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
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The Cyclops ProjectThe Cyclops ProjectGerman-Brazilian Cooperation Programme on ITGerman-Brazilian Cooperation Programme on ITCNPq GMD DLRCNPq GMD DLR
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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
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Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada
Percepção de CoresPercepção de Cores
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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.
Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada
Percepção de CoresPercepção de Cores
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Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada
Percepção de CoresPercepção de Cores
Cor reflexiva Cor emissiva
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Computação Gráfica:Computação Gráfica:
11. Cores11. Cores Percepção da Cor Percepção da Cor
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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.
Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada
Percepção de CoresPercepção de Cores
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Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada
Percepção de CoresPercepção de Cores
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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..
Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada
Percepção de CoresPercepção de Cores
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Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada
Percepção de CoresPercepção de Cores
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Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada
Percepção de CoresPercepção de Cores
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.
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Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada
Percepção de CoresPercepção de Cores
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.
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Percepção de CoresPercepção de Cores
Visão a cores (scotóptica)-> cones
Visão P&B (photóptica)-> bastonetes
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Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada
Percepção de CoresPercepção de Cores
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
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Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada
Percepção de Cores: CONESPercepção de Cores: CONES
Luz colorida na retina é dividida emsinais enviados ao cérebro pelos trêsgrupos de cones.
X Y Z
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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.
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Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada
Percepção de CoresPercepção de Cores
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.
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Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada
Percepção de CoresPercepção de Cores
Teste: Que cor há aqui ?
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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.
Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada
Percepção de CoresPercepção de Cores
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Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada
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
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Computação Gráfica:Computação Gráfica:
11. Cores11. Cores Representação da Representação da
CorCor
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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.
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Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada
Percepção de CoresPercepção de Cores
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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
Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada
Percepção de CoresPercepção de Cores
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Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada
Percepção de CoresPercepção de Cores
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)
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Modelo de Modelo de Cores Cores HSV:HSV:
TomTom (HUE)(HUE)
SaturaçãoSaturação (Saturatio(Saturation)n)
IntensidadIntensidadee (Value) (Value)
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Computação Gráfica:Computação Gráfica:
11. Cores:11. Cores: Geração da Cor Geração da Cor
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Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada
Percepção de CoresPercepção de Cores
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Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada
Geração de Cores: Imagem True ColorGeração de Cores: Imagem True Color
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Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada
Geração de Cores: Imagem Indexed ColorGeração de Cores: Imagem Indexed Color
Usamos uma tabela de Cores
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Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada
Geração de Cores: Imagem Indexed ColorGeração de Cores: Imagem Indexed Color
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Parte II: Parte II: Computação Gráfica AvançadaComputação Gráfica Avançada
Geração de Cores: Imagem Indexed ColorGeração de Cores: Imagem Indexed Color
Gammut:
Capacidade de um monitor representar cores.
Expresso por um polígono descrevendo os limites.