Evaluación de la precisión colorimétrica en Photoshop

Los flujos de trabajo asociados a la evaluación de la precisión colorimétrica, o fidelidad en la reproducción del color cuando trabajamos en proyectos de digitalización de Bienes Culturales, fotografía científica o proyectos con una alta demanda en la fidelidad a la escena real, son un gran desconocido para la mayoría de profesionales, y desafortunadamente el gran ausente en la mayoría de manuales o cursos de fotografía digital con los que acostumbramos a convivir.

La reiterada omisión para divulgar ciertos procesos de control de calidad de la imagen, en este caso precisión colorimétrica, no ha dejado de resultarme un hecho curioso, pues aunque citados sobradamente en cualquier normativa de control de calidad de la imagen digital e incluso en manuales de fabricantes de software y dispositivos, suele ser un tema abordado tímidamente por ciertos gurús y docentes. Situación que jocosamente suelo atribuir a una estrategia para no entrar en temas que puedan invalidar los propios consejos propuestos por dichos individuos.

Y efectivamente, las estratégicas de evaluación de la calidad de los procesos que dan lugar a la formación de una imagen digital, tienen la misión de validarlos o invalidarlos como flujos de trabajo adecuados para lograr unos objetivos particulares.

En nuestros entornos de trabajo no debería existir ningún flujo de trabajo orientado a la gestión del color o revelado RAW que no haya antes sido evaluado, con el fin de estimar su grado de precisión tanto colorimétrica como tonal. De hecho una buena parte de herramientas orientadas a la gestión de color, ya sea diseño de perfiles de color ICC como calibrado/perfilado de monitores o perfilado de impresoras incorporan estratégicas de evaluación de la precisión de dichos procesos.

En este artículo no voy a entrar en flujos de trabajo para la evaluación de procesos, sino que realizaré una presentación y fundamentos de un nuevo script de Photoshop que he lanzado, diseñado para realizar valoraciones de precisión colorimétrica y tonal sobre cartas de color Colorchecker. Dicho script tiene los sencillos objetivos de realizar estimaciones de diferencias de colores entre unos valores colorimétricos medidos contra unos de referencia. De esta forma es posible conocer la distancia, o diferencia, entre dos colores en términos de delta-e con el fin de tener una percepción sobre el error cometido durante los procesos de diseño de perfiles de color ICC o Perfiles de Cámara (DCP).

Adicionalmente a la evaluacion de delta-e también he añadido una valoración tonal con el fin de reflejar los aspectos de reproducción tonal en función de la escala densitómetrica de la propia Colorchecker, y así poder evaluar si nuestro ajuste tonal durante el revelado raw ha sido o no correcto.

Este script generará un informe en texto plano (ASCII) donde se expondrá en una primera parte las valoraciones colorimétricas y en una segunda la reproducción tonal:

Evaluación colorimétrica:

Para el primer test mostrado se arrojan los siguientes datos en las siguientes columnas:

• Sample: Es la referencia al parche de la Colorchecker.
• L, a, b (Results): Son los valores colorimétricos de nuestra imagen, descritos en el espacio CIELab
• L, a, b (References): Son los valores colorimétricos de nuestra carta de color medidos con un espectrofotómetro. Los valores utilizados son los aportados de forma genérica por la herramienta ArgyllCMS, y que para una mejor precisión sería conveniente configurar el script con los de nuestra propia carta.
• dC: Se trata de la diferencia de cromatismo entre ambas muestras expresada por la ecuación:

      C = (a2 + b2)1/2
      dC = CRes - CRef

  Donde a y b corresponden a los atributos de cromatismo para CIELab.
• dH: Se muestra la diferencia de tono entre ambas muestras. La diferencia de tono esta expresada de forma cartesiana y no la habitual polar, dado que esta suele llevar a ciertas confusiones para determinadas diferencia de tono. Dicha diferencia viene expresada por las ecuaciones:

  dH = ( (CIE76)2 - (dL)2 - (dC)2) 1/2

• CIE76: Expresa la diferencia de color por la ecuación de dicho nombre, bajo la conocida fórmula de la distancia euclídea entre dos colores:

  CIE76 = (  (LRef - LRes)2 + (aRef - aRes)2 + (bRef - bRes)2    )1/2

• CIE00: Expresa la diferencia de color por la ecuación de dicho nombre. La cual realiza una ponderación de los atributos principales del color Luminosidad, Tono y Croma, de forma similar al sistema de percepción del ser humano. Su fórmula es relativamente compleja, pero se puede consultar en la wikipedia.
• Average: Indica los los valores promedio para las columnas dC, dH, CIE76 y CIE00

Evaluación de la reproducción tonal

Otro aspecto que he venido reivindicando a lo largo de pasados artículos, e íntimamente relacionado con la precisión de una imagen hacia la escena, es la reproducción tonal.

Las evaluaciones de la reproducción tonal se hacen a través de valoraciones entorno a la función de conversión optoelectrónica (OECF) la cual expresa la relación entre los valores RGB generados a partir de ciertos niveles de iluminación.

Existen numerosas estrategias para dichos cálculos, sin embargo para el caso que nos ocupa las ecuaciones son sencillas. La interpretación de los datos mostrados en el informe es la siguiente:

• Sample: Al igual que en el caso anterior el identificador del parche de la Colorchecker, pero en este caso sólo de los parches grises o neutros, que son los usados para este tipo de test.
• Res: Se trata de los valores de luminancia medidos en nuestra imagen digital. Estos valores son generados a partir de los valores RGB de cada muestra por las ecuaciones:

  Y  =  (0.2126*R) + (0.7152*G) + (0.0722*B)

  La luminancia estándard, o del observador necesita ser corregida en gamma:

  Y’ = (Y / 255 )g

  Donde g es la gamma, habitualmente 2.2. Los valores RGB usado en las ecuaciones, no los extraigo directamente de la imagen, ya que aunque podría obtenerlos, necesitaría dos lecturas: una con la imagen en modo RGB y otra con la imagen en modo LAB. Por lo que dichos valores son obtenidos mediante la conversión de CIELAB -> XYZ usando un iluminante de D65, y luego de XYZ -> RGB. Esta transformación la realizo tanto por los valores aportados por los datos colorimétricos de nuestra Colorchecker, como los datos colorimétricos de nuestra imagen.
• Ref: Es la luminancia de la colorimetría de nuestra carta, obtenida a partir de los valores CIELAB de la misma por las ecuaciones (Y e Y') ya mostradas.
• Diff: Es la diferencia entre los valores de luminancia de nuestra imagen y los de referencia :

  dY’ = Y’Ref - Y’Res

• Average: Es el promedio de error cometido entre muestra y referencia.

Lo ideal para entender la evaluación de reproducción tonal es graficar tanto los valores Ref como los Res, con el fin de denotar desviaciones particulares en altas, medias o bajas luces.

Instalación:

Para disponer de dicho script o herramienta en nuestro Photoshop, necesitamos primeramente descargarlo: Color Analysis

Luego instalar el .jsx en el directorio correspondiente el cual puede variar dependiendo del sistema operativo o versión de PS, algunas rutas típicas son:

/Applications/Adobe Photoshop CS4/Presets/

En Windows suele encontrarse en la ruta:

C:\Archivos de programa\Adobe\Photoshop CS4\Presets

Tras guardarlo en el directorio Presets, debemos reiniciar PS en caso de que estuviese abierto.

Modo de empleo

El empleo de dicho script es muy sencillo:

• Cargamos una imagen de nuestra Colorchecker en PS, ya sea proveniente de un revelado con ACR o desde un tiff.
• Con la herramienta Pluma (p) trazamos un perímetro que debe corresponder con las cuatro marcas de esquina de nuestra carta, comenzando por la esquina superior izquierda, luego la inferior izquierda, la inferior derecha, la superior derecha y cerrar en la superior izquierda, tal y como se muestra en la imagen.
• Posteriormente a través de la ruta Archivo > Secuencias de Comandos > Color Analysis, activamos el script que recorrerá todos los parches de nuestra Colorchecker, dejando una serie de círculos negros por cada medición, con el fin de dejar un testigo de donde se ha realizado esta y que área ocupaba.
• Finalmente, en el mismo directorio que ocupa la imagen evaluada, se nos creará un archivo bajo el nombre de nuestra imagen precedido por el término “_color_analysis.txt”

A partir de dicho informe ya es posible disponer de los datos citados con anterioridad para su interpretación o informe de calidad de un determinado proceso de digitalización, gestión de color o simplemente revelado raw.

Otras herramientas:

Desde ya hace tiempo mantengo el desarrollo de una pequeña calculadora de deltas para sistemas operativos Mac Os X, que nos permite evaluar muestras aisladas de colores por las fórmulas CIE76 y CIE00, así como dC, dH, dh, dL, da y db.

A través de esta web, de forma online también se puede acceder a una pequeña calculadora que nos permite realizar los mismos cálculos, orientada a que el lector se familiarice con los conceptos.

Anteriormente en la sección de descargas disponía de diversos scripts similares al citado en dicho artículo. Actualmente ya los he retirado, porque respondían a versiones antiguas y poco evolucionadas de este mismo script.