Simulador de daltonismo

O que diferencia protanopia, deuteranopia, tritanopia e acromatopsia?

São quatro tipos diferentes de ausência de cones na retina. Protanopia é a falta total do cone L, sensível a comprimentos de onda longos (o cone "vermelho"). Deuteranopia é a falta do cone M, de comprimento médio (o "verde"). Tritanopia é a falta do cone S, de comprimento curto (o "azul"), e é bem mais rara que as outras duas por ter uma base genética diferente — o gene fica no cromossomo 7, não no X como nas outras duas. Protanopia e deuteranopia costumam ser chamadas juntas de "daltonismo vermelho-verde" porque ambas dificultam distinguir essas cores, mesmo que os pares exatos confundidos não sejam idênticos entre os dois tipos. Já a acromatopsia é um caso à parte: não é a falta de um cone específico, é a ausência completa de visão de cor — nenhum dos três tipos de cone funciona, sobrando apenas os bastonetes, que só carregam informação de brilho. Por isso a acromatopsia é calculada de um jeito totalmente diferente das outras três, como a próxima pergunta explica.

Como a simulação converte uma cor, matematicamente?

Para as três dicromacias (protanopia, deuteranopia, tritanopia), o valor sRGB de cada pixel passa por uma cadeia de conversões: primeiro para luz linear (removendo a correção gama), depois para o espaço CIE XYZ, e então para o espaço LMS — três números que representam a resposta dos cones L, M e S àquela cor. Quando um tipo de cone está ausente, o eixo correspondente é reconstruído projetando-o sobre a linha que liga os outros dois eixos — a chamada "linha de confusão", a direção do espaço de cor em que essa pessoa não percebe diferença nenhuma. O resultado volta por XYZ e RGB linear até chegar de novo em sRGB, pronto para exibir na tela. Esse é exatamente o método do artigo de Brettel, Viénot e Mollon de 1997 sobre simulação da aparência de cores para dicromatas, que os próprios autores simplificaram em 1999 para uma única multiplicação de matriz 3×3 por tipo — as cinco matrizes da cadeia se combinam numa só porque multiplicação de matrizes é associativa, o que importa quando isso roda em cada pixel de uma foto inteira.

De onde vêm os números das matrizes usadas aqui?

Foram transcritos da derivação publicada por Martin Krzywinski, especialista em visualização de dados no BC Genome Sciences Centre, numa página que mostra passo a passo cada matriz intermediária do caminho sRGB→LMS→sRGB. A forma de confiar que não são números inventados para esta ferramenta é que as matrizes sRGB↔XYZ dessa página batem com os valores de referência padrão usados em toda a ciência da cor — os mesmos publicados na tabela de Bruce Lindbloom, amplamente citada. Se algum coeficiente tivesse sido copiado errado, essa verificação cruzada teria denunciado.

A acromatopsia usa o mesmo cálculo LMS das outras deficiências?

Não. Como não sobra nenhum eixo de cone funcionando, não há sobre o que projetar — a matemática LMS descrita acima depende de pelo menos dois eixos vivos para reconstruir o terceiro, e a acromatopsia total elimina os três. Por isso a ferramenta converte a imagem direto para tons de cinza usando os pesos de luminância padrão ITU-R BT.709: luminância = 0,2126×vermelho + 0,7152×verde + 0,0722×azul. O peso do verde é o maior porque o olho humano é mais sensível à luz verde em praticamente qualquer nível de brilho, e o do azul é o menor pelo motivo oposto — é a mesma fórmula por trás do próprio filtro de escala de cinza dos navegadores, não um número escolhido à mão para este simulador.

Essa simulação é exata ou uma aproximação — o que fica de fora?

É uma aproximação, e isso importa para como você deve interpretar o resultado. Duas simplificações estão registradas diretamente no código, sem esconder nada. A primeira: a projeção às vezes gera uma cor fora do gamut que uma tela sRGB consegue exibir, e aqui o valor é simplesmente cortado para [0, 255], em vez de aplicar o passo de "compressão de gamut" da imagem inteira que algumas implementações acadêmicas usam — esse passo precisa conhecer a faixa de cor de toda a foto, não de um pixel isolado. A segunda, mais de fundo: esta ferramenta simula apenas dicromacia, ou seja, ausência total de um tipo de cone. Na prática, a forma mais comum e mais leve de deficiência de visão de cor é a tricromacia anômala — os três cones continuam presentes, só que um deles tem a sensibilidade espectral deslocada em vez de estar ausente — e essa forma não é simulada aqui. Leia o resultado como "aproximadamente o que alguém sem nenhum funcionamento desse cone veria", não como um diagnóstico preciso para uma pessoa específica.

O modo de cor única usa a mesma matemática do modo imagem, e algo é enviado a um servidor?

Sim para a primeira parte, não para a segunda. O modo de código de cor chama exatamente a mesma função por pixel usada no modo imagem, só que uma única vez em vez de milhões de vezes — por isso os dois modos sempre dão resultados coerentes entre si, não são duas fórmulas escritas separadamente. E não, nada sai do seu computador: a decodificação da imagem, todo o cálculo pixel a pixel e o painel de comparação rodam inteiramente no navegador usando a Canvas API. Você pode conferir abrindo a aba Network do navegador antes de enviar uma imagem, ou desligando a internet depois que a página carregar — o simulador continua funcionando normalmente, porque não há nada para enviar a lugar nenhum.