Se você já tentou capturar um pôr do sol com seu smartphone, você sabe que as cores nem sempre correspondem ao que você vê na vida real. Os pesquisadores estão cada vez mais perto de resolver esse problema com um novo conjunto de algoritmos que tornam possível registrar e exibir as cores em imagens digitais de uma forma muito mais realista.

"Quando vemos uma cena bonita, queremos gravá-lo e compartilhá-lo com outras pessoas, "disse Min Qiu, líder do Laboratório de Fotônica e Instrumentação para Nanotecnologia (PAINT) na Westlake University na China. "Mas não queremos ver uma foto ou vídeo digital com as cores erradas. Nossos novos algoritmos podem ajudar os desenvolvedores de câmeras digitais e telas eletrônicas a adaptarem melhor seus dispositivos aos nossos olhos."

No Optica , O jornal da The Optical Society (OSA), Qiu e colegas descrevem uma nova abordagem para digitalização de cores. Ele pode ser aplicado a câmeras e monitores - incluindo aqueles usados ​​para computadores, televisores e dispositivos móveis - e usados ​​para ajustar a cor da iluminação LED.

"Nossa nova abordagem pode melhorar as telas disponíveis atualmente no mercado ou aumentar o senso de realidade para novas tecnologias, como telas de visão próxima para realidade virtual e óculos de realidade aumentada, "disse Jiyong Wang, um membro da equipe de pesquisa PAINT. “Também pode ser usado para produzir iluminação LED para hospitais, túneis, submarinos e aviões que imitam com precisão a luz solar natural. Isso pode ajudar a regular o ritmo circadiano em pessoas que não estão expostas ao sol, por exemplo."

Mistura de cores digitais

As cores digitais, como as da televisão ou da tela do smartphone, são normalmente criadas combinando o vermelho, verde e azul (RGB), com cada cor atribuída um valor. Por exemplo, um valor RGB de (255, 0, 0) representa vermelho puro. O valor RGB reflete uma proporção de mistura relativa de três luzes primárias produzidas por um dispositivo eletrônico. Contudo, nem todos os dispositivos produzem essa luz primária da mesma maneira, o que significa que coordenadas RGB idênticas podem parecer cores diferentes em dispositivos diferentes.

Existem também outras maneiras, ou espaços de cores, usado para definir cores como matiz, saturação, valor (HSV) ou ciano, magenta, amarelo e preto (CMYK). Para possibilitar a comparação de cores em diferentes espaços de cores, a Comissão Internacional de Iluminação (CIE) emitiu padrões para definir cores visíveis aos humanos com base nas respostas ópticas de nossos olhos. A aplicação desses padrões exige que cientistas e engenheiros convertam o digital, espaços de cores baseados em computador, como RGB para espaços de cores baseados em CIE, ao projetar e calibrar seus dispositivos eletrônicos.

No novo trabalho, os pesquisadores desenvolveram algoritmos que correlacionam diretamente os sinais digitais com as cores em um espaço de cores CIE padrão, tornando desnecessárias as conversões de espaço de cores. Cores, conforme definido pelos padrões CIE, são criados através da mistura aditiva de cores. Este processo envolve o cálculo dos valores CIE para as luzes primárias acionadas por sinais digitais e, em seguida, misturá-los para criar a cor. Para codificar cores com base nos padrões CIE, os algoritmos convertem os sinais digitais pulsados ​​para cada cor primária em coordenadas exclusivas para o espaço de cores CIE. Para decodificar as cores, outro algoritmo extrai os sinais digitais de uma cor esperada no espaço de cores CIE.

"Nosso novo método mapeia os sinais digitais diretamente para um espaço de cores CIE, "disse Wang." Como esse espaço de cor não depende do dispositivo, os mesmos valores devem ser percebidos como a mesma cor, mesmo se dispositivos diferentes forem usados. Nossos algoritmos também permitem que outras propriedades importantes da cor, como brilho e cromaticidade, sejam tratadas de forma independente e precisa. "

Criação de cores precisas

Os pesquisadores testaram seus novos algoritmos com iluminação, aplicações de exibição e detecção que envolviam LEDs e lasers. Seus resultados concordaram muito bem com suas expectativas e cálculos. Por exemplo, eles mostraram essa cromaticidade, que é uma medida de colorido independente do brilho, poderia ser controlado com um desvio de apenas ~ 0,0001 para LEDs e 0,001 para lasers. Esses valores são tão pequenos que a maioria das pessoas não seria capaz de perceber nenhuma diferença de cor.

Os pesquisadores afirmam que o método está pronto para ser aplicado a lâmpadas LED e visores disponíveis no mercado. Contudo, alcançar o objetivo final de reproduzir exatamente o que vemos com nossos olhos exigirá a solução de problemas científicos e técnicos adicionais. Por exemplo, para gravar uma cena como a vemos, os sensores de cores em uma câmera digital precisariam responder à luz da mesma forma que os fotorreceptores em nossos olhos.

Para desenvolver ainda mais seu trabalho, os pesquisadores estão usando nanotecnologias de última geração para aumentar a sensibilidade dos sensores de cor. Isso poderia ser aplicado a tecnologias de visão artificial para ajudar pessoas que têm daltonismo, por exemplo.