4: Il metodo HSB

HSB: la divisione definitiva in tonalità, saturazione e luminosità

L’articolo originale “The ultimate split into Hue, Saturation and Brightness” è stato pubblicato il 13 gennaio 2015 da Gerald Bakker, fotografo e ritoccatore amatoriale Olandese che mi ha gentilmente permesso di pubblicarne la traduzione su Labcolor.

HSB è l’ultimo della serie di quattro codifiche colore che spiegherò. Photoshop offre altre due modalità di colore: Bitmap e Scala di grigi, ma non supportano il colore, solo bianco e nero. (ndr. C’è anche il metodo due tonalità) Esiste anche un’alternativa più vecchia, chiamata HSL. È molto simile a HSB ma non fa più parte di Photoshop nativo. È possibile scaricare un filtro dal sito Web di Adobe per convertire RGB da e verso HSB e HSL. Tuttavia, non è possibile leggere i valori HSL nel pannello Informazioni o impostare i cursori HSL nel pannello Colore. Per questo motivo, mi attengo solo a HSB.

Un’osservazione importante che devo fare è che non è possibile creare un file immagine in modalità colore HSB. Quando si crea un nuovo file, si può scegliere tra RGB, CMYK, LAB, Scala di grigi e Bitmap(ndr. o doppia tonalità). In HSB non è possibile. Ne consegue che HSB è “solo per riferimento”. In un codice immagine codificato in qualsiasi modo, possiamo leggere i valori HSB. Possiamo anche scegliere un colore impostando determinati valori HSB. Ma non possiamo creare un’immagine codificata in HSB.

Ora vediamo prima come funziona HSB. Ricorda che LAB separa luminanza e colore. HSB va anche oltre: separa anche il colore in tonalità e saturazione.

  • H rappresenta la tonalità; ci dice se guardiamo a rosso, blu, viola, giallo, ecc. Questo è codificato come un grado, che va da 0 a 359, come se guardassimo un cerchio.
  • S rappresenta la saturazione; ci dice quanto è forte il colore. Il suo valore può essere compreso tra 0 e 100, come una percentuale.
  • B rappresenta luminanza; la B sta per luminosità (la L in HSL significa chiarezza). Come “S”, il valore del terzo componente è compreso tra 0 e 100.
HSB color Selector
Figura 1

Vedi figura 1 per la rappresentazione HSB dello stessa porpora che abbiamo usato nell’articolo LAB. Quindi HSB non solo ci offre la possibilità di cambiare la luminanza mantenendo lo stesso colore, ma ci consente anche di cambiare tonalità senza toccare la saturazione e viceversa. O lo fa? Beh, non è così semplice. Poiché nessuna immagine codificata in HSB può esistere, non possiamo eseguire le normali regolazioni (livelli, curve, ecc.) Sui componenti HSB. Non possiamo semplicemente manipolare la “S” per cambiare la saturazione di un’immagine. Tuttavia, vale la pena studiare i tre componenti HSB e capire le loro relazioni con altri spazi colore.

Proprietà di HSB

Iniziamo con i nostri esperimenti. Avvia Photoshop, apri la finestra Color Picker. Impostare tutto su RGB su 0 e leggere i valori HSB. Sono 0,0,0. Nessuna sorpresa qui, almeno non per il secondo e il terzo componente. Il nero non ha saturazione e luminosità. E anche la tonalità è zero.

Passa al bianco, RGB = 255,255,255. Sembra che HSB = 0,0,100 che non può essere una sorpresa. Saturazione zero, luminanza al massimo e assenza di tonalità. Senza ulteriori spiegazioni posso affermare che RGB 128.128.128 si traduce in HSB 0,0,50.

Prima osservazione Per qualsiasi colore neutro, la tonalità e la saturazione sono entrambe 0 nella codifica HSB.

Fin qui tutto bene. Ma non abbiamo ancora visto alcun colore reale. Che mi dici del rosso? Imposta RGB su 255,0,0 e guarda cosa succede. Luminosità 100, saturazione 100 e tonalità 0. Almeno due di questi potrebbero essere inaspettati. Vedi figura 2.

HSB color Selector
Figura 2

La saturazione 100 è ragionevole. Rosso pieno, nessuna saturazione possibile.

Ma per quanto riguarda la luminosità di 100? Non è bianco, e un rosso pieno può certamente essere più leggero aggiungendo verde e / o blu. Perché questo rosso acceso produce la massima luminosità?

La risposta è: perché la luminosità è diversa dalla chiarezza. La “B” in HSB è in realtà qualcosa di diverso dalla “L” in LAB. Prova il verde completo e il blu completo e la luminosità è 100. Lo stesso per i colori intermedi giallo, ciano e magenta.

Seconda osservazione: per qualsiasi colore rosso, verde, blu, giallo, ciano e magenta, in HSB Luminosità e Saturazione sono entrambi 100.

È difficile definire la luminosità delle parole. Se tutti i colori primari RGB e CMY hanno la massima luminosità, allora che cos’è? Solo per vedere il meccanismo qui, impostare R a 255 e aumentare leggermente i valori G e B. Il rosso diventerà più leggero e meno saturo. Tuttavia, la luminosità rimane 100. Dato un colore con codifica RGB con almeno un componente a 255, quindi non importa quali siano gli altri due, la luminosità è 100.

Potresti avere un’idea di quale sarà la conclusione, ma questo è un esperimento diverso. Ricorda che RGB 127.127.127 corrisponde a 50 di luminosità. Ora, a partire da lì, diminuire i due componenti RGB mantenendo uno a 127. Monitorare il valore di luminosità. Guarda cosa succede? La luminosità rimane a 50.

Terza osservazione: in HSB, la luminosità è la più alta tra R, G e B mappata su una scala 0-100. E ‘così semplice.

E il valore della tonalità del rosso?

È 0, proprio come per il bianco, il grigio e il nero.

Perché 0?

La risposta è: non c’è alcun motivo. È 0 per definizione. 0 è rosso. Potrebbe anche essere stato verde, blu o di qualsiasi altro colore. Bene, probabilmente l’arcobaleno è stato usato come esempio. Il colore con la massima lunghezza d’onda, la frequenza più bassa è il rosso. Quindi la “H” inizia con il rosso, passa attraverso il giallo, il verde, il blu, il magenta e torna al rosso.

Il modo in cui i colori sono divisi sul cerchio è l’oggetto di un semplice esercizio. Imposta nuovamente RGB su 255,0,0. Annota il valore Hue in HSB (0). Ora imposta RGB su 255,255,0 (giallo). Di nuovo, prendi nota del valore di Hue (60). Continua con tutti gli altri colori primari e secondari. Vedi, c’è un modello. La nostra quarta osservazione riguarda la H in HSB.

Quarta osservazione: i colori primari e secondari hanno il loro valore di tonalità secondo la seguente tabella:

H = 0: rosso

H = 60: giallo

H = 120: verde

H = 180: ciano

H = 240: blu

H = 300: magenta

Se esistesse, H = 360 sarebbe rosso. Ma la scala si ferma a 359, che è il più vicino al rosso di 1. Vedi figura 3 per una rappresentazione grafica.

HSB color wheel
Figura 3

Sappiamo come funziona la luminosità, sappiamo come funziona la tonalità. Che dire della saturazione?

Come abbiamo già visto, pieno rosso, verde e blu hanno saturazione 100. Lo stesso si può dire per i colori intermedi giallo, ciano e magenta.

Ora iniziando con il rosso, sposta il cursore R a metà sinistra. Guarda cosa succede con il valore di Saturazione. Rimane 100. Spostare il cursore R ancora più a sinistra su un valore molto basso. G e B ancora 0. Saturazione? Ancora 100. Anche molto vicino al nero rimane Saturation 100 se due componenti sono 0. Apparentemente Photoshop assume un colore completamente saturo se è “puro” – che significa: non mescolato con altri colori. Questo è vero non importa quanto il colore sia vicino al nero o al bianco (ma ovviamente non completamente bianco o nero).

Quinta osservazione: qualsiasi colore con rosso, verde e blu a zero e qualsiasi altro diverso da zero ottiene Saturazione 100 nel modello HSB

Possiamo venire con una formula per la saturazione come abbiamo fatto per la luminosità?

Sì possiamo. Se hai un po’ di passione per i numeri e le loro relazioni, puoi farcela tu stesso, ma qui te lo mostro.

La saturazione è definita come il rapporto tra la differenza massima tra R, G e B e il loro valore numerico massimo. Più si avvicina il minimo e il massimo, minore è la differenza massima e minore è la saturazione. Più lontano è il minimo dal massimo, maggiore è la saturazione. In una formula reale:

Sesta osservazione: Saturazione = ((Max (R, G, B) – Min (R, G, B)) / max (R, G, B)) *

Il (* 100) viene aggiunto perché Saturation è mappato su una scala da 0 a 100. Si noti che la formula dipende solo dal massimo e dal minimo di R, G e B. Qualsiasi valore intermedio è irrilevante.

Abbiamo un’ultima importante osservazione da fare.

La cosa sorprendente qui è l’esatta relazione matematica tra HSB e RGB. La conclusione che possiamo trarre da tutto quanto sopra è che HSB si basa su RGB in qualche modo. I valori HSB possono essere ricavati da valori RGB con semplici formule matematiche. Pertanto possiamo affermare quanto segue:

Settima osservazione: HSB non è uno spazio cromatico diverso, è solo lo stesso spazio colore di RGB ma codificato in modo diverso.

La relazione tra RGB e HSB 

HSB Selector
Figura 4

RGB è un modello per dispositivi a colori elettronici come fotocamere e monitor, CMYK si basa sulle proprietà dell’inchiostro, LAB cerca di rappresentare la visione umana.HSB tuttavia non corrisponde ad un mondo fisico sottostante. È solo lo stesso spazio colore di RGB, ma numerato in modo diverso. È quella numerazione diversa che rende utile HSB perché separa tonalità, saturazione e luminosità.

Esegui quest’ultimo ultimo esercizio.

In Photoshop, impostare RGB su 200,120,60. Questo dà un’arancia un po ‘brunastra. Vedi figura 4. Ora se qualcuno ti chiedesse di schiarire questo colore senza cambiare la saturazione e la tonalità, potresti fornire i valori RGB corretti? Non credo. Almeno, non potevo.

Usando la codifica HSB, il compito è semplice. Nota i valori HSB del colore appena creato. Sono 26,70,78. Ora, passa ai cursori HSB nel pannello Colore e sposta il cursore B verso destra, ad es. a 100. Voilà!

I valori RGB risultanti sono 255,154,76. Nota che R ora ha il suo valore massimo. Qualsiasi tentativo di rendere il colore ancora più leggero senza cambiare tonalità e saturazione fallirà, perché possiamo solo aumentare il verde e il blu che cambierà la relazione tra i tre e quindi cambierà la tonalità.

Gerald Bakker, 13 Jan. 2015