Valores de Grises Inherentes a los Colores

Objetivo

Ordenar los colores de la paleta de acuarelas Winsor and Newton «mk11» según sus valores inherentes de grises.

Paleta de colores asociada al producto mk11 según el fabricante. Durante el desarrollo de la muestra 4 descubrí que en mi caso las pastillas «Tierra de Sombra Tostada» y «Tono de Azul Cerúleo» son en realidad «Sepia» y «Azul Intenso».

Método

Utilizo la herramienta de Histograma en Gimp v2.8 tomando como referencia el valor de mediana y no el promedio dado que la iluminación genera zonas blancas que hacen para nada despreciable el desvío estándar.

Tomando una muestra de valores con la herramienta de Histograma. Evito los bordes de plástico de la paletera dibujando la selección como polígono.

La mediana se utiliza generalmente para devolver la tendencia central en el caso de distribuciones numéricas sesgadas.

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Muestra 1

Previo al estudio procuro dejar secar las pastillas para reducir el brillo propio de la iluminación.

Winsor and Newton mk11. Imagen tomada con iluminación blanca difusa. Filtros de balance de blancos y mejora de color aplicado con Gimp v2.8. Colores ordenados por valores de mediana según histograma.

Misma imagen que la anterior convertida a escala de grises con Gimp v2.8.

Valores de promedio, desviación estándar y mediana de cada pastilla luego de la conversión a escala de grises.

Luego de repetir el experimento con otras fotografías, dependiendo de la iluminación ambiente, los valores cambian fuertemente, sobre todo para aquellos colores con valores bajos, haciendo que el orden por mediana se vea afectado dependiendo de la muestra.

Muestra 2

Vuelvo a repetir el estudio, pero en esta oportunidad con muestras de colores aplicados sobre hoja. Procuro limpiar bien el pincel y aplicar varias manos del color con poca cantidad de agua para obtener una muestra con buena concentración de pigmento.

Utilizo una hoja con coloración beige para poder visualizar el color de la pastilla blanca sobre el medio, aunque de todas formas en el resultado final el blanco no es visible.

Dejo secar y repito la fotografía en similares condiciones de luz.

Winsor and Newton mk11. Imagen tomada con iluminación blanca difusa. Filtros de balance de blancos y mejora de color aplicado con Gimp v2.8. Colores ordenados siguiendo el mismo orden de la paleta mostrado en las imágenes anteriores.
Misma imagen que la anterior convertida a escala de grises con Gimp v2.8.
Valores de promedio, desviación estándar y mediana de cada muestra de color luego de la conversión a escala de grises.

Se aprecia una gran diferencia respecto de la muestra de histograma sobre la pastilla.

Muestra 3

Me resulta subjetivamente extraño el resultado obtenido para el color blanco en la muestra 2 con lo cual repito el experimento ahora con otras condiciones de iluminación, con luz LED blanca, y sin realizar el balance de blancos.

Winsor and Newton mk11. Imagen tomada con iluminación LED blanca. Colores ordenados siguiendo el mismo orden de la paleta mostrado en las imágenes anteriores. Se aprecian las bandas de luz emitidas por la lámpara LED a 50Hz.
Misma imagen que la anterior convertida a escala de grises con Gimp v2.8.
Valores de promedio, desviación estándar y mediana de cada muestra de color luego de la conversión a escala de grises.

Muestra 4

Repitiendo las condiciones de iluminación e introduciendo una nueva lámpara cálida difusa decidí tomar muestras mas heterogéneas de los colores en áreas cuadradas de 2 cm de lado y luego aplicarles la corrección de balance de blancos correspondiente.

Decidí además corregir las sombras provocadas por la lámpara LED debido a los 50Hz. de la corriente alterna de alimentación.

Winsor and Newton mk11. Imagen tomada con iluminación LED blanca. Colores ordenados siguiendo el orden obtenido según la muestra 3. Filtro de balance de blancos aplicado.
Misma imagen que la anterior convertida a escala de grises con Gimp v2.8.
Valores de promedio, desviación estándar y mediana de cada muestra de color luego de la conversión a escala de grises.

Conclusión

Dependiendo si la muestra se realiza sobre las pastillas o el color sobre papel se obtienen resultados disímiles en especial para los colores oscuros, es decir, los que poseen el valor de mediana bajo.

Los colores claros en cambio, mantienen mucho mejor el orden independientemente de las condiciones de muestreo o iluminación.

La muestra 1 no la considero concluyente dado que el resultado final, es decir, la aplicación del color sobre el papel es lo valioso y no el color de la pastilla seca. La muestra 2 tomada sobre la mancha en el papel comienza a ser más precisa en términos prácticos aunque el balance de blancos y las condiciones de iluminación al momento de la muestra parecen haber afectado el resultado final, con lo cual la descarto.
Finalmente la muestra número 3 refleja con mayor precisión la situación real aunque el método de muestreo aún no termina de convencerme. Las muestras no son suficientemente significativas ni heterogéneas, por otro lado la carencia de balance de blancos y las sombras de 50Hz. terminan de empobrecer los datos de entrada.

Orden de los colores según la muestra.

Es importante mencionar también que los valores de los diferentes colores, en algunas oportunidades suelen ser muy cercanos o idénticos.

Colores ordenados según sus valores para la muestra número 3.

Para concluir, el muestreo número 4 cumple con la calidad deseada y los resultados que arroja son los siguientes.

Paleta ordenada de acuerdo a los resultados arrojados en la muestra 4.
Misma paleta convertida a escalas de grises.
Nombres de los colores ordenados por el valor de mediana.

Otros

Recomiendo el siguiente estudio desarrollado por Jorge González sobre tópicos similares. https://www.ttamayo.com/2018/03/valores-en-la-escala-de-grises/

Hoja de datos Excel conteniendo los valores de las imágenes.

Archivo de Gimp conteniendo los colores de la paleta ordenada obtenida de la muestra 4.