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  Ogni periferica è un caso a sé: il gamut

La cromaticità è il colore a meno della luminosità. 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 esprime colori, ma appunto solo la parte cromatica del colore (quella che corrisponde alle sensazioni di tinta e saturazione).

Questo diagramma è inserito in un sistema di coordinate x,y (minuscole) 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 x = 0,75 e y = 0,28. Come si vede dal diagramma, non è invece vero che ad ogni coppia di coordinate corisponda una cromaticità. Per esempio alla coppia x = 0,80 e y = 0,28 non corrisponde alcuna cromaticità.

Il diagramma che rappresenta tutti i colori (a meno della luminosità) che l'occhio umano può vedere (diagramma delle cromaticità CIE 1931).

Lo spazio di tutti i colori che l'occhio umano medio può vedere non è bidimensionale ma tridimensionale. Insomma al diagramma delle cromaticità manca la terza dimensione, quella della luminosità, che viene indicata con Y (maiuscolo).

Per avere un colore completo oltre alla cromaticità serve la luminosità, cioè sono necessarie le tre coordinate x, y, Y.

Il gamut di un monitor

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.

Costruire il gamut di un monitor è in principio molto semplice. Si parte da una tabella che riporta tutte le possibili combinazioni RGB (che sono 256 x 256 x 256, cioè 16.777.216) e si indicano, per ognuna di queste combinazioni, le coordinate assolute x, y, Y del colore che il monitor produce con tale combinazione RGB. (In pratica per farlo è necessario un colorimetro, con il quale fare oltre 16 milioni di misurazioni, una impresa abbastanza complessa. Ma per ora siamo interessati solo alla costruzione concettuale di questa tabella e i problemi pratici non ci impediscono di proseguire.)

Ecco come potrebbe essere questa tabella per un determinato monitor.

coordinate del monitor coordinate assolute
R G B   x y Y
0 0 0     0
0 0 1   ,16 ,07 0
0 0 2   ,17 ,07 ,01
... ... ...   ... ... ...
12 221 254   ,23 ,69 ,34
12 221 255   ,23 ,68 ,34
12 222 0   ,32 ,24 ,12
12 222 1   ,32 ,24 ,13
... ... ...   ... ... ...
181 255 254   ,28 ,37 ,83
181 255 255   ,28 ,36 ,84
182 0 0   ,65 ,33 ,15
... ... ...   ... ... ...
255 255 253   ,35 ,34 ,98
255 255 254   ,35 ,35 ,99
255 255 255   ,35 ,36 1

Se compiliamo questa tabella e riportiamo sul 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 fosfòri utilizzati in quel monitor, come indicato nella figura qui sotto, che è solo indicativa (a) perchè non ci sono tutti gli oltre 16 milioni di punti, ma anche (b) per un altro motivo che dirò tra qualche riga.

Intanto faccio notare che 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).

Il gamut di un monitor, proiettato sul diagramma delle cromaticità, ha la forma di un triangolo i cui spigoli sono i colori RGB dei fosfòri del monitor.

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 può vedere. Anche se i fosfòri 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'intera gamma di colori che l'occhio umano può vedere.

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 fosfòri rosso, verde e blu).

Il gamut di una stampante

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

La stampante 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 (ogni inchiostro sottrae luce al bianco della carta) 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 producono quel colore. Questa volta le combinazioni possibili sono un milione.

Preparariamo dunque (in principio) una tabella in cui indichiamo tutte le possibili combinazioni di inchiostri che la stampante può produrre e le coordinate assolute del colore così prodotto (che, se dovessimo veramente farlo, misureremmo con un colorimetro o uno spettrofotometro).

coordinate della stampante coordinate assolute
C M Y   x y Y
0 0 0   ,33 ,34 ,99
0 0 0   ,33 ,34 ,99
0 0 0   ,33 ,33 ,99
... ... ...   ... ... ...
12 82 21   ,41 ,20 ,01
12 82 21   ,41 ,20 ,01
12 82 22    ,39 ,19 ,21
12 82 22   ,39 ,20 ,20
... ... ...   ... ... ...
73 12 100   ,19 ,24 ,30
73 12 100   ,19 ,25 ,30
73 12 100   ,18 ,25 ,29
... ... ...   ... ... ...
100 100 100   0 ,01 ,02
100 100 100   0 ,01 ,02
100 100 100   0 0 ,01

Ora riportiamo tutte i colori nel diagramma di cromaticità ed otteniamo una figura come quella riportata qui sotto.

Il gamut di una stampante, proiettato sul diagramma delle cromaticità, ha la forma di una figura con i lati curvi i cui "spigoli" sono i colori CMY degli inchiostri della stampante.

Il gamut di una stampante non ha, nel diagramma delle cromaticità, una forma geometrica precisa come quello del monitor: è una specie di triangolo con i lati curvi e con gli "spigoli" che corrispondono ai colori dei tre inchiostri CMY. Avviene sempre così quando i colori sono prodotti per mescolanza sottrattiva (oltre che additiva, eventualmente).

Ogni stampante 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).

Home | Commenti a Mauro Boscarol | Ultimo aggiornamento 8 aprile 2003