Color falso

Los colores falsos y los pseudocolores, respectivamente, se refieren a un grupo de métodos de reproducción de color utilizados para mostrar imágenes en colores que se registraron en las partes visibles o no visibles del espectro electromagnético . Una imagen en falso color es una imagen que representa un objeto en colores que difieren de los que mostraría una fotografía (una imagen en color verdadero ). En esta imagen, se han asignado colores a tres longitudes de onda diferentes que los ojos humanos normalmente no pueden ver.

Además, se utilizan variantes de colores falsos como pseudocolores , corte de densidad y coropletas para la visualización de información de datos recopilados por un solo canal de escala de grises o datos que no representan partes del espectro electromagnético (por ejemplo, elevación en mapas de relieve o tipos de tejido en imágenes por resonancia magnética ).

El concepto de color verdadero puede ayudar a comprender el color falso. Una imagen se denomina imagen de color verdadero cuando ofrece una reproducción de color natural o cuando se acerca a ella. Esto significa que los colores de un objeto en una imagen aparecen para un observador humano de la misma manera que si este mismo observador viera directamente el objeto: un árbol verde aparece verde en la imagen, una manzana roja roja, un cielo azul azul, y así sucesivamente. ^[1]

La reproducción absoluta del color verdadero es imposible. ^[3] Existen tres fuentes principales de error de color ( falla metamérica ):

• Diferentes sensibilidades espectrales del ojo humano y de un dispositivo de captura de imágenes (por ejemplo, una cámara ).
• Diferentes emisiones espectrales/reflexiones del objeto y del proceso de renderizado de la imagen (por ejemplo, una impresora o un monitor ).
• Diferencias en la irradiancia espectral en el caso de imágenes reflectantes (por ejemplo, impresiones fotográficas) u objetos reflectantes: consulte el índice de reproducción cromática (IRC) para obtener más detalles.

El resultado de una falla metamérica sería, por ejemplo, una imagen de un árbol verde que muestra un tono de verde diferente al del propio árbol, un tono de rojo diferente para una manzana roja, un tono de azul diferente para el cielo azul, etc. La gestión del color (por ejemplo, con perfiles ICC ) se puede utilizar para mitigar este problema dentro de las limitaciones físicas.

Las imágenes aproximadas en color verdadero obtenidas por naves espaciales son un ejemplo en el que las imágenes tienen una cierta cantidad de fallas metaméricas, ya que las bandas espectrales de la cámara de una nave espacial se eligen para recopilar información sobre las propiedades físicas del objeto bajo investigación y no se eligen para capturar imágenes en color verdadero. ^[3]

Esta panorámica aproximada en color real muestra el cráter de impacto Endurance en Marte . Fue tomada por la cámara panorámica del rover Opportunity y es una composición de un total de 258 imágenes tomadas en las bandas espectrales de 480, 530 y 750 nanómetros (azul/verde, verde e infrarrojo cercano).

A diferencia de una imagen en color verdadero, una imagen en falso color sacrifica la reproducción natural del color para facilitar la detección de características que no son fácilmente discernibles de otra manera; por ejemplo, el uso del infrarrojo cercano para la detección de vegetación en imágenes satelitales. ^[1] Si bien una imagen en falso color se puede crear utilizando únicamente el espectro visual (por ejemplo, para acentuar las diferencias de color), normalmente algunos o todos los datos utilizados son de radiación electromagnética (EM) fuera del espectro visual (por ejemplo, infrarrojo , ultravioleta o rayos X ). La elección de las bandas espectrales está gobernada por las propiedades físicas del objeto bajo investigación.

Como el ojo humano utiliza tres bandas espectrales (consulte la tricromacia para obtener más detalles), es común que se combinen tres bandas espectrales en una imagen en falso color. Se necesitan al menos dos bandas espectrales para una codificación en falso color ^[4] y es posible combinar más bandas en las tres bandas RGB visuales, siendo la capacidad del ojo para discernir tres canales el factor limitante ^[5] . Por el contrario, una imagen en "color" hecha a partir de una banda espectral, o una imagen hecha a partir de datos que consisten en datos no electromagnéticos (por ejemplo, elevación, temperatura, tipo de tejido) es una imagen en pseudocolor (consulte a continuación).

Para obtener un color verdadero, los canales RGB (rojo "R", verde "G" y azul "B") de la cámara se asignan a los canales RGB correspondientes de la imagen, lo que produce un mapeo "RGB→RGB". Para obtener un color falso, esta relación cambia. La codificación de color falso más simple es tomar una imagen RGB en el espectro visible, pero asignarla de manera diferente, por ejemplo, "GBR→RGB". Para las imágenes satelitales tradicionales de la Tierra en color falso , se utiliza un mapeo "NRG→RGB", donde "N" es la banda espectral del infrarrojo cercano (y la banda espectral azul no se utiliza); esto produce las típicas imágenes en color falso de "vegetación en rojo". ^{[1] [6]}

El color falso se utiliza (entre otros) para imágenes satelitales y espaciales: ejemplos son los satélites de teledetección (por ejemplo, Landsat , ver el ejemplo anterior), los telescopios espaciales (por ejemplo, el telescopio espacial Hubble ) o las sondas espaciales (por ejemplo, Cassini-Huygens ). Algunas naves espaciales, siendo los exploradores (por ejemplo, el Laboratorio Científico de Marte Curiosity ) los ejemplos más destacados, también tienen la capacidad de capturar imágenes aproximadas en color verdadero. ^[3] Los satélites meteorológicos producen, en contraste con las naves espaciales mencionadas anteriormente, imágenes en escala de grises del espectro visible o infrarrojo.

El falso color tiene una amplia gama de aplicaciones científicas. Las naves espaciales suelen emplear métodos de falso color para ayudar a comprender la composición de las estructuras del universo, como las nebulosas y las galaxias. ^[7] A la frecuencia de la luz emitida por diferentes iones en el espacio se le asignan colores contrastantes, lo que permite separar y visualizar mejor la composición química de las estructuras complejas. La imagen de la Nebulosa del Águila que se muestra arriba es un ejemplo típico de esto; a los iones de hidrógeno y oxígeno se les ha asignado el color verde y azul respectivamente. Las grandes cantidades de verde y azul en la imagen muestran que hay una gran cantidad de hidrógeno y oxígeno en la nebulosa.

El 26 de octubre de 2004, la sonda espacial Cassini-Huygens de la NASA/ESA capturó una imagen en falso color de Titán, la luna más grande de Saturno. ^[8] La imagen se capturó en longitudes de onda ultravioleta e infrarrojas, ambas invisibles para el ojo humano. ^[9] Para proporcionar una representación visual, se utilizaron técnicas de falso color. Los datos infrarrojos se asignaron a los colores rojo y verde, y los ultravioleta a los azules. ^[10]

Una imagen pseudocolor (a veces denominada pseudo-color o pseudo color ) se deriva de una imagen en escala de grises al asignar cada valor de intensidad a un color de acuerdo con una tabla o función. ^[11] El pseudocolor se utiliza normalmente cuando hay un único canal de datos disponible (por ejemplo, temperatura, elevación, composición del suelo, tipo de tejido, etc.), en contraste con el color falso que se utiliza comúnmente para mostrar tres canales de datos. ^[4]

La pseudocoloración puede hacer que algunos detalles sean más visibles, ya que la diferencia percibida en el espacio de color es mayor que entre niveles de gris sucesivos solos. Por otro lado, la función de mapeo de color debe elegirse para asegurarse de que la claridad del color siga siendo monótona, o el cambio desigual dificultaría la interpretación de los niveles, tanto para los espectadores normales como para los daltónicos. Un infractor es la paleta de "arcoíris" de uso común, con un cambio de luminosidad de ida y vuelta. (Véase también Mapa coroplético § Progresión del color .) ^[12]

Un ejemplo típico del uso de pseudocolor es la termografía (imagen térmica), donde las cámaras infrarrojas presentan solo una banda espectral y muestran sus imágenes en escala de grises en pseudocolor.

Otro ejemplo conocido de pseudocolor es la codificación de la elevación mediante tintes hipsométricos en mapas de relieve físico , donde los valores negativos (por debajo del nivel del mar ) suelen representarse mediante tonos de azul, y los valores positivos mediante verdes y marrones.

Dependiendo de la tabla o función utilizada y la elección de las fuentes de datos, la pseudocoloración puede aumentar el contenido de información de la imagen original, por ejemplo, añadiendo información geográfica, combinando información obtenida de luz infrarroja o ultravioleta, u otras fuentes como exploraciones de resonancia magnética . ^[13]

Otra aplicación de la pseudocoloración es almacenar los resultados de la elaboración de imágenes, es decir, cambiar los colores para facilitar la comprensión de una imagen. ^[14]

El corte de densidad , una variación del pseudocolor, divide una imagen en unas pocas bandas de colores y se utiliza (entre otras cosas) en el análisis de imágenes de teledetección . ^[15] Para el corte de densidad, el rango de niveles de escala de grises se divide en intervalos, y cada intervalo se asigna a uno de unos pocos colores discretos; esto contrasta con el pseudocolor, que utiliza una escala de color continua. ^[16] Por ejemplo, en una imagen térmica en escala de grises , los valores de temperatura en la imagen se pueden dividir en bandas de 2 °C y cada banda se puede representar con un color; como resultado, el usuario puede adquirir más fácilmente la temperatura de un punto en el termógrafo, porque las diferencias discernibles entre los colores discretos son mayores que las de las imágenes con escala de grises continua o pseudocolor continuo.

Una coropleta es una imagen o mapa en el que las áreas están coloreadas o estampadas proporcionalmente a la categoría o valor de una o más variables que se representan. Las variables se asignan a unos pocos colores; cada área contribuye con un punto de datos y recibe un color de estos colores seleccionados. Básicamente, es un corte de densidad aplicado a una superposición de pseudocolor. Un mapa de coropletas de un área geográfica es, por lo tanto, una forma extrema de color falso.

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Si bien la interpretación artística se presta a la expresión subjetiva del color, Andy Warhol (1928-1987) se ha convertido en una figura culturalmente significativa del movimiento de arte moderno al crear pinturas en falso color con técnicas de serigrafía . Algunas de las impresiones más reconocibles de Warhol incluyen una réplica de Marilyn Monroe , su imagen basada en un fotograma de la película Niagara . El sujeto era un símbolo sexual y estrella de cine negro cuya muerte en 1962 influyó en el artista. Una serie de impresiones se hicieron con cariño, pero exponen su personalidad como una ilusión a través de su estilo de producción artística de línea de montaje que no es erótico y ligeramente grotesco. ^[17] Usando varias paletas de colores de tinta, Warhol se sumergió en un proceso de repetición que sirve para comparar personajes y objetos cotidianos con las cualidades de la producción en masa y el consumismo . ^[18] Los colores de la tinta se seleccionaron a través de la experimentación de la estética y no se correlacionan con la representación en falso color del espectro electromagnético empleado en el procesamiento de imágenes de detección remota . Durante años el artista continuó serigrafiando imágenes en falso color de Marilyn Monroe, siendo quizá su obra más referenciada Turquoise Marilyn ^[19] que fue comprada en mayo de 2007 por un coleccionista privado por 80 millones de dólares estadounidenses. ^[20]

• Codificación de colores en la visualización de datos
• NASA WorldWind utiliza varias capas de imágenes satelitales en falso color
• Lista de paletas de software § Paletas de colores falsos
• Colores imaginarios , puntos en un espacio de color que corresponden a una percepción de color que no puede ser producida por ningún espectro de luz físico (no negativo).
• La imagen espectral recopila y procesa información de todo el espectro electromagnético.
• Colorear mapas
• Afilado panorámico

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• NASA: Landsat Archivado el 21 de septiembre de 2013 en Wayback Machine
• Universidad del Sur de California
• NASA (archivo web)
• NASA: Chandra