,
Verd, l en una ocasin me dijo que poda contar con l como
compaero, amigo o hermano mayor, y as lo ha demostrado. Gracias por
permitirme entrar en este mundo y ayudarme a desarrollar este trabajo.
Dolo, para m codirectora de este trabajo, su amistad y sus consejos
tambin han puesto un importante granito de arena a lo largo de todos
estos aos. Dar las gracias tambin a Valentn, sus correcciones de estilo
han ayudado a mejorar esta memoria. Y durante toda esta aventura ha
habido una persona que ha estado en todo momento a mi lado, Elsabet,
ella ms que nadie sabe lo que ha supuesto para m la realizacin de este
trabajo, siempre nos hemos tenido la una a la otra para encontrar errores
en una rutina de Matlab, en el diseo de un pster, en la redaccin de un
artculo y lo ms importante, su apoyo incondicional para los buenos y
malos momentos. Gracias tambin a Vernica, compaera de grupo.
No puedo dejar de nombrar a Julin, piloto de la patera, dicen que
los hermanos mayores estn para ayudar a los pequeos, pues en esta
ocasin puedo decir que ha sido como mi hermano mayor ya que me ha
ayudado con sus consejos, con su experiencia y con sus risas. Gracias
tambin a Elena y Vctor por compartir conmigo vuestro tiempo y
brindarme vuestra amistad.
Quisiera tambin agradecer a todas aquellas personas que han
hecho que me sintiera como en casa en mis estancias en Leeds y en
Braga. A los profesores Sergio Nascimento y Changjun Li por permitirme
trabajar con ellos y ensearme con su experiencia. Y a Mnica, Clara,
Carmen, Joao, Paulo y Seo Young que se han portado como verdaderos
amigos sin apenas conocerme.
Por ltimo, dar las gracias al Departamento de ptica, Farmacologa
y Anatoma por permitirme realizar este trabajo y haberme facilitado los
medios necesarios. Y al Departamento de Fsica, Ingeniera de Sistemas y
Teora de la Seal por aceptarme en su programa de doctorado.
GRACIAS A TODOS
Este trabajo ha sido posible gracias a la financiacin obtenida con
los siguientes proyectos:
Beca predoctoral de Formacin de Personal Investigador (FPI-
BES-2006-13518) asociada al proyecto Desarrollo e
implementacin industrial de nuevos sistemas de medida y
gestin de color. Ampliacin de las gamas de colores industriales
(DPI200508999C0202)
Duracin: 01/09/2006 31/08/2010
Proyecto de I+D:
Nuevos mtodos de caracterizacin espectral y perceptual de
materiales especiales (DPI200806455C0202/DPI)
Duracin: 01/01/2009 - 31/12/2011
Desarrollo e implementacin industrial de nuevos sistemas de
medida y gestin de color. Ampliacin de las gamas de colores
industriales (DPI200508999C0202)
Duracin: 31/12/2005 - 31/12/2008
Investigacin y desarrollo de elementos de control para la
reproduccin del color en artes grficas (IIARC0/2004/59)
Duracin: 01/01/2004 - 31/12/2005
Investigacin, ensayos y desarrollo de algoritmos de
comparacin de colorimetra diferencias para el proyecto PROFIT
CRC
Duracin: 07/02/2006-07/02/2007
Entidad: AIDO
Tareas de I+D y ensayo de elementos de control y de
desarrollo de algoritmos de comparacin de colorimetra
diferencias
Esta Tesis Doctoral est basada en las siguientes publicaciones:
I. Li, C., Perales, E., Luo, M.R. and Martnez-Verd, F.M., The
Problem with CAT02 and Its Correction, Col. Res. Appl. (in
review).
II. Perales, E., Martnez-Verd, F.M., Viqueira V., Fernndez-
Reche, J., Daz, J.A. And Uroz, J., Comparison of color
gamuts among several types of paper with the same printing
technology, Col. Res. Appl. 34(4): 330-336, 2009.
III. Perales, E., Chorro, E., Viqueira V., Martnez-Verd, F.M.,
Otero, S. and de Gracia, V. New method for comparing colour
gamuts among printing technologies, Imaging Science
Journal 56:145-152, 2008.
IV. Martnez-Verd F., Perales E., Chorro E., de Fez D., Viqueira
V. and Gilabert E, "Computation and visualization of the
MacAdam limits for any lightness, hue angle, and light
source, J. Opt. Soc. Am. A 24(6): 1501-1515, 2007.
ndice
Introduccin ...................................... ............................................ 1
1. Colores ptimos ................................ ...................................... 11
1.1 Nociones generales ................................................................ 13
1.2 Definicin y caractersticas ..................................................... 16
1.3 Clculo de colores ptimos ...................................................... 19
1.4 Slido de color para diferentes iluminantes ............................... 27
1.4.1 Slido de color en planos de claridad constante ................... 28
1.4.2 Slido de color en planos de claridad constante ................... 34
2. Optimizacin del modelo de apariencia del color CIECAM02 .... 47
2.1 Adaptacin cromtica ............................................................. 49
2.2 Modelos de apariencia del color: CIECAM02 .............................. 52
2.3 Problemtica con la CAT02 ...................................................... 54
2.4 Procedimiento matemtico para la bsqueda de una nueva matriz
para la CAT02 ........................................................................ 57
2.5 Evaluacin de la nueva matriz ................................................. 62
3. Evaluacin de la calidad colorimtrica de iluminantes y fuentes
de luz ............................................ .......................................... 69
3.1 Iluminantes ........................................................................... 71
3.2 ndice de rendimiento en color de la CIE .................................. 77
3.3 Calidad colorimtrica de iluminantes segn el nmero de colores
distinguibles .......................................................................... 81
3.3.1 Empaquetamiento por cuadrados de los locus de MacAdam ... 82
3.3.2 Empaquetamiento por elipses de los locus de MacAdam ........ 83
3.3.3 Empaquetamiento con tetraedros de los locus de MacAdam .. 86
3.3.4 Clculo de la gama de color con la tcnica convex hull ....... 88
3.3.5 Calidad colorimtrica de iluminantes y fuentes de luz ........... 89
4. Metamerismo del observador ................................................ 101
4.1 Observadores ...................
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