Gamut o spazio colore

Il rapporto tra i valori tonali di un file di immagini e quelli prodotti da un dispositivo di uscita.

Tutti i colori che l'occhio umano può vedere si rappresentano con questo diagramma cromatico, indicato con il nome di CIE 1931.

La gamma di un sistema di colori è la gamma dei colori che possono essere visualizzati o stampati. La gamma più ampia di colori è rappresentata dallo spettro visibile in natura. Questo spettro contiene tutti i colori che possono essere percepiti dall'occhio umano. Il metodo Lab contiene la gamma di colori più ampia perché racchiude tutti i colori della gamma RGB e CMYK. L'insieme dei colori che l'occhio umano (mediamente) può vedere viene chiamato spazio assoluto dei colori, ed è stato presentato con diversi sistemi di coordinate assolute.

Le periferiche del computer non hanno, per quanto riguarda i colori, la capacità dell'occhio umano. Le periferiche di input (scanner, macchina fotografica digitale) non riescono a leggere, e le periferiche di output (monitor, stampante, video recorder) non riescono a riprodurre tutti i colori che l'occhio può vedere. Ogni periferica ne può leggere o riprodurre solo una parte, cioè un sottoinsieme, il cosiddetto gamut (o conosciuto anche come spazio colore) di colori di quella periferica.

Un gamut o spazio colore, o modello colore, nasce dalla definizione di un sistema tridimensionale di coordinate colore che possono assumere una rappresentazione spaziale. In questo senso, ogni singolo colore assumerà nello spazio una diversa posizione, che lo distinguerà da tutti gli altri. Le coordinate colore possono essere associate a varie componenti costitutive del colore in esame: per lo spazio RGB, ad esempio, la tripletta di coordinate 1,0,1 rappresenterà un colore composto da una unità di R, zero di G e ancora una di B. Essendo lo spazio RGB definito come la composizione dei tre colori fondamentali nella sintesi additiva, cioè R=Red=rosso, G=Green=verde e B=Blue=blu, il colore RGB=1 0 1 sarà un viola.

Ogni periferica ha il suo gamut e i vari gamut delle varie periferiche, riportati nel diagramma CIE, si intersecano tra di loro. Ciò significa, per esempio, che esistono colori che si possono vedere su un determinato monitor ma non si possono stampare, altri che si possono stampare ma non vedere su un monitor, esistono colori che si possono vedere su un monitor ma non su un altro monitor, colori che possono essere rilevati da un determinato scanner ma non possono essere stampati su una determinata stampante e così via.

Ogni spazio colore ha il suo modo di descrivere la posizione di ciascun colore, ovvero ha un diverso sistema di coordinate. Senza voler annoiare nessuno con concetti matematici troppo approfonditi si sottolinea il fatto che quando si sente parlare di Spazio Colore (soprattutto in riferimento agli Spazi Colore CIE) la parola "Spazio" non è usata nell'accezione generica che solitamente tutti danno a tale termine, ma sottintende un concetto matematico ben preciso che è quello di Spazio Vettoriale. Uno Spazio Vettoriale, è una struttura algebrica con proprietà matematiche precise che consente di rappresentare uno spazio (ad esempio il mondo a tre dimensioni nel quale noi viviamo, oppure lo spazio che contiene tutti i colori), tramite l'utilizzo di particolari oggetti matematici (i vettori) che servono a costruire lo spazio e determinano quali proprietà esso possiede. Tutti gli Spazi Colore non sono altro che particolari sottoinsiemi di spazi vettoriali aventi dimensione tre.

Uno stesso spazio vettoriale può essere costruito da un sistema di vettori diverso, ad esempio nel caso degli spazi vettoriali che contengono spazi colore si possono usare vettori di tipo (x,y,z) o vettori di tipo (L, a, b). In tal caso lo spazio vettoriale sarà sempre lo stesso però dal momento che è descritto da due sistemi di vettori (e di coordinate) diversi avrà una forma differente anche se le sue proprietà matematiche fondamentali rimangono immutate. Ad esempio la distanza tra due suoi punti (e quindi anche tra due colori) si potrà calcolare con la stessa formula ma l'insieme dei colori visibili apparirà di forma diversa, più uniforme in un sistema che nell'altro.

Qualsiasi tipo di periferica di input o di output usa componenti uguali ma diversi tra loro. Nonostante il gioco di parole quello che si vuole evidenziare è che anche scanner, monitor o stampanti dello stesso modello costruiti in serie uno dopo l'altro, hanno gamut diversi. Addirittura la stessa periferica ha gamut diverso man mano che invecchia.

Una conversione da uno spazio colore ad un altro, si rende necessaria quando si vuole portare un insieme di dati colore da un sistema di visualizzazione ad un altro che utilizza una diversa sintesi cromatica.

Il gamut di una stampante è diverso dal gamut di un monitor, pur essendo entrambi sottoinsiemi dell'insieme dei colori visibili dall'occhio umano. Normalmente, il gamut di una stampante è più ristretto del gamut di un monitor: in altre parole la stampante può produrre solo una parte dei colori che produce il monitor. Per certe combinazioni monitor/stampante, esistono anche colori che possono essere stampati ma non prodotti dal monitor. Alcuni colori, quali il cyan puro e il giallo puro, non possono essere visualizzati con precisione su un monitor. La gamma più piccola è quella del metodo CMYK, composta dai colori che possono essere stampati con gli inchiostri della stampa in quadricromia.

I colori RGB del monitor vengono espressi mediante tre numeri, ognuno dei quali va da 0 a 255. Per quanto si è detto questi stessi numeri producono colori (leggermente) diversi su monitor diversi.

Non c'è un singolo spazio RGB di monitor, ma una famiglia di spazi RGB di monitor, ognuno un po' diverso dall'altro. Si può dire, con altre parole, che lo spazio RGB dipende dal monitor (più in generale, dalla periferica, device-dependent) a cui ci si riferisce (e quindi non è uno spazio: ma uno per ogni periferica, cioè una famiglia di spazi).

Quindi ogni singolo monitor ha un suo specifico gamut di colori, un proprio insieme di colori producibili, oppure come si dice, un proprio spazio di colori che, per quanto abbiamo visto è di tipo RGB (cioè prodotto in sintesi additiva a partire da fosfori rosso, verde e blu).

Diversi tipi di stampanti usano diversi inchiostri (e diversa carta, e diversi modi di aggiungere il nero, e diverse lineature di retino) e hanno quindi gamut diversi. Una particolare stampante modifica il suo gamut se si cambiano gli inchiostri, la carta o altre caratteristiche.

I colori di una stampante vengono espressi con quattro numeri ognuno da 0 a 100, che indicano le percentuali di inchiostro CMYK di quel pixel. Per quanto si è visto una fissata percentuale CMYK dà colori diversi su stampanti diverse.

Ogni stampante ha il proprio gamut, cioè il proprio spazio di colori che in questo caso è uno spazio CMYK (cioè prodotto in sintesi sottrattiva a partire da inchiostri ciano, magenta, giallo e nero).Non esiste quindi un singolo spazio CMYK di stampante, ne esistono numerosi, uno per ogni combinazione di stampa (stampante, inchiostri, carta).