departamento de informática e estatística - ine/ctc/ufsc

The Cyclops ProjectThe Cyclops ProjectGerman-Brazilian Cooperation Programme on ITGerman-Brazilian Cooperation Programme on IT

CNPq GMD DLRCNPq GMD DLR

Departamento de Informática e Estatística - INE/CTC/UFSCDepartamento de Informática e Estatística - INE/CTC/UFSC

Computação Gráfica:Computação Gráfica:

11. Cores11. Cores

Versão adaptada para o Curso Visão ComputacionalVersão adaptada para o Curso Visão ComputacionalProf. Dr. rer.nat. Aldo von WangenheimProf. Dr. rer.nat. Aldo von Wangenheim

Disciplina Computação GráficaDisciplina Computação GráficaCurso de Ciência da CamputaçãoCurso de Ciência da Camputação

INE/CTC/UFSCINE/CTC/UFSC

The Cyclops ProjectThe Cyclops ProjectGerman-Brazilian Cooperation Programme on ITGerman-Brazilian Cooperation Programme on ITCNPq GMD DLRCNPq GMD DLR

Prof. Dr. rer.nat. Aldo v. Wangenheim - Departamento de Informática e Estatística - Prof. Dr. rer.nat. Aldo v. Wangenheim - Departamento de Informática e Estatística - INE/CTC/UFSCINE/CTC/UFSC

1. Conceitos Básicos1. Conceitos Básicos

Cores são faixas de frequência do espectro Cores são faixas de frequência do espectro eletromagnético percebidas como eletromagnético percebidas como semelhantes pelo olho humano.semelhantes pelo olho humano.

O olho humano percebe luz em uma faixa O olho humano percebe luz em uma faixa de frequência de aproximadamente uma de frequência de aproximadamente uma oitava, indo de comprimentos de onda de oitava, indo de comprimentos de onda de 780 nm (rubro) a 350 nm (violeta).780 nm (rubro) a 350 nm (violeta).

Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada

Percepção de CoresPercepção de Cores





2. Objetos emissivos e reflexivos2. Objetos emissivos e reflexivos

• Cores reflexivasCores reflexivas são geradas pelo reflexo seletivo são geradas pelo reflexo seletivo de luz contendo frequências variadas de uma de luz contendo frequências variadas de uma superfície em função de suas características físicas.superfície em função de suas características físicas.

– Podem ser: Opacas ou EspecularesPodem ser: Opacas ou Especulares

• Cores emissivasCores emissivas são geradas por objetos capazes de são geradas por objetos capazes de emitir radiação eletromagnética visível. Uma cor emitir radiação eletromagnética visível. Uma cor emissiva é o conjunto de frequências sendo emitido.emissiva é o conjunto de frequências sendo emitido.

• Em CG todos os objetos são emissivos -> VídeoEm CG todos os objetos são emissivos -> Vídeo

• Às vezes queremos simular outros tipos de cor Às vezes queremos simular outros tipos de cor – Para dar realismo.Para dar realismo.









Cor reflexiva Cor emissiva





11. Cores11. Cores Percepção da Cor Percepção da Cor

Prof. Dr. rer.nat. Aldo von WangenheimProf. Dr. rer.nat. Aldo von Wangenheim





3. Como percebemos Cor ?3. Como percebemos Cor ?

• Para entendermos como percebemos cores temos Para entendermos como percebemos cores temos de realizar uma pequena incursão em de realizar uma pequena incursão em neuroanatomia e fisiologia cerebral.neuroanatomia e fisiologia cerebral.

• O canal de percepção de radiação luminosa é o olho.O canal de percepção de radiação luminosa é o olho.

• A retina capta os sinais luminosos e os transforma A retina capta os sinais luminosos e os transforma em impulsos nervosos. em impulsos nervosos.

• O cérebro é responsável pela integração dos O cérebro é responsável pela integração dos diversos tipos de sinais recebidos e pela formação diversos tipos de sinais recebidos e pela formação da imagem.da imagem.







4. Como é organizada a retina ?4. Como é organizada a retina ?

• A retina é organizada em A retina é organizada em campos receptivoscampos receptivos, de , de formato hexagonal, como uma colméia.formato hexagonal, como uma colméia.

• Cada campo receptivo é composto por um conjunto Cada campo receptivo é composto por um conjunto de células fotosensíveis de tipos diferentes, os de células fotosensíveis de tipos diferentes, os conescones e os e os bastonetesbastonetes..

• Os campos receptivos são interligados através das Os campos receptivos são interligados através das células horizontaiscélulas horizontais..

• Os impulsos nervosos codificando sinais luminosos Os impulsos nervosos codificando sinais luminosos são transmitidos ao cérebro através das são transmitidos ao cérebro através das células células ganglionaisganglionais..









Os bastonetes são células sensíveis a quantidades bastante pequenas de luz.

Não diferenciam cores, codificando apenas intensidade luminosa como frequência de impulsos nervosos.

Na visão noturno, apenas os bastonetes funcionam.







Os cones são células sensíveis apenas a quantidades grandes de luz.

Existems cones sensíveis a diferentes cores de luz, codificando a intensidade luminosa daquela cor como frequência de impulsos nervosos.







Visão a cores (scotóptica)-> cones

Visão P&B (photóptica)-> bastonetes







Frequências Altas (ondas curtas)

Frequências Baixas (ondas longas)

Frequências Médias

Cones dividem-se em três grupos de acordo Cones dividem-se em três grupos de acordo com a faixa do espectro da luz visível à qual com a faixa do espectro da luz visível à qual são sensíveis. são sensíveis.

Intensidade de resposta

Infravermelho Vermelho amarelo verde azul violeta






Percepção de Cores: CONESPercepção de Cores: CONES

Luz colorida na retina é dividida emsinais enviados ao cérebro pelos trêsgrupos de cones.

X Y Z





Parte II: Computação Gráfica AvançadaParte II: Computação Gráfica Avançada

Percepção de Cores: Células Horizontais e Campos ReceptivosPercepção de Cores: Células Horizontais e Campos Receptivos

Células horizontais calculam a segunda derivada do sinal.







Podemos criar a impressão Podemos criar a impressão de qualquer cor no cérebro de qualquer cor no cérebro misturando quaisquer 3 misturando quaisquer 3 componentes coloridas componentes coloridas que dividam o espectro de que dividam o espectro de forma similar à do olho forma similar à do olho humano.humano.

• Mais simples: RGBMais simples: RGB• É a quantidade de cada É a quantidade de cada

componente que cria a componente que cria a impressão de determinada impressão de determinada cor.cor.







Teste: Que cor há aqui ?





5. Como o cérebro percebe a cor ?5. Como o cérebro percebe a cor ?• O córtex visual do cérebro é organizado em O córtex visual do cérebro é organizado em áreasáreas. As que . As que

recebem estímulos de luz diretos são o córtex visual primário recebem estímulos de luz diretos são o córtex visual primário e o córtex visual terciário.e o córtex visual terciário.

• O O córtex visual primáriocórtex visual primário é a Tela Mental, onde s|ao projetados é a Tela Mental, onde s|ao projetados sinais luminosos diretamente. Somente processa sinais de sinais luminosos diretamente. Somente processa sinais de intensidade luminosa.intensidade luminosa.

• O O córtex visual terciáriocórtex visual terciário é responsável por processar e integrar é responsável por processar e integrar informação sobre cor. É incapaz de formar imagens.informação sobre cor. É incapaz de formar imagens.

• Os outros componentes são responsáveis por processamento Os outros componentes são responsáveis por processamento de imagens. Ex.: Córtex secundário é um detector de linhas de imagens. Ex.: Córtex secundário é um detector de linhas retas.retas.








Percepção de Cores: Integração da Visão a CoresPercepção de Cores: Integração da Visão a Cores

Córtex Visual Primário:- “Tela Mental”- Projeção do Sinal dos Bastonetes- Somente Imagens P&B

Córtex Visual Terciário:- Processamento de Sinais a Cores- Projeção do Sinal dos Cones- Integração da Informação de Cor sobre as Imagens P&B feita pelo cérebro a posteriori.- Incapaz de formar imagens





11. Cores11. Cores Representação da Representação da

CorCor






CIE 1931:CIE 1931:Representação Representação tridimensional tridimensional das cores das cores visíveis.visíveis.

Permite Permite representar representar qualquer cor qualquer cor através de um através de um vetor 3D.vetor 3D.

Leva em conta a Leva em conta a sensibilidade do sensibilidade do olho humano a olho humano a diferentes parte diferentes parte sdo espectro.sdo espectro.





6. Modelos de Cor6. Modelos de Cor• A representação CIE ou XYZ é um arepresentação imprática A representação CIE ou XYZ é um arepresentação imprática

para cores pois é pouco intuitiva. Que cor é X=0,7, Y=0,3 e para cores pois é pouco intuitiva. Que cor é X=0,7, Y=0,3 e Z=0,6 ?Z=0,6 ?

• Em função disso, criaram-se outros sitemas de cor. Os Em função disso, criaram-se outros sitemas de cor. Os principais são: principais são:

• RGBRGB: RedGreenBlue. O mais intuitivo de todos os sistemas. : RedGreenBlue. O mais intuitivo de todos os sistemas. Mimetiza o olho.Mimetiza o olho.

• HSVHSV ou HSI: Trabalho com tom, quantidade de intensidade ou HSI: Trabalho com tom, quantidade de intensidade luminosa. Matematicamente interessante. luminosa. Matematicamente interessante.

• CMYKCMYK: CianoMagentaAmareloPreto. Usado por indústrias : CianoMagentaAmareloPreto. Usado por indústrias gráficas. Subtrativo.gráficas. Subtrativo.

• Sistemas proprietários baseados em tabelas orientadas à Sistemas proprietários baseados em tabelas orientadas à indústria gráfica para otimização de tinta. Ex.: Pantoneindústria gráfica para otimização de tinta. Ex.: Pantone









Modelo de Cores RGB:Vetor no Cubo de Cores CIE

Red (Vermelho)

Green (Verde)

Blue (Azul)

Modelo de Cores RGB:Vetor no Cubo de Cores CIE

Red (Vermelho)

Green (Verde)

Blue (Azul)





Modelo de Modelo de Cores Cores HSV:HSV:

TomTom (HUE)(HUE)

SaturaçãoSaturação (Saturatio(Saturation)n)

IntensidadIntensidadee (Value) (Value)





11. Cores:11. Cores: Geração da Cor Geração da Cor







Geração de Cores: Imagem True ColorGeração de Cores: Imagem True Color






Geração de Cores: Imagem Indexed ColorGeração de Cores: Imagem Indexed Color

Usamos uma tabela de Cores







Gammut:

Capacidade de um monitor representar cores.

Expresso por um polígono descrevendo os limites.

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