Modelo YUV

Modelo YUV
Os modelos anteriores apresentam objectivos específicos, como, por exemplo:
• o modelo RGB permite exibir imagens de cor em monitores;
• o modelo CMYK é utilizado na impressão;
• o modelo HSV é utilizado na mistura de cores do ponto de vista artístico.

Caracterização do modelo
Contudo, nenhum destes modelos tem em conta uma propriedade da visão humana. Esta é mais sensível às mudanças de intensidade da luz (luminância) do que da cor (crominância). O modelo YUV tem em conta esta característica.
O modelo YUV foi criado a par do desenvolvimento da transmissão de sinais de cor de televisão.
Este modelo baseado na luminância permite transmitir componentes de cor em menos tempo do que seria necessário se fosse utilizado o modelo RGB. Ao mesmo tempo, o modelo YUV permite transmitir imagens a preto e branco e imagens de cor de forma independente.


Nos modelos RGB e CMYK cada cor incluiu informação relativa à luminância, permitindo ver cada cor independente de outra. No caso de se estar a guardar um píxel de acordo com o modelo RGBe se o vermelho, o verde e o azul tiverem os mesmos valores de luminância, isto significa que se está a guardar a mesma informação três vezes, aumentando o tamanho da informação.
O modelo YUV guarda a informação de luminância separada da informação de crominância ou cor. Assim, o modelo YUV é definido pela componente luminância (V) e pela componente crominância ou cor (U = blue - Y e V= red - V).
Com este modelo é possível representar uma imagem a preto e branco utilizando apenas a luminância e reduzindo bastante a informação que seria necessária noutro modelo.


Aplicações
o modelo YUV é adequado às televisões a cores, porque permite enviar a informação da cor separada da informação de luminância. Assim, os sinais de televisão a preto e branco e de televisão a cores são facilmente separados. O modelo YUV é também adequado para sinais de vídeo. Este modelo permite uma boa compressão dos dados, porque alguma informação de crominância pode ser retirada sem implicar grandes perdas na qualidade da imagem, pois a visão humana é menos sensível à crominância do que à luminância.


O modelo YUV é utilizado pelos sistemas de televisão europeu PAL e francês SECAM e na compressão dos formatos JPEG/MPEG. No sistema de televisão americano e asiático NTSC é utilizado um modelo de cor equivalente designado YIQ. A fig. 1 exemplifica a utilização de vários modelos de cor por diferentes equipamentos e a necessidade das respectivas conversões. Por exemplo, a câmara de vídeo converte os dados RGB capturados pelos seus sensores em sinais YUV. O ecrã, para efectuar o rendering destes sinais, precisa de voltar a convertê-los para RGB.

Modelo HSV

   Nos pontos anteriores foram vistos os modelos RGB e CMYK, mas outros modelos podem ser criados baseados nas suas aplicações ou utilizações e de acordo com as seguintes categorias: 

• standard (CIE-XYZ);
• perceptual (Luv e Lab);
• linear (RGB CMYK);
• artístico (Munsell, HSV HLS);
• transmissão de sinais de televisão (YIQ YUV).

Caracterização do modelo:

   O modelo HSV é definido pelas grandezas tonalidade de (Hue), saturação (Saturation) e valor (Value), onde este último representa a luminosidade ou o brilho de uma cor.

   A tonalidade ou matiz (hue) é a cor pura com saturação e luminosidade máximas, por exemplo, amarelo, laranja, verde, azul, etc. A tonalidade permite fazer a distinção das várias cores puras e exprime-se num valor angular entre 0 e 360 graus. Por exemplo, o valor 0 ou 360 graus corresponde ao vermelho.

   A saturação (saturation) indica a maior ou menor intensidade da tonalidade, isto é, se a cor é pura ou esbatida (cinzenta). Uma cor saturada ou pura não contém a cor preta nem a branca. A saturação é utilizada para descrever quão viva ou pura é a cor e em termos técnicos descreve a quantidade de cinzas numa cor. Exprime-se num valor percentual entre 0 e 100%. O valor 0% indica a inexistência de cor ou a aproximação aos cinzentos e o valor 100% indica uma cor saturada ou pura.

   O valor (value) traduz a luminosidade ou o brilho de uma cor, isto é, se uma cor é mais clara ou mais escura, indicando a quantidade de luz que a mesma contém. O termo luminosidade está relacionado com a luz reflectida, enquanto que o termo brilho está relacionado com a luz emitida. Em termos técnicos, esta grandeza indica a quantidade de preto associado à cor e exprime-se num valor percentual entre 0 e 100%. O valor 0% indica que a cor é muito escura ou preta e o valor 100% indica que é saturada ou pura.

Por último, pode-se concluir que a tonalidade e a saturação são elementos de crominância, pois fornecem informação relativa à cor. Por outro lado, a percepção da luminosidade (luz reflectida) e do brilho (luz emitida) são elementos de luminância.


Aplicações
O modelo HSV baseia-se na percepção humana da cor do ponto de vista dos artistas plásticos. Isto é, os artistas plásticos para obterem as várias cores das suas pinturas combinam a tonalidade com elementos de brilho e saturação. Desta forma, o modelo HSV é mais intuitivo de utilizar do que o modelo RGB. Do ponto de vista de um artista plástico, é mais fácil manusear as cores em função de tons e sombras do que apenas como combinações de vermelho, verde e azul.

Modelo CMYK

   O modelo CMYK é um modelo constituído a partir do modelo CMY em que foi acrescentada a cor preta (blacK). O modelo CMY é um modelo subtractivo, descrevendo as cores como uma combinação das três cores primárias ciano (Cyan), magenta (Magenta) e amarelo (Yellow). A cor preta foi adicionada ao modelo por ser mais fácil a sua obtenção quando impressa em papel do que recorrendo à mistura de cores.

Aplicações:
   Este modelo é utilizado na impressão em papel, empregando as cores do modelo CMY e a tinta preta (K) para realçar melhor os tons de preto e cinza.
  A impressão, utilizando o modelo CMYK, assenta na sobreposição de camadas de tintas de ciano, magenta, amarelo e preto. Desta forma, as áreas em branco indicam inexistência de tinta ou pigmentos e as áreas escuras indicam uma concentração de tinta.
  
 ~» Este modelo utiliza-se em impressoras, fotocopiadoras, pintura e fotografia, onde os pigmentos de cor das superfícies dos objectos absorvem certas cores e reflectem outras.


Fonte: Manual de APIb 12º ano

Modelo RGB

Modelos aditivo e subtractivo

   Num modelo aditivo a ausência de luz ou de cor corresponde à cor preta, enquanto que a mistura dos comprimentos de onda ou das cores vermelha (Red), verde (Green) e azul (Blue) indica a presença da luz ou a cor branca. Este modelo explica a mistura dos comprimentos de onda de qualquer luz emitida.

   Num modelo subtractivo ao contrário do modelo aditivo, a mistura de cores cria uma cor mais escura, porque são absorvidos mais comprimentos de onda, subtraindo-os à luz. A ausência de cor corresponde ao branco e significa que nenhum comprimento de onda é absorvido, mas sim todos reflectidos. Este modelo explica a mistura de pinturas e tintas para criarem cores que absorvem alguns comprimentos de onda da luz e reflectem outros. Assim, a cor de um objecto corresponde à luz reflectida por ele e que os olhos recebem.

Fonte: Manual de APIb 12º ano

Teoria da cor aplicada aos sistemas digitais

   O conceito de cor está associado à percepção, pelo sistema de visão do ser humano, da luz emitida, difundida ou reflectida pelos objectos, sendo considerada um atributo dos mesmo.

   A cor de um objecto depende das características das fontes de luz que o iluminam, da reflexão da luz produzida pela sua superfície e, por último, das características sensoriais do sistema de visão humano, os olhos, ou de câmaras digitais.
   A não existência de luz implica que nada se veja e, portanto, significa a não existência de cor. 

   A luz contém uma variedade de ondas electromagnéticas com diferentes comprimentos de onda. O sistema de visão do ser humano apenas consegue detectar uma onda electromagnética  se o seu comprimento pertencer ao intervalo de 380 a 780 nm. Estes diferentes comprimentos de onda constituem o espectro de luz visível do ser humano:

   A interpretação das cores é feita pelo cérebro humano depois de a luz atravessar a íris e ser projectada na retina. 
   Desta forma, os olhos são os sensores de toda a visão e esta pode ser do tipo escotópica e fotópica.

• A visão escotópica é assegurada por um único tipo de bastonetes existentes na retina. Estes são sensíveis ao brilho e não detectam a cor. Isto quer dizer que são sensíveis a alterações da luminosidade, mas não aos comprimentos de onda da luz visível.

• A visão fotópica é assegurada por um conjunto de três tipos diferentes de cones existentes na retina. Estes são sensíveis à cor e, portanto, aos comprimentos de onda da luz visível. O número de cones da retina distribuem-se da seguinte forma: 64% são do tipo vermelho (Red), 32% são do tipo verde (Green) e 2% são do tipo azul (Blue).

Nota: Como os bastonetes e os cones constituem dois tipos de sensores diferentes que apreendem a intensidade da luz e as diferenças de cor, é usual associá-los, respectivamente, aos conceitos de luminância e crominância. Estes conceitos estão, por sua vez, relacionados com as diferentes formas de representar as cores.


Fonte: Manual de APIb 12º ano (Adaptado)