Dónde están los colores que tu pantalla no puede mostrar
(moultano.wordpress.com)- En el mundo real existen colores fuera de las gamas sRGB y Display-P3, y en especial los cyan intensos son difíciles de transmitir con fotografía digital y pantallas comunes
- Las pantallas no reproducen el espectro real, sino que imitan la respuesta de los tres tipos de conos humanos, así que en el diagrama de cromaticidad CIE hay zonas que no pueden generarse con ninguna combinación RGB
- La luz transmitida en bosques de árboles caducifolios, el agua y el plancton, los colores estructurales de aves y mariposas, la bioluminiscencia y la fluorescencia, además de los semáforos y los láseres, son casos representativos donde se pueden ver colores fuera de la pantalla
- Tanto la iluminación LED como las pantallas son débiles para reproducir cyan, y los monitores de PC estándar, Internet y la fotografía masiva siguen confinados en su mayoría a la gama sRGB
- Estos colores son difíciles de compartir en fotos y fáciles de pasar por alto hasta que sabes qué buscar, así que al final hay que observarlos en persona
El rango de colores que la pantalla deja fuera
- En el mundo real hay colores que una pantalla no puede mostrar, y muchos de ellos están cerca de la familia del cyan
- La fotografía digital no logra capturarlos bien, y las pantallas comunes tampoco pueden mostrarlos, así que sin equipo especializado prácticamente desaparecen del mundo digital
- Los humanos no leemos directamente la longitud de onda de la luz; percibimos el color a partir del patrón de respuesta de tres tipos de conos, cada uno reaccionando con distinta intensidad
- Incluso espectros diferentes pueden verse como el mismo color si producen el mismo patrón de respuesta en los conos
- En vez de reproducir el espectro real de un objeto, la pantalla manipula la respuesta de los conos para imitar el color
El diagrama de cromaticidad CIE y los límites de sRGB
- En 1931, la CIE caracterizó el espacio de color humano, y el borde exterior del diagrama de cromaticidad representa longitudes de onda individuales visibles para las personas
- Si eliges tres colores primarios, solo puedes crear por mezcla los colores que quedan dentro del triángulo formado por esos primarios
- Incluso con la combinación de primarios elegida por la CIE, algunas zonas de green/cyan/blue quedan fuera del triángulo
- Para producir el color más cercano al cyan haría falta red negativo, pero esa luz no existe
- Para crear longitudes de onda puras, la CIE usó un monocromador (monochromator) con prisma y una rendija estrecha, pero es un equipo grande e ineficiente para integrarlo en una pantalla
- La TV a color usó fósforos (phosphor) en lugar de un monocromador, pero como los fósforos no emiten luz de longitud de onda pura, no podían empujar los primarios hasta el borde del diagrama de cromaticidad
- Como resultado, los monitores de PC estándar, Internet y la fotografía masiva siguen en gran medida dentro de la gama sRGB
- Apple mejoró esto al adoptar una gama más amplia de la familia Display-P3
- Hoy la mayoría de las pantallas de smartphones, todas las Mac y la mayoría de las fotos tomadas con smartphones soportan ese triángulo más amplio
- Aun así, para aprovechar realmente todo el rango, toda la cadena desde la fuente hasta el ojo debe preservar el espacio de color
matplotlibsolo soporta sRGB, así que incluso en las gráficas del artículo los colores fuera de sRGB no pueden mostrarse con su color real
La iluminación también te quita el cyan
- No solo las pantallas: la iluminación también falla al reproducir suficientemente bien el cyan
- Un LED blanco típico se fabrica con un LED blue y un fósforo yellow, y el cyan queda en el hueco entre ambos
- Los focos de alto CRI mejoran esto al añadir varios fósforos, pero el cyan sigue siendo la luz menos emitida
- Salirse de la pantalla no basta; para ver cyan real hay que buscarlo en el entorno exterior
Filtros naturales: bosque y agua
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Luz que atraviesa las hojas
- El color reflejado por las hojas de las plantas suele estar dentro del triángulo sRGB
- Las plantas son green, pero rara vez son tan green como para salirse de la gama de una pantalla
- La magia no ocurre cuando la luz se refleja en la hoja, sino cuando atraviesa la hoja
- La curva de transmisión de una hoja es más selectiva que su curva de reflexión
- Una hoja iluminada por el sol se ve normal desde arriba, pero desde abajo parece brillar
- Cuando la luz atraviesa una hoja una vez, casi todo el blue desaparece y la mitad del red se reduce
- Luego, al pasar por otras hojas y reflejarse, el efecto se acumula exponencialmente
- Las interacciones repetidas purifican la luz hasta dejarla normalmente con un pico espectral cerca de 550nm
- Incluso una hoja green iluminada con luz que ya atravesó otra hoja sale de sRGB y se vuelve un color “más green que el green”
- En un bosque de arces a pleno mediodía en verano, la intensidad del green puede ser tan fuerte que resulta difícil de describir
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Agua y plancton
- El agua absorbe fuertemente el red, absorbe lentamente el green y casi no absorbe el blue
- Si observas arena en aguas costeras poco profundas, su color se desplaza siguiendo una curva del espacio de color según la profundidad
- La luz solar baja atravesando el agua, se refleja en la arena y vuelve a pasar por el agua hasta llegar al ojo
- La arena blanca o amarilla primero se desplaza hacia un cyan imposible de representar, y después hacia un blue igualmente imposible de representar
- En aguas muy profundas y oscuras termina acercándose al primario blue de sRGB
- El agua natural contiene muchos microorganismos, y una gran parte de ellos hace fotosíntesis, así que tienen componente green
- El agua real actúa como una mezcla de agua pura y bosque
- La densidad de fitoplancton determina la trayectoria del espectro a medida que cambia la profundidad
- Vista desde la superficie, la dispersión provocada por el agua y las partículas domina sobre el color de la arena
- Si desciendes en el agua y atraviesas esa capa de dispersión, el agua y el plancton filtran repetidamente la luz, y puedes ver intensidades de blue y green difíciles de capturar en pantalla
- Incluso videos como los de BBC Blue Planet no pueden mostrarlo tal cual
- Los fotógrafos submarinos a veces usan filtros que bloquean blue para evitar que toda la escena quede recortada por los límites del sensor
Aves, mariposas y color estructural
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La visión de las aves y sus plumas
- Si tomamos a las aves como referencia, es más rápido decir qué pequeña parte de sus colores sí puede mostrar una pantalla
- Las pantallas fueron diseñadas para la visión humana de mamífero, y los mamíferos en general tienen una visión de color limitada
- Solo los primates volvieron a evolucionar la capacidad de distinguir entre red y green
- Un ciervo no puede distinguir entre tiger orange y grass green, y eso se relaciona con el motivo por el que los tigres son orange
- Las aves tienen ojos muy bien ajustados al espectro solar
- La sensibilidad máxima de sus conos está distribuida de manera uniforme a lo largo del espectro
- También tienen un cono independiente para ver ultravioleta, así que su espacio de color totalmente saturado es tridimensional
- Una pantalla para humanos ni siquiera puede aproximar la visión de un ave; para ellas podría verse como blanco y negro con apenas un color extra
- Las aves usan carotenoides para producir yellow, orange y red
- Los carotenoides son las sustancias que dan color a vegetales como el tomate o la zanahoria
- Los animales no pueden sintetizarlos directamente, así que las aves los obtienen de la comida y los trasladan a las plumas
- El blue y el green se producen de una forma totalmente distinta: color estructural
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La física del color estructural
- Las longitudes de onda de la luz visible rondan entre 0.5 y 0.75µm, aproximadamente 1/10 del grosor de una telaraña y 1/20 del grosor de una lámina de plástico envolvente
- Cuando una estructura natural tiene patrones de tamaño parecido, interactúa con la luz no solo químicamente sino también físicamente
- El arcoíris de una burbuja de jabón o de una película de aceite funciona con este mismo principio
- Las plumas tienen varias etapas de estructuras finas: rachis, barbs, barbules y barbicels
- Aves como el Bluejay, con color plano y visible desde muchas direcciones, producen ese color llenando los barbs con burbujas de aproximadamente media longitud de onda de ancho
- Aves como los hummingbirds o el peacock, con iridiscencia, apilan capas dark brown de melanin en los barbules separadas por media longitud de onda
- La luz del tamaño adecuado evita las capas brown, mientras que la luz más grande o más pequeña es absorbida
- El color estructural iridiscente suele estar entre los colores estructurales más saturados
- Para que la reflexión selectiva funcione, la luz debe encontrarse siempre con huecos del mismo tamaño
- Según el ángulo, la luz coincide y se refuerza o se desfasa y es absorbida, y por eso aparece la iridiscencia
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Peacock y mariposas
- El peacock produce varios colores solo con la forma de las capas de melanin en sus barbules
- El blue del pecho y el cuello, y el cyan alrededor de los eye spots de la cola, quedan fuera de la gama
- Incluso si tomas solo la parte del mismo color de una pluma de peacock y la conviertes en polvo, el resultado es dark brown
- Se estima que unas 500 especies de aves tienen colores fuera de la gama sRGB, y unas 100 especies tienen colores fuera de Display-P3
- El dataset usado no está completo, y en la práctica probablemente haya más
- El macho del golden-tailed sapphire, un colibrí del oeste de la Amazonia, reúne casi todo el espectro en un solo individuo
- Las mariposas evolucionaron la iridiscencia varias veces de forma independiente para mostrarles a las aves que son difíciles de comer o tóxicas
- Entre las Birdwing butterfly, Ornithoptera Croesus tiene un orange más intenso que el que puede mostrar una pantalla Display-P3
- Las escamas alares de las mariposas iridiscentes son complejas y diversas, así que tiene más sentido verlas como un rango de colores según la situación que como un único “color”
- papilio palinurus cambia de green a blue según el ángulo de observación, y de yellow a blue según la polarización
- morpho rhetenor se ve muy distinto en fotos que en persona; en realidad parece más blue y a la vez más green
Emisión de luz y fluorescencia
- Los organismos de las profundidades marinas, donde ya no queda luz, tienen que producir su propia luz
- Incluso en el mar profundo, las propiedades de absorción del agua son las mismas, así que para llegar lejos la luz debe ser blue o green
- Los organismos que brillan en cyan abundan en el mar profundo, y cuando se dan las condiciones adecuadas, las floraciones superficiales de dinoflagelados emiten luz cyan dentro de las olas
- En lugares donde esas condiciones siempre se cumplen, como la laguna cálida e hipersalina de la isla de Vieques en Puerto Rico, basta meter el remo del kayak en el agua por la noche para dejar una estela de luz cyan
- En cuevas de New Zealand, los glow worm brillan como estrellas cyan en techos rocosos que se proyectan sobre el agua
- Esa luz se parece a la bioluminiscencia marina, pero tiene una química y una historia evolutiva independientes
- Los glow worm atraen presas con hilos de mucosidad que pueden colgar hasta 2 pies
- En regiones secas, si apuntas una black light flashlight de noche, los scorpions fluorescen intensamente con un teal cercano al cyan
- Casi todas las especies de scorpion fluorescen con fuerza bajo luz UV
- La razón no está clara
- La hipótesis principal es que el scorpion usa fotorreceptores en la cola para comprobar cuán expuesto está su propio cuerpo
Colores hechos por el ser humano: semáforos y láseres
- El color fuera de pantalla más cercano en la vida cotidiana es la luz “green” del semáforo
- En realidad no es green, sino algo más cercano a un turquoise intenso
- La luz green del semáforo pasa desapercibida porque la costumbre es mirarla durante mucho tiempo solo cuando está en rojo
- El color de la luz green del semáforo está relacionado con exigencias espectrales para que también pueda distinguirse del red por personas con red-green colorblindness
- El estándar de semáforos de NIST se superpone un poco con la gama de una pantalla, pero los semáforos modernos se fabrican con LED
- Un LED sin fósforo añadido emite un color espectral casi puro
- El LED está cerca de ser la forma más barata y práctica de reproducir todo el espacio de color
- El láser puede producir una luz todavía más pura
- Un láser funciona energizando cierto material para que, cuando un photon pasa cerca de un átomo, lo obligue a copiar ese mismo photon
- Tras muchas repeticiones, una longitud de onda gana y los photon que llegan al extremo opuesto terminan teniendo todos la misma longitud de onda
- El autor no encontró en la naturaleza un caso que produjera con suficiente pureza el color blue-green del extremo superior alrededor de 520nm
- Los hongos bioluminiscentes tienen un pico cerca de esa zona, pero por la mezcla con otras longitudes de onda no alcanzan la parte alta del diagrama de cromaticidad
- La zona cercana a 520nm está en la punta superior del borde del espacio de color, así que basta con que el espectro se ensanche un poco hacia ambos lados para que el color caiga hacia el centro
- El color más artificial, y la señal visual más asociada a la alta tecnología, termina siendo el haz de láser green
La experiencia de verlo directamente y sus límites
- Sobre si uno reconoce de inmediato estos colores al verlos en persona, la experiencia repetida es: “antes de saberlo no los veía, y una vez que lo sabes no puedes creer que no los hubieras visto”
- Cuando sabes qué buscar, prestas más atención a la sensación, y esa sensación crece más dentro de la conciencia
- La forma en que vemos el mundo está mediada no solo por las pantallas, sino también por el pensamiento, la atención y lo que consideramos importante
- Así como quienes diseñan estándares de color deciden qué sensaciones reproducir y cuáles dejar fuera, las personas también eligen constantemente dónde poner su atención
- Los colores fuera de pantalla no se transmiten en una foto; al final, las demás personas también tienen que verlos directamente
Metodología y datos
- Todos los colores de objetos se renderizan bajo el iluminante estándar D65 usando datos de reflectancia medidos
- Si había datos disponibles en repositorios, se usaron directamente; si los datos solo aparecían en figuras de artículos, se extrajeron cada 10nm con Gemini 3.1 Pro y luego se verificó que no hubiera grandes errores frente al original
- Los casos se recopilaron partiendo primero de una hipótesis y luego buscando datos espectrales que la respaldaran
- Puede haber muchos ejemplos que no se encontraron
- No se exploraron flores ni pigmentos sintéticos
- Las simulaciones físicas de hojas y agua buscan un nivel natural que no exagere la intensidad del color más que reproducir condiciones físicas exactas
- En la realidad, quizá se necesite agua más profunda o más somera que en las gráficas, o agua más clara o más fértil
- En la investigación se usaron colour python package y Bird Color Database
1 comentarios
Comentarios en Hacker News
¿No se resolvería agregando cian al RGB y haciéndolo RGcB? También parecería posible meter amarillo y magenta para convertirlo en RyGcBm
Es cierto que algunos tonos cian saturados no pueden reproducirse solo con tres colores primarios, pero el diagrama de cromaticidad CIE 1931 que usa el artículo hace que eso parezca más importante de lo que es
En la práctica, el ojo humano no puede distinguir muchos colores en esa zona
El mayor defecto del espacio de color sRGB, que todavía se usa demasiado como valor predeterminado, es que no puede reproducir muchos naranjas/rojos/púrpuras saturados comunes en flores, frutas o ropa que vemos a diario
En el diagrama, la esquina naranja-rojo-púrpura que falta parece más pequeña que la esquina cian faltante, pero en realidad las personas perciben muchas más diferencias de color en la zona naranja/rojo/púrpura, así que en un espacio de color uniforme la relación se vería al revés
Display P3 reproduce mucho mejor los naranjas/rojos/púrpuras que sRGB y ahora está presente incluso en muchos monitores baratos, pero hasta los monitores capaces de reproducir Display P3 suelen venir configurados por defecto en sRGB
Conviene reconfigurar siempre esos monitores a Display P3
Los monitores capaces de reproducir una parte mayor del espacio de color Rec. 2020 son naturalmente mejores que los que solo llegan a Display P3, pero suelen ser más caros, y el Rec. 2020 completo solo puede reproducirse con proyectores láser porque usa primarios monocromáticos
Si no eliges bien la pantalla, también es fácil que aparezca speckle láser[^1]
Los proyectores láser de JVC (LCoS), Sony (LCoS) y Epson (LCD) generan luz blanca con un único láser LED azul y una rueda de fósforo, y luego separan RGB con prismas y filtros, por lo que solo alcanzan alrededor de 87~98% de DCI P3
A cambio, tienen mejores negros y no presentan artefactos de arcoíris, pero la reproducción del color es menos completa
Al final, en el mundo de los proyectores siguen siendo necesarias las concesiones, a menos que puedas gastar 400 mil dólares en https://www.christiedigital.com/products/projectors/all-proj...
[^1]: https://www.valerion.com/blog/triple-laser-speckle
La zona cian que no está en sRGB pero sí en BT.2020 también se ve como un bloque tan grande como la región rojo-amarilla
[1] https://www.researchgate.net/publication/345252499_Evaluatin...
O si simplemente siguen siendo niveles RGB normales, pero en monitores con un espacio de color peor solo terminaban desplazándose hacia colores menos precisos
Me pregunto si es por la misma razón que el fenómeno del que se habla aquí
Hace unos años empecé con la pintura acrílica y me sorprendió cuánto se pierde en fotos y videos
Lo noté sobre todo con el azul ultramarino y el azul de Prusia
No es solo cuestión de color: también influye cómo se refleja la luz en la superficie de la pintura, dónde estoy parado yo, la textura y las pinceladas
A veces me quedo mirando por un rato unos cuadros que tengo colgados en la habitación y aparecen nuevas perspectivas que antes no había notado, aunque yo mismo los pinté
Este artículo me dan ganas de salir, meterme en el bosque y absorber los matices del verde
Me da curiosidad si alguien sabe algo sobre el futuro de los medios impresos
Siento que al artículo le faltó mencionar que las curvas de respuesta de los tres tipos de conos se superponen entre sí
Si pudiéramos estimular por separado cada tipo de cono, ¿no podríamos ver colores totalmente nuevos?
Algunas personas hasta proyectan capas sobre el ojo, pero también se puede probar este sitio web: https://dynomight.net/colors/
Antes salió en HN, pero no lo encuentro con búsqueda
Solo hay que buscar silent substitution
La pantalla de fósforo del televisor B&O MX8000 tenía una intensidad de cian distinta a cualquier otra pantalla que haya visto hasta ahora
Lo vi en 2020, pero el televisor en sí era un producto de los años 80 y usaba un tubo Philips
Jugar Donkey Kong en esa pantalla se veía completamente distinto; parecía una mariposa Morpho
Pero el artículo dice que la gama de colores de las pantallas de fósforo es limitada
Los triángulos entre pantallas pueden variar según el ajuste, pero probablemente todas tengan límites en su rango
Aún no he podido probar si esa experiencia fue una “experiencia de marca” nacida de mi gusto por ese televisor, o si realmente el color era más intenso que en las pantallas planas HDR/DV de los últimos años
Este artículo está tan bien escrito que me dio energía para querer hacer esa comparación de verdad
Tiene muchos ejemplos y está excelentemente redactado, así que dan ganas de buscar esos colores que uno se perdió después de ver tantísimas pantallas
En especial me gustó cómo describe vívidamente lo que la pantalla deja fuera y luego muestra imágenes como la de la playa
Al ver esa imagen, se siente completamente apagada en comparación con el recuerdo y la imaginación del lugar real, y eso vuelve muy tangible lo limitada que es una pantalla
Si subes una foto con el procesamiento automático JPEG por defecto del celular, claramente puede verse apagada
En cambio, si interpretas con habilidad los datos crudos del sensor y aprovechas al máximo el área de visualización disponible, la impresión puede cambiar
No existe una forma de representar la realidad de manera objetivamente correcta en una foto y, si además consideras la percepción, ni siquiera el concepto de gris neutro existe realmente
La interpretación predeterminada de la cámara es una línea base y una opción segura para evitar en lo posible casos extraños e incómodos
Todos habremos vivido la situación de fotografiar un atardecer rosa brillante y que el celular lo renderice como un amarillo pálido o naranja
Pero si en la misma escena se dirige la atención de una persona, aunque no llegue a verse tan rosa como en la realidad, sí puede sobresalir lo suficiente como para provocar una reacción parecida en quien la mira
El trabajo del fotógrafo consiste en tratar los datos crudos de cierta manera para que aquello que le impresionó también destaque ante el espectador
Hay que ubicar los colores tanto en relación entre sí como dentro del rango absoluto de un espacio de visualización limitado
El ojo humano es tremendamente adaptable, así que baja los umbrales relevantes y también ajusta su sensación de gris neutro
Al final uno se adapta al medio de visualización y al estilo fotográfico dados, y aunque el rango de colores que entra al ojo sea apenas una parte minúscula de la escena real, en la foto igual percibe una laguna verdaderamente exuberante
El cian del NTSC inicial era incluso más saturado que el cian de DCI-P3
Los CRT comunes usaban los fósforos más baratos y brillantes especificados por SMPTE C, que sirvieron de base para la gama sRGB, y en compensación aumentaban la saturación por circuito
Es muy probable que esa pantalla usara fósforos mejores en vez de un circuito de corrección de color
El artículo estuvo realmente muy bien
Era un tema que ya conocía, pero aun así fue muy interesante, estaba muy bien escrito y además me dejó algunos detalles nuevos
Eso sí, para defender a Jurassic Park, al menos en el libro la rareza de la visión del T-Rex se explica como parte de los detalles de la ingeniería genética
Algo como que el ADN de base provenía de cierto anfibio y que ese anfibio tenía ese problema; quizá no sea muy plausible científicamente, pero no es tan tonto como en la película
Al final también ayuda a remarcar que estas criaturas no son dinosaurios reales, sino monstruos creados por humanos
Me da curiosidad si fue algo inventado por Chrichton o si era una teoría real de los paleontólogos en esa época
Fue un buen artículo, y creo que la próxima vez que vea una luz verde de semáforo la voy a mirar con más atención
Mi experiencia más intensa fue al trabajar con un láser azul de 430 nm
La mejor forma de describir ese color era que se sentía como si el azul me estuviera gritando “azul” en la cara
Desde entonces, cada vez que veo #0000FF en una pantalla siempre termino decepcionado
Se sale un poco del tema, pero sus otros artículos también están muy bien hechos
Este me pareció interesante: https://moultano.wordpress.com/2025/02/24/you-should-make-cr...
La explicación fue realmente excelente
Pero hay una pregunta que el texto no intenta responder
Según lo que entendí ahora, cualquier espectro que haga que los conos del ojo reaccionen de la misma manera se ve como el mismo color
Me pregunto si conocen ejemplos reales de eso
El daltonismo parece un ejemplo evidente, pero me interesa más si hay situaciones comunes en las que se pueda demostrar que son espectros distintos y aun así la mayoría de la gente los vea como el mismo color
Puede generar problemas prácticos en los que dos pigmentos se ven del mismo color bajo una fuente de luz, pero distintos bajo otra
Por ejemplo, un diente artificial debe verse del mismo color que un diente real bajo la luz del sol, iluminación LED y una bombilla clásica
Basta con ver los primeros minutos de este video, donde aparece un analizador de espectro: https://youtu.be/-DyrBDsKA5s?si=mRJPT2ecy6NqpB4N
El violeta que está más allá del azul en el espectro, y un pigmento púrpura mezclado de rojo y azul, serían un caso así
Cuando una pantalla muestra amarillo, en realidad es un espectro con picos de rojo y verde, pero estimula los conos rojos y verdes como lo haría un espectro amarillo de frecuencia única
De un lado hay una manzana iluminada por luz natural, y al ojo le entra una rica textura de frecuencias sutilmente mezcladas que cubre todo el rango visible e invisible
Del otro lado hay una foto de una manzana que solo emite de forma burda frecuencias puras como 430, 540 y 570 nm
La pregunta es si podrías distinguirlas
“Hoy, camino a casa, mira la luz ‘verde’ del semáforo. No es verde.”
Aparte de eso, los nombres de los colores se definen culturalmente
En japonés, al semáforo verde se le llama 青 “ao”, es decir, azul
En ruso hay palabras distintas para referirse a diferentes tonos de azul
En este artículo hay varios casos de cómo la distinción azul/verde aparece de forma extraña en distintas culturas:
https://en.wikipedia.org/wiki/Blue%E2%80%93green_distinction...