Digital color management es el término que indica el tratamiento (más frecuentemente llamado “gestión”) del color digital. Digital deriva de digit que en inglés significa cifra, i digit deriva al mismo tiempo del latín digitus que significa dedo. En definitiva, digital significa “representado por números”, que se cuentan precisamente con los dedos.

Digital es el opuesto de analógico. Un reloj de manecillas es analógico, pero si tiene cifras en vez de manecillas es digital. Una fotografía hecha con película es analógica, hecha con una cámara digital es digital.

¿Pero que es el color digital? Es el color de las imágenes digitales, o sea de las imágenes representadas con cifras.

Por ejemplo, consideremos una imagen digital RGB de 100 x 200 píxeles. ¿Cómo se representa en memoria (en la memoria RAM, o incluso en el disco duro)? Tenemos en total 100 x 200 = 20.000 píxeles y cada píxel tiene tres componentes (uno por cada primario RGB). En memoria esta imagen tiene pues una serie de 20.000 x 3 = 60.000 números enteros, cada uno de los cuales puede valer de 0 a 255.

En la memoria del ordenador, la imagen esta compuesta solo de números. Cuando la observamos (en el monitor o impresa) ¿qué significado tienen estos números? ¿Qué color debe asumir un píxel con el trío R=153, G=255, B=204?

Se puede decir: el color es aquel que nos da el monitor con el que trabajamos, cualquiera que este sea, cuando se le aplican estos tres números de entrada de señal. Y de hecho, así se comportaban todos los programas hasta hace muy poco tiempo, por ejemplo Adobe Photoshop hasta la versión 4 (hasta 1998, que sale la versión 5). Pero los monitores son unos diferentes de los otros (diferentes fósforos, diferente gamma, diferente blanco) y los mismos números sobre monitores diferentes, producen colores diferentes. Por lo tanto la misma imagen sobre monitores diferentes, aparece diferente.

Por otro lado, esto es fácil de comprobar por cualquiera que haya entrado en una tienda donde venden televisores que se puedan ver uno al lado del otro con la misma imagen: cada uno tiene un color diferente.

Lo dicho también vale para una imagen CMYK. Las impresoras son todas diferentes (diferente tinta, diferente papel, diferente generación del negro) y los mismos números, sobre impresoras diferentes, producen colores diferentes.

Para dar un significado inequívoco a los números, hay que indicar como referencia un determinado monitor (para una imagen RGB) o una determinada impresora (para una imagen CMYK). Solo entonces la imagen digital es un conjunto de números con una referencia. O lo que es lo mismo, cifras con la indicación necesaria para darle un sentido (los colores) que el autor de la imagen intentaba darle cuando la creó.

Cuando la imagen se ve sobre el monitor o se imprime sobre la impresora de referencia, aparece correcta. Cuando la imagen se ve sobre otro monitor u otra impresora, los números ya no valen y deben modificarse. En otras palabras para mantener los colores es necesario modificar los números.

Se da una situación análoga a la descrita arriba cuando, en una ciudad que no conocemos, pedimos indicaciones para llegar a una cierta plaza.

Para llegar a la plaza Walter, partiendo del punto señalado en rojo, debo tomar la primera a la derecha y la segunda a la izquierda.

Estos números (primera derecha, segunda izquierda) conducen a la meta deseada (plaza Walter) solo si se sale del punto rojo. Si el punto de partida cambia, y se convierte en el punto azul, los números se tendrán que modificar (se convertirán en primera izquierda y otra vez primera izquierda) si se quiere llegar, como antes, a la plaza Walter.

La analogía con los colores es evidente:

La gama de un monitor en el espacio xyY. Representación en alambre tridimensional.

La gama de una impresora en el espacio x,y,Y. Observar la proyección de la gama sobre el plano x,y.

Como hemos visto, la gama de un periférico se describe con una tabla que transporta las coordenadas del periférico (RGB, CMYK o otras) a las coordenadas absolutas xyY.

En el caso de los periféricos aditivos (todos menos la impresora) es posible evitar crear la tabla entera a priori implementando un algoritmo que, cuando se le da de entrada un trío de coordenadas RGB, nos devuelve las coordenadas absolutas xyY. (En informática esto es un típico ejemplo de conocimiento procesal, el algoritmo, respecto al conocimiento enciclopédico, la tabla).

Este algoritmo se basa en los valores gamma de los primarios R, G y B (tres números) y alternativamente sobre:

• Las coordenadas absolutas de xyY de los tres fósforos RGB a la máxima luminosidad.
  

O sobre:

• Las coordenadas de la cromaticidad xy de los tres fósforos RGB y
  
• Las coordenadas de la cromaticidad xy del blanco del monitor (es decir R, G y B al máximo valor al mismo tiempo).
  

Por ejemplo las coordenadas xyY que corresponden a un determinado trío RGB de un monitor se pueden buscar en una tabla como la de abajo:

O pueden ser calculadas cada vez basándose en estos datos:

• Gamma de R, G y B por ejemplo todas iguales de 2,2
  
• Coordenadas de la cromaticidad de R, G y B y blanco, por ejemplo:

El uso del algoritmo permite representar la gama de un periférico con un número reducidísimo de información: 11 números (8 coordenadas de cromaticidad + 3 números gamma) en lugar de otros 100 millones de números (cerca de 16 millones de entradas en la tabla, cada una con 6 números).

La existencia de este algoritmo cuyo principio fue descubierto por primera vez por Newton en el 1666, tiene la importante consecuencia práctica que la gama de un periférico aditivo puede ser representada en un archivo de pocos bytes (mucho menos de 1 Kbyte) mientras que la gama de un periférico substractivo (para la cual no existe un algoritmo) se debe especificar con una tabla que necesita cerca de 600 Mbytes de memoria (100 valores de C, otros tantos de M, Y e K que dan 100 millones de entradas, para cada una de las cuales van indicados 6 números).

La gama de un monitor en el espacio xyY. Representación en alambre tridimensional.

La gama de una impresora en el espacio x,y,Y. Observar la proyección de la gama sobre el plano x,y.

Diferentes tipos de monitor (auque sean del mismo fabricante) tienen características (cromaticidad de los fósforos, cromaticidad del blanco, gamma de R, G y B) diferentes y diferentes gamas de color. Incluso monitorees del mismo modelo, construidos uno al lado del otro, tienen gamas diferentes. Incluso el mismo monitor tiene gamas diferentes a medida que envejece, e incluso al variar la regulación de luminosidad y contraste.

La consecuencia de todo esto es que a los mismos números RGB les corresponden coordenadas absolutas diferentes y por lo tanto colores diferentes sobre los dos monitores.

Aquí abajo están reflejadas las tablas de las coordenadas absolutas de los colores que se obtienen aplicando a dos monitores los mismos números RGB. Se ve que pidiendo a ambos monitores visualizar, por ejemplo, los números R=100 G=200 B=150 se obtienen dos colores diferentes, indicados a la izquierda, y precisamente:

• Sobre el monitor A se visualiza el color x=0,26 y=0,45 Y=0,43
• Sobre el monitor B se visualiza el color x=0,30 y=0,42 Y=0,50
  

El significado de los números RGB por consiguiente no es absoluto: depende del monitor (device-dependent) al que se aplica.

Volviendo a emplazar las coordenadas x,y sobre el diagrama de la cromaticidad, las dos gamas (o mejor dicho la cromaticidad) de los colores producidos por el primer y el segundo monitor resultan estar comprendidas en dos triángulos que se intersecan.

Por eso los mismos números sobre monitores diferentes dan colores diferentes, y por lo tanto, para obtener el mismo color sobre el segundo monitor los números se deben modificar. Cualquier procedimiento que consista en modificar los números de forma que obtengamos los mismos colores se denomina conversión del color. La misma tabla ya sugiere como se puede hacer una simple conversión de colores.

Pregunta: ¿que números RGB es necesario enviar al monitor B para obtener el mismo color que en el monitor A se obtiene con R=100, G=200, B=150?

La solución es particularmente simple:

1. Se identifica la línea que en la columna RGB contiene los valores en los que estamos interesados, es decir R=100 G=200 B=150, por lo que la línea es la que se indica en naranja;
   
2. Se lee la correspondencia en la segunda columna, las coordenadas absolutas del color que tales valores RGB generan sobre el monitor A. En este ejemplo, x=0,26, y=0,45, Y=0,43
   
3. Se buscan estos mismos valores en la tercera columna, la de las coordenadas absolutas del monitor B; en la tabla es la línea de amarillo.
   
   

Respuesta: el color que sobre el monitor A se obtiene con R=100, G=200, B=150 se puede obtener también en el monitor B enviando R=85, G=204, B=153.

La tabla de origen, es decir, la del monitor A, se lee de RGB a xyY (de periférico a absoluto). La tabla de destino, la del monitor B, se lee de xyY a RGB (de absoluto a periférico).

La conversión del color, que en este ejemplo es de un monitor a otro, se puede hacer, naturalmente, partiendo de un periférico cualquiera (periférico de origen) para llegar a otro cualquiera (periférico de destino), por ejemplo:

• De un monitor a una impresora (¿Cómo se verá esta foto cuando la imprima?)
  
• De cámara fotográfica a monitor (quiero ver esta fotografía en el monitor exactamente como la he disparado)
  
• De impresora a impresora (quiero imprimir esta imagen simulando otra impresora)
  
• De impresora a monitor (quiero ver en el monitor como se verá esta fotografía cuando la imprima).
  
  

Para completar el cuadro queda un importante detalle a discutir: en el punto 3 (al principio de la página anterior) hemos dado por sentado que el valor que buscamos en la tercera columna, estaría efectivamente presente, pero esto no es del todo correcto. De hecho, puede darse el caso que ese color en particular, que se puede producir en el monitor A, no sea reproducible en el monitor B y que esté, por tanto, fuera de gama (out of gamut) para el monitor B.

En suma, algunos colores que podemos ver en el monitor A pueden ser vistos también en el monitor B, mientras otros colores que vemos en el monitor A no pueden ser vistos en el monitor B, porque el monitor B no los puede producir.

¿Qué se hace en este caso? No existe una solución precisa. Pero no es el momento de rendirse: es posible intentar reproducir el color con alguna razonable aproximación, renunciando a la correspondencia perfecta.

El sentido que damos aquí a la palabra “razonable” depende del efecto que queramos obtener. Se han distinguido algunos efectos, denominados “intento de rendering” o “propósito de interpretación”, que pueden ser usados en situaciones típicas.

El efecto mas simple que podríamos buscar es el siguiente: visto que algunos colores son reproducibles y otros no, tratamos de reproducir los primeros exactamente como son; en cuanto a los no reproducibles, buscamos que se aproximen al color mas “cercano” (sin especificar mejor lo que esta palabra pueda significar).

Para cierto tipo de imágenes este intento es adecuado: por ejemplo, cuando se sabe con certeza que todos los colores de la imagen son imprimibles, y que esto sucede con frecuencia. El caso típico es el de un logo, una marca de fábrica. Pensad en el rojo de la Coca Cola o en el azul de IBM: el que ha diseñado este logo sin duda ha pensado en el problema de la impresión y ha elegido colores que puedan ser imprimibles con seguridad. El logo de la Coca Cola que visto sobre el monitor tendrá con seguridad colores imprimibles. Solo excepcionalmente podrá haber algún píxel de algún color no imprimible.

Es entonces razonable escoger como intento de interpretación en este caso, el que consiste en imprimir exactamente los colores imprimibles (que probablemente sea la inmensa mayoría) y aproximar los demás (esta operación se llama clipping). Este tipo de intento se denomina colorimétrico.

Aquí puedes descargar una película QuickTime que indica como funciona el rendering colorimétrico. Tamaño de la pelicula 650k.

El descrito en el apartado anterior es el intento colorimétrico absoluto (absolute colorimetric).

El intento absoluto colorimétrico no comprime ni expande la gama entera: cada color es transformado en el mismo, si existe, en la gama de destino. Si no es así, es transformado en el color más cercano.

El intento relativo colorimétrico (relative colorimetric) busca, como el absoluto, una exacta correspondencia del color y además, de la luminosidad, que puede ser modificada de modo que toda la luminosidad quede dentro de la luminosidad del periférico de destino.

En algunas aplicaciones al intento de interpretación relativo colorimétrico se le denomina grafico (graphics) o logo o prueba (proof, proofing), mientras que al absoluto se le llama simplemente colorimétrico o prueba (prof, proofing) o correspondencia (match).

Para algún tipo de imágenes, un intento colorimétrico (absoluto o relativo) no es oportuno. Se trata en particular de las fotografías y de las imágenes “realistas” extraídas del escáner. En este caso los colores deben mantener sus posiciones cromáticas relativas, y no se busca que un color se reproduzca exactamente igual al otro, sino solo de un modo aproximado. Todos los colores, incluso los que se podrían reproducir como son, deben ser “modificados” proporcionalmente de forma que se compriman en la gama de destino.

Cuando la imagen se imprima, todos los colores serán diferentes, pero “cromáticamente proporcionales”, a los originales, y el ojo podrá compensar la diferencia de gama, convirtiendo en “similares” las dos imágenes (la del monitor y la impresa).

Este método de interpretación es el llamado perceptivo (perceptual). A veces el intento de interpretación perceptivo también se denomina imagen (Picture), fotográfico (photographic) o fotométrico (photometric).

Aquí tenéis una película QuickTime que muestra como funciona el intento de interpretación perceptivo. Tamaño de la pelicula 290k.

Existe un último caso particular, y es paradójicamente, el caso en el cual la precisa correspondencia del color tiene menor importancia: el ejemplo típico es el de un gráfico estadístico, en el cual tiene mas importancia que los colores sean vivos, saturados, que no que los colores sean exactamente iguales a los originales.

El intento de interpretación por saturación (saturation) busca precisamente que, en la transformación de gama a gama, se mantenga en la medida de lo posible la saturación del color, a expensas eventualmente de la luminosidad y de la tinta o cromaticidad. A veces el intento de interpretación por saturación también se denomina grafico (graphic).

Aquí tenéis una película QuickTime que muestra como funciona el intento de interpretación por saturación. Tamaño de la pelicula 336k.

Con este intento de interpretación los colores originales se modifican de modo que rellenen exactamente la gama de destino. Esto significa que algunas regiones se comprimen, mientras que otras se expanden. El blanco siempre es trasladado sobre el blanco. Es el único intento que puede expandir una gama limitada en una mayor.

Ahora debemos introducir algo de nomenclatura técnica.

El conjunto de datos que permite determinar las coordenadas absolutas de los colores de un periférico a partir de sus propias coordenadas se llama perfil de color. Hemos visto que estos datos pueden ser recogidos en una tabla o pueden ser los datos de ingreso de un algoritmo: en el primer caso se habla de perfil de tabla, en el segundo caso de perfil de matriz.

El agente encargado de la conversión del color se llama motor del color. En un ordenador el motor es un software puesto a disposición de las aplicaciones del sistema operativo o bien interno de una aplicación.

En esta página examinamos las dos posibles modalidades para la implementación del mecanismo de rendering.

Las diversas tecnologías de gestión digital del color utilizan métodos diferentes para implementar el mecanismo del intento de rendering.

Substancialmente existen dos posibilidades: la primera consiste en tener solo la tabla colorimétrica absoluta (o el algoritmo para construirla) y dejar al motor del color las decisiones necesarias. Este tipo de configuración se resume con la frase “perfil estúpido y motor inteligente” en cuanto el perfil contiene solamente la información sobre la gama mientras que la estrategia de rendering se le pide al motor del color que puede decidir que intento aplicar según la situación.

Por ejemplo, en el caso de una imagen fotográfica, el motor del color puede controlar dinámicamente, antes de efectuar la conversión del color, si los colores de todos los píxel de la imagen a convertir están comprendidos en la gama de destino. Si el control concluye con una respuesta afirmativa puede ser apropiado un intento colorimétrico relativo, en caso contrario puede ser mas oportuno un intento perceptivo.

Este tipo de configuración es hoy por hoy, muy rara, aunque probablemente la evolución de los sistemas de gestión del color seguirá en esta dirección.

La segunda posibilidad consiste en dotar al perfil de una tabla (o de un método para construirla) para cada intento de rendering.

Así el perfil del monitor no estará más compuesto de una simple tabla sino de una tabla directa y de cuatro tablas inversas: la primera es la tabla de las coordenadas del periférico al espacio absoluto.

Las otras cuatro son las tablas inversas del espacio absoluto a las coordenadas del periférico, una para cada intento de rendering. En la práctica las dos tablas del intento colorimétrico (relativo y absoluto) se pueden obtener una de la otra, y por tanto, para los dos intentos colorimétricos es suficiente una sola tabla, por ejemplo la del intento colorimétrico relativo.

Se nota pues que, si el intento de rendering esta implementado en el perfil, cada uno con una tabla propia, en el perfil está contenida estáticamente toda la información necesaria para mapear la gama entera de los colores visibles en la gama del periférico, según las diferentes modalidades indicadas de los diversos intentos de rendering. La responsabilidad final de escoger la estrategia del intento de rendering es pues, dejada al usuario, que debe escoger el intento mas apropiado.

Al motor de color se le dejan solo las operaciones de cálculo necesarias para extraer información contenida en el perfil. En tal caso se habla de “perfil inteligente y motor estúpido”.