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Il blog di Mauro Boscarol sulla gestione digitale del colore dal 1998

Nella serie Introduzione alla gestione digitale del colore

Gamut di monitor e gamut di stampa

Ora è il momento di introdurre l’importante concetto di gamut di un  monitor e di una stampante+carta. Il gamut è l’insieme dei colori, indicato in coordinate colorimetriche e considerato come oggetto geometrico, che la periferica (il monitor o la stampante+carta) può produrre.

Fotocamere e scanner non hanno un gamut perché non producono colori (li leggono soltanto).

Il gamut si può definire nello spazio colore XYZ (come lo era  nelle nostre caratterizzazioni) oppure si può definire in Yxy, che è uno spazio colore più conveniente per questi scopi. Vediamo cos’è lo spazio colore Yxy.

La cromaticità è il colore a meno della luminanza (o, in altre parole, il colore è fatto di una parte di cromaticità e una parte di luminanza). Un rosso chiaro e lo stesso rosso più scuro hanno la stessa cromaticità. Tutte le cromaticità che l’occhio umano medio può vedere si rappresentano con questo diagramma sviluppato dalla CIE (Commission Internationale d’Eclairage) nel 1931. Il diagramma delle cromaticità non rappresenta, a rigore, colori, perché manca la luminanza, ci sono solo le cromaticità.

Questo diagramma è inserito in un sistema di coordinate x,y (in minuscolo) ognuna delle quali può assumere valori che vanno da 0 a 1 così che ogni singola cromaticità viene espressa da una coppia di numeri.

Per esempio la cromaticità del rosso che sta nello spigolo in basso a destra ha coordinate circa x = 0.75 e y = 0.28. Come si vede dal diagramma, non è invece vero che ad ogni coppia di coordinate x,y corrisponda una cromaticità. Per esempio alla coppia x = 0.80 e y = 0.28 non corrisponde alcuna cromaticità.

Lo spazio di tutti i colori che l’occhio umano medio percepisce non è bidimensionale ma tridimensionale. Dunque al diagramma delle cromaticità manca la terza dimensione, quella della luminanza, che viene indicata con Y (maiuscolo). Per specificare un colore completo oltre alla cromaticità è necessario specificare la luminanza, cioè sono necessarie le tre coordinate colorimetriche Y, x, y.

C’è una semplice relazione matematica tra le coordinate colorimetriche XYZ e le coordinate colorimetriche Yxy. Se si conoscono le prime si conoscono anche le seconde, e viceversa.


Il gamut di un monitor

Abbiamo visto che i colori RGB che un monitor può produrre vengono espressi con tre numeri, ognuno dei quali è compreso tra 0 e 255. Ogni terna RGB dà luogo ad un diverso colore, e al variare dei tre numeri RGB il monitor produce tutti i colori di cui è capace, cioè il suo gamut (parola inglese che non traduciamo per evitare ambiguità).

Abbiamo costruito la tabella di caratterizzazione del monitor che è l’elenco di tutte le coordinate colorimetriche che quel monitor produce. Se riportiamo nel diagramma delle cromaticità tutti i punti x,y trovati vediamo che si distribuiscono all’interno di un triangolo i cui spigoli corrispondono ai colori dei tre primari utilizzati in quel monitor.

Qui sotto sono indicati i gamut di tre monitor diversi, per tracciare i quali ho usato ColorThink. Attenzione che i gamut sono tridimensionali, queste sono rappresentazioni bidimensionali in cui manca la dimensione della luminanza.

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È caratteristico delle mescolanze additive di colori (come quelle prodotte dal monitor) avere un gamut la cui proiezione sul diagramma delle cromaticità è costituita da spigoli uniti da lati retti (quindi un gamut la cui proiezione è triangolare, quadrangolare, esagonale e così via secondo il numero di primari: nel monitor è triangolare perché i primari sono tre: R, G e B).

Appare evidente che il monitor (come tutte le altre periferiche di computer) può riprodurre solo una parte, cioè un sottoinsieme, dei colori che l’occhio umano percepisce. Anche se i primari fossero in posizioni più favorevoli (tali posizioni sono, come si vede sempre, nelle zone del rosso, verde e blu), resterebbero sempre alcuni colori non riproducibili. I colori riproducibili costituiscono appunto il cosiddetto gamut  di colori del monitor.

Una immediata conseguenza di questo è che il diagramma colorato riportato qui sopra è solo una (grossolana) approssimazione. Infatti nessun monitor è in grado di riprodurre l’intero insieme di colori che l’occhio umano percepisce. Questo è il motivo (b) a cui ho accennato qualche riga fa.

Ogni monitor ha quindi un proprio specifico gamut di colori, rappresentato da un diverso triangolo, oppure, come si dice, un proprio spazio di colori che è di tipo RGB (cioè prodotto mescolando additivamente i colori di luci rossa, verde e blu).


Il gamut di una stampante

Possiamo fare la stessa costruzione per una periferica di stampa. Può trattarsi di una macchina da stampa offset o di una stampante da scrivania (laser, a getto d’inchiostro, …), il principio è sempre lo stesso.

Una periferica di stampa produce i colori mediante sovrapposizione di strati di inchiostri semitrasparenti. Di solito se ne usano quattro: ciano (C, cyan), magenta (M), giallo (Y, yellow) e nero (K, black) ma ne esistono anche con tre colori (CMY) e per semplicità qui parliamo di queste. La sovrapposizione dei tre inchiostri crea i colori in parte per mescolanza sottrattiva (dove gli inchiostri si sovrappongono) e in parte per mescolanza additiva (inchiostri di colori diversi che non si sovrappongono).

Ogni colore che la stampante può produrre è indicato con tre numeri, ognuno dei quali è compreso tra 0 e 100, che indicano le percentuali di inchiostro CMY che, su un determinato supporto, producono quel colore. Questa volta le combinazioni possibili sono oltre cento milioni.

Preparariamo dunque la tabella di caratterizzazione di una stampante, stampatrice o macchina da stampa con un determinato supporto. Ora riportiamo tutti i colori nel diagramma delle cromaticità ed otteniamo una figura più o meno come una di quelle riportate qui sotto. Attenzione che i gamut sono tridimensionali, queste sono rappresentazioni bidimensionali in cui manca la dimensione della luminanza.

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Il gamut di una periferica di stampa non ha, nel diagramma delle cromaticità, una forma geometrica precisa come quello del monitor: si possono individuare gli “spigoli” che corrispondono ai colori dei tre inchiostri CMY ma poi i segmenti che li uniscono possono avere una forma qualunque. Avviene sempre così quando i colori sono prodotti per mescolanza sottrattiva (oltre che additiva, eventualmente).

Ogni periferica di stampa abbinata a un determinato supporto ha un proprio gamut, cioè un proprio spazio di colori che in particolare è uno spazio CMY o CMYK o CMmYyK o altro ancora (cioè prodotto in mescolanza sottrattiva e additiva a partire da inchiostri ciano, magenta, giallo e altro).

 

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Mauro Boscarol

20/8/2008 alle 20:59

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