Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Представление аддитивного смешения цветов. Проекция основных цветов на белый экран показывает вторичные цвета там, где два перекрываются; сочетание всех трех: красного, зеленого и синего с равной интенсивностью - дает белый цвет.
Аддитивное смешение цветов с обложками компакт-дисков

Цветовая модель RGB является аддитивной цветовой модели [1] , в котором красный , зеленый и синий свет складываются по - разному , чтобы воспроизвести широкий спектр цветов . Название модели происходит от инициалов трех дополнительных основных / дополнительных цветов : красного, зеленого и синего.

Основное назначение цветовой модели RGB - зондирование, представление и отображение изображений в электронных системах, таких как телевизоры и компьютеры, хотя она также использовалась в обычной фотографии . До наступления электронной эры цветовая модель RGB уже имела прочную теорию, основанную на человеческом восприятии цветов .

RGB - это цветовая модель, зависящая от устройства: разные устройства обнаруживают или воспроизводят данное значение RGB по-разному, поскольку цветовые элементы (например, люминофоры или красители ) и их реакция на отдельные уровни R, G и B варьируются от производителя к производителю, или даже в том же устройстве с течением времени. Таким образом, значение RGB не определяет один и тот же цвет на всех устройствах без какого-либо управления цветом .

Типичными устройствами ввода RGB являются цветные телевизоры и видеокамеры , сканеры изображений и цифровые камеры . Устройства вывода Типичные RGB являются телевизоры различных технологий ( CRT , LCD , плазма , OLED , квантовые точки и т.д.), компьютер и мобильный телефон дисплеи, видеопроекторы , многоцветные светодиодные дисплеи и большие экраны , такие как Jumbotron . Цветные принтеры , с другой стороны, не являются устройствами RGB, а являются устройствами субтрактивного цвета (обычно цветовая модель CMYK).

В этой статье обсуждаются общие концепции для всех различных цветовых пространств, использующих цветовую модель RGB, которые используются в той или иной реализации в технологии создания цветных изображений.

Аддитивные цвета [ править ]

Аддитивное смешивание цветов: добавление красного к зеленому дает желтый; добавление зеленого к синему дает голубой; добавление синего к красному дает пурпурный цвет; сложение всех трех основных цветов вместе дает белый цвет.
По часовой стрелке от верхней: красный , оранжевый , желтый , зеленовато , зеленый , весенний , голубой , лазурный , синий , фиолетовый , пурпурный , и розы

Чтобы сформировать цвет с помощью RGB, три световых луча (один красный, один зеленый и один синий) должны быть наложены друг на друга (например, за счет излучения черного экрана или отражения от белого экрана). Каждый из трех лучей называется компонентом этого цвета, и каждый из них может иметь произвольную интенсивность в смеси от полностью выключенного до полностью включенного.

Цветовая модель RGB является аддитивной в том смысле, что три световых луча складываются вместе, а их световые спектры добавляют длину волны к длине волны, чтобы получить окончательный цветовой спектр. [2] [3] Это по сути противоположно субтрактивной цветовой модели, особенно цветовой модели CMY , которая применяется к краскам, чернилам, красителям и другим веществам, цвет которых зависит от отражения света, под которым мы их видим. Благодаря своим свойствам эти три цвета создают белый цвет, что резко контрастирует с физическими цветами, такими как красители, которые при смешивании создают черный цвет.

Нулевая интенсивность для каждого компонента дает самый темный цвет (отсутствие света, считается черным ), а полная интенсивность каждого компонента дает белый цвет ; качество этого белого зависит от характера первичных источников света, но если они надлежащий образом сбалансированы, то результат будет нейтральное белым соответствием системы белой точки . Когда интенсивности для всех компонентов одинаковы, в результате получается оттенок серого, более темный или светлый в зависимости от интенсивности. Когда интенсивности различаются, результатом является окрашенный оттенок , более или менее насыщенный в зависимости от разницы между самой сильной и самой слабой интенсивностями используемых основных цветов.

Когда один из компонентов имеет самую высокую интенсивность, цвет является оттенком, близким к этому основному цвету (красный, зеленый или синий), а когда два компонента имеют одинаковую максимальную интенсивность, тогда цвет является оттенком из вторичного цвета (оттенок голубого , пурпурного или желтого цвета ). Вторичный цвет образуется суммой двух основных цветов равной интенсивности: голубой - зеленый + синий, пурпурный - синий + красный и желтый - красный + зеленый. Каждый вторичный цвет является дополнением одного основного цвета: голубой дополняет красный, пурпурный - зеленый, а желтый - синий. Когда все основные цвета смешиваются с одинаковой интенсивностью, получается белый цвет.

Сама по себе цветовая модель RGB не определяет колориметрически, что подразумевается под красным , зеленым и синим , поэтому результаты их смешивания указываются не как абсолютные, а относительно основных цветов. Когда точные цветности красного, зеленого и синего основных цветов определены, цветовая модель становится абсолютным цветовым пространством , например sRGB или Adobe RGB ; см. более подробную информацию в цветовом пространстве RGB .

Физические принципы выбора красного, зеленого и синего [ править ]

Набор основных цветов, таких как основные цвета sRGB , определяет цветовой треугольник ; только цвета внутри этого треугольника могут быть воспроизведены путем смешивания основных цветов. Поэтому цвета за пределами цветового треугольника показаны здесь серыми. Показаны основные цвета и белая точка D65 sRGB. Фоновый рисунок представляет собой диаграмму цветности CIE xy .

Выбор основных цветов связан с физиологией человеческого глаза ; хорошие первичные цвета - это стимулы, которые максимизируют разницу между ответами колбочек сетчатки человека на свет с разными длинами волн и тем самым образуют большой цветной треугольник . [4]

Три обычных типа светочувствительных фоторецепторных клеток человеческого глаза (колбочек) больше всего реагируют на желтый (длинноволновый или L), зеленый (средний или M) и фиолетовый (короткий или S) свет (пиковая длина волны около 570 нм. , 540 нм и 440 нм соответственно [4] ). Разница в сигналах, полученных от трех типов, позволяет мозгу различать широкий спектр различных цветов, при этом он наиболее чувствителен (в целом) к желтовато-зеленому свету и к различиям между оттенками в области от зеленого к оранжевому.

В качестве примера предположим, что свет оранжевого диапазона длин волн (приблизительно от 577 до 597 нм) попадает в глаз и попадает на сетчатку. Свет этих длин волн активирует как средние, так и длинноволновые колбочки сетчатки, но не в равной степени - длинноволновые клетки будут реагировать сильнее. Различие в ответах может быть обнаружено мозгом, и это различие лежит в основе нашего восприятия оранжевого цвета. Таким образом, оранжевый вид объекта является результатом того, что свет от объекта попадает в наш глаз и одновременно стимулирует разные колбочки, но в разной степени.

Использование трех основных цветов недостаточно для воспроизведения всех цветов; только цвета в цветовом треугольнике, определяемом цветностями основных цветов, могут быть воспроизведены путем аддитивного смешивания неотрицательных количеств этих цветов света. [4] [ необходима страница ]

История теории и использования цветовой модели RGB [ править ]

Цветовая модель RGB основана на теории Юнга-Гельмгольца в трехцветной цветового зрения , разработанная Томасом Юнгом и Герман фон Гельмгольц в начале к середине девятнадцатого века, и Джеймс Клерк Максвелл «s цветового треугольника , конкретизирующие эту теорию (около 1860 ).

Ранние цветные фотографии
Фотография Мухаммеда Алим-хана (1880–1944), эмира Бухары , сделанная в 1911 году Сергеем Прокудиным-Горским с использованием трех экспозиций с синим, зеленым и красным фильтрами.

Фотография [ править ]

Первые эксперименты с RGB в ранней цветной фотографии были проведены в 1861 году самим Максвеллом и включали процесс объединения трех отдельных кадров с цветовой фильтрацией. [1] Для воспроизведения цветной фотографии потребовались три одинаковых проекции на экране в темной комнате.

Аддитивная модель RGB и варианты, такие как оранжево-зеленый-фиолетовый, также использовались в цветных пластинах Autochrome Lumière и других технологиях экранных пластин, таких как цветной экран Joly и процесс Педжета в начале двадцатого века. Цветная фотография с использованием трех отдельных пластин использовалась другими пионерами, такими как россиянин Сергей Прокудин-Горский в период с 1909 по 1915 год. [5] Такие методы применялись примерно до 1960 года с использованием дорогостоящего и чрезвычайно сложного процесса трехцветного карбюратора Autotype . [6]

При использовании, воспроизведение отпечатков с фотографий с тремя пластинами выполнялось красителями или пигментами с использованием дополнительной модели CMY , путем простого использования отрицательных пластин отфильтрованных дублей: обратный красный цвет дает голубую пластину и так далее.

Телевидение [ править ]

До появления практического электронного телевидения еще в 1889 году в России были патенты на системы цветного сканирования с механическим сканированием . Цветной телевизор пионер Джон Логи Бэрд продемонстрировал первый в мире RGB передачи цвета в 1928 году, а также первый в мире цветной вещания в 1938 году в Лондоне . В его экспериментах сканирование и отображение производились механически путем вращения раскрашенных колес. [7] [8]

Columbia Broadcasting System (CBS) , началось экспериментальное RGB - полевой последовательной системы цветности в 1940 году Изображения были отсканированы электрически, но система все еще используется движущуюся часть: прозрачный RGB цветовое колесо вращается со скоростью 1200 оборотов в минуту выше синхронно с вертикальным сканированием. И камера, и электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) были монохроматическими . Цвет обеспечивался цветовыми колесами в камере и ствольной коробке. [9] [10] [11] Совсем недавно цветовые круги стали использоваться в проекционных ТВ-приемниках с последовательным полевым переключением на основе монохромного DLP-формирователя изображения Texas Instruments.

Современная технология теневой маски RGB для цветных ЭЛТ-дисплеев была запатентована Вернером Флехсигом в Германии в 1938 году. [12]

Персональные компьютеры [ править ]

Ранние персональные компьютеры конца 1970-х - начала 1980-х годов, такие как компьютеры Apple и Commodore VIC-20 , использовали композитное видео, тогда как Commodore 64 и семейство Atari использовали производные S-Video . IBM представила 16-цветную схему (четыре бита - по одному разряду для красного, зеленого, синего и интенсивности) с адаптером цветной графики (CGA) для своего первого ПК IBM (1981), позже улучшенным с помощью адаптера расширенной графики (EGA). ) в 1984 году. Первым производителем полноцветной видеокарты для ПК (TARGA) былTruevision в 1987 году, но только в 1987 году с появлением Video Graphics Array (VGA) RGB стал популярным, в основном из-за аналоговых сигналов в соединении между адаптером и монитором, которые позволяли использовать очень широкий диапазон цветов RGB. . Фактически, пришлось подождать еще несколько лет, потому что оригинальные карты VGA управлялись палитрой так же, как EGA, хотя и с большей свободой, чем VGA, но поскольку разъемы VGA были аналоговыми, более поздние варианты VGA (сделанные различными производителями под неофициальным название Super VGA) со временем добавил true-color. В 1992 году журналы активно рекламировали оборудование Super VGA с истинным цветом.

Устройства RGB [ править ]

RGB и дисплеи [ править ]

Визуализация в разрезе цветного ЭЛТ: 1.  Электронные пушки 2.  Электронные лучи 3.  Фокусирующие катушки 4.  Отклоняющие катушки 5.  Присоединение анода 6.  Маска для разделения лучей для красной, зеленой и синей частей отображаемого изображения 7.  Слой люминофора с красным , зеленая и синяя зоны 8.  Крупный план внутренней стороны экрана, покрытой люминофором.
Цветовое колесо с пикселями RGB цветов
Точки люминофора RGB на ЭЛТ-мониторе
RGB субпикселей в ЖК - телевизоре (справа: оранжевый и синий цвет, слева: крупный план)

Одним из распространенных применений цветовой модели RGB является отображение цветов на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ), жидкокристаллическом дисплее (ЖКД), плазменном дисплее или дисплее на органических светодиодах (OLED), таком как телевизор, монитор компьютера. , или большой экран. Каждый пиксель на экране создается за счет управления тремя маленькими и очень близкими, но все же разделенными источниками света RGB. На обычном расстоянии просмотра отдельные источники неразличимы, что заставляет глаз видеть определенный сплошной цвет. Все пиксели вместе, расположенные на прямоугольной поверхности экрана, соответствуют цветному изображению.

Во время обработки цифрового изображения каждый пиксель может быть представлен в памяти компьютера или аппаратном обеспечении интерфейса (например, графической карте ) как двоичные значения для компонентов красного, зеленого и синего цветов. При правильном управлении эти значения преобразуются в интенсивности или напряжения с помощью гамма-коррекции, чтобы скорректировать присущую некоторым устройствам нелинейность, так что предполагаемые интенсивности воспроизводятся на дисплее.

Quattron выпущенный Sharp использует RGB цвет и добавляет желтый как суб-пиксель, предположительно , позволяет увеличение количества доступных цветов.

Видеоэлектроника [ править ]

RGB также термин , относящийся к типу компонентного видеосигнала сигнала , используемого в видео - индустрии электроники. Он состоит из трех сигналов - красного, зеленого и синего - передаваемых по трем отдельным кабелям / контактам. Форматы сигналов RGB часто основаны на модифицированных версиях стандартов RS-170 и RS-343 для монохромного видео. Этот тип видеосигнала широко используется в Европе, поскольку это сигнал наилучшего качества, который может передаваться через стандартный разъем SCART . [ необходима цитата ] Этот сигнал известен как RGBS (также существует 4 кабеля с концевой заделкой BNC / RCA ), но он напрямую совместим с RGBHVиспользуется для компьютерных мониторов (обычно переносится на 15-контактных кабелях с 15-контактными разъемами D-sub или 5 BNC ), которые передают отдельные сигналы горизонтальной и вертикальной синхронизации.

За пределами Европы RGB не очень популярен как формат видеосигнала; S-Video занимает это место в большинстве неевропейских регионов. Однако почти все компьютерные мониторы по всему миру используют RGB.

Кадровый буфер видео [ править ]

Фреймбуфер представляет собой цифровое устройство для компьютеров , которые хранят данные в так называемой видеопамяти (включающих массив видео ОЗУ или аналогичных микросхемы ). Эти данные поступают либо на три цифро-аналоговых преобразователя (ЦАП) (для аналоговых мониторов), либо по одному на основной цвет, либо непосредственно на цифровые мониторы. Управляемый программным обеспечением , ЦП (или другие специализированные микросхемы) записывают соответствующие байты в видеопамять для определения изображения. Современные системы кодируют значения цвета пикселей, выделяя восемь битк каждому из компонентов R, G и B. Информация RGB может переноситься непосредственно самими битами пикселей или предоставляться отдельной таблицей поиска цветов (CLUT), если используются графические режимы с индексированными цветами .

CLUT - это специализированное ОЗУ, в котором хранятся значения R, G и B, определяющие определенные цвета. Каждый цвет имеет свой собственный адрес (индекс) - считайте его описательным справочным номером, который обеспечивает этот конкретный цвет, когда он нужен изображению. Содержимое CLUT очень похоже на палитру цветов. Данные изображения, в которых используется индексированный цвет, определяют адреса в CLUT, чтобы предоставить требуемые значения R, G и B для каждого конкретного пикселя, по одному пикселю за раз. Конечно, перед отображением в CLUT должны быть загружены значения R, G и B, которые определяют палитру цветов, необходимую для каждого изображения, которое нужно визуализировать. Некоторые видеоприложения хранят такие палитры в файлах PAL ( например, в игре Age of Empires используется более полудюжины [13]) и может комбинировать CLUT на экране.

RGB24 и RGB32

Эта косвенная схема ограничивает количество доступных цветов в изображении CLUT - обычно в 256 кубах (8 бит в трех цветовых каналах со значениями 0–255) - хотя каждый цвет в таблице RGB24 CLUT имеет только 8 бит, представляющих 256 кодов для каждого. основных цветов R, G и B, что составляет 16 777 216 возможных цветов. Однако преимущество состоит в том, что файл изображения с индексированными цветами может быть значительно меньше, чем при использовании только 8 бит на пиксель для каждого основного элемента.

Однако современное хранилище намного дешевле, что значительно снижает необходимость минимизировать размер файла изображения. Используя подходящую комбинацию интенсивностей красного, зеленого и синего, можно отобразить много цветов. В настоящее время типичные видеоадаптеры используют до 24 бит информации для каждого пикселя: 8 бит на компонент, умноженные на три компонента (см. Раздел « Цифровые представления » ниже (24 бита = 256 3 , каждое первичное значение 8 бит со значениями 0–255). В этой системе разрешены 16 777 216 (256 3 или 2 24 ) дискретных комбинаций значений R, G и B, обеспечивающих миллионы различных (хотя и не обязательно различимых) оттенков , насыщенности.и легкость оттенков. Повышенное затенение реализовано различными способами, в некоторых форматах, таких как файлы .png и .tga, среди других используется четвертый цветовой канал шкалы серого в качестве маскирующего слоя, часто называемый RGB32 .

Для изображений со скромным диапазоном яркости от самого темного до самого светлого восемь бит на основной цвет обеспечивают изображения хорошего качества, но экстремальные изображения требуют большего количества бит на основной цвет, а также передовые технологии отображения. Дополнительные сведения см. В разделе « Создание изображений с расширенным динамическим диапазоном (HDR)».

Нелинейность [ править ]

В классических устройствах с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) яркость данной точки над флуоресцентным экраном из-за воздействия ускоренных электронов не пропорциональна напряжениям, приложенным к сеткам управления электронной пушкой , а зависит от этого напряжения. Величина этого отклонения известна как его значение гаммы ( ), аргумент для функции степенного закона , которая точно описывает это поведение. Линейный отклик задается значением гаммы 1,0, но фактические нелинейности ЭЛТ имеют значение гаммы от 2,0 до 2,5.

Точно так же интенсивность вывода на телевизионных и компьютерных устройствах отображения не прямо пропорциональна приложенным электрическим сигналам R, G и B (или значениям данных файла, которые передают их через цифро-аналоговые преобразователи ). На типичном стандартном ЭЛТ-дисплее с гаммой 2.2, значение входной интенсивности RGB (0,5, 0,5, 0,5) выводит только около 22% полной яркости (1,0, 1,0, 1,0) вместо 50%. [14] Для получения правильного отклика при кодировании данных изображения используется гамма-коррекция и, возможно, дополнительные коррекции как часть процесса калибровки цвета устройства. Гамма влияет как на цветное, так и на черно-белое телевидение. В стандартном цветном телевидении широковещательные сигналы корректируются по гамме.

RGB и камеры [ править ]

Байер фильтр расположение цветных фильтров на массиве пикселей цифрового датчика изображения

В цветных телевизионных и видеокамерах, изготовленных до 1990-х годов, входящий свет разделялся призмами и фильтрами на три основных цвета RGB, подавая каждый цвет в отдельную трубку видеокамеры (или трубку датчика ). Эти трубки представляют собой тип электронно-лучевой трубки, которую не следует путать с ЭЛТ-дисплеями.

С появлением в 1980-х годах коммерчески жизнеспособной технологии устройств с зарядовой связью (CCD), во-первых, сенсоры были заменены датчиками такого типа. Позже была применена более крупная интегральная электроника (в основном Sony ), упрощающая и даже удаляющая промежуточную оптику, тем самым уменьшая размер домашних видеокамер и в конечном итоге приводя к разработке полнофункциональных видеокамер . Современные веб-камеры и мобильные телефоны с камерами являются наиболее миниатюрными коммерческими формами такой технологии.

Фотографические цифровые камеры , в которых используется датчик изображения CMOS или CCD, часто работают с некоторыми вариациями модели RGB. В устройстве фильтра Байера зеленому дается вдвое больше детекторов, чем красному и синему (соотношение 1: 2: 1), чтобы достичь более высокого разрешения по яркости, чем разрешение по цветности . Датчик имеет сетку из красных, зеленых и синих детекторов, расположенных так, что первая строка - это RGRGRGRG, следующая - GBGBGBGB, и эта последовательность повторяется в последующих строках. Для каждого канала недостающие пиксели получаются интерполяцией в демозаике.процесс создания полного образа. Кроме того, применялись другие процессы для преобразования измерений RGB камеры в стандартное цветовое пространство RGB как sRGB .

RGB и сканеры [ править ]

В вычислительной технике сканер изображений - это устройство, которое оптически сканирует изображения (напечатанный текст, рукописный текст или объект) и преобразует его в цифровое изображение, которое передается на компьютер. Среди других форматов существуют плоские, барабанные и пленочные сканеры, и большинство из них поддерживают цветную RGB-подсветку. Их можно считать преемниками ранних устройств ввода для телефотографии , которые могли посылать последовательные линии развертки в виде сигналов аналоговой амплитудной модуляции по стандартным телефонным линиям на соответствующие приемники; такие системы использовались в прессе с 1920-х до середины 1990-х годов. Цветные телефотографии были отправлены последовательно в виде трех отдельных изображений с фильтром RGB.

В доступных в настоящее время сканерах в качестве датчика изображения обычно используется устройство с зарядовой связью (CCD) или контактный датчик изображения (CIS), тогда как в старых барабанных сканерах в качестве датчика изображения используется фотоэлектронный умножитель . Ранние сканеры для цветной пленки использовали галогенную лампу и трехцветный фильтр, поэтому для сканирования одного цветного изображения требовалось три экспозиции. Из-за проблем с нагревом, худшей из которых является возможное разрушение отсканированной пленки, эта технология позже была заменена ненагревающими источниками света, такими как цветные светодиоды .

Числовые представления [ править ]

Типичный селектор цвета RGB в графическом ПО. Каждый ползунок находится в диапазоне от 0 до 255.
Шестнадцатеричные 8-битные RGB-представления 125 основных цветов

Цвет в цветовой модели RGB описывается указанием количества включенного красного, зеленого и синего цветов. Цвет выражается как триплет RGB ( r , g , b ), каждый компонент которого может варьироваться от нуля до определенного максимального значения. Если все компоненты равны нулю, результат будет черным; если все они на максимуме, результатом будет самый яркий представимый белый цвет.

Эти диапазоны можно количественно оценить несколькими способами:

  • От 0 до 1 с любым промежуточным дробным значением. Это представление используется в теоретическом анализе и в системах, использующих представления с плавающей запятой .
  • Значение каждого цветового компонента также можно записать в процентах от 0% до 100%.
  • В компьютерах значения компонентов часто хранятся как целые числа без знака в диапазоне от 0 до 255, диапазоне, который может предложить один 8-битный байт . Они часто представлены как десятичные или шестнадцатеричные числа.
  • Высококачественное оборудование для обработки цифровых изображений часто может работать с большими целыми диапазонами для каждого основного цвета, такими как 0..1023 (10 бит), 0..65535 (16 бит) или даже больше, за счет расширения 24-битного ( три 8-битных значения) в 32-битные , 48-битные или 64-битные блоки (более или менее независимо от размера слова конкретного компьютера ).

Например, самый яркий насыщенный красный цвет записывается в различных обозначениях RGB как:

Во многих средах значения компонентов в пределах диапазонов не управляются как линейные (то есть числа нелинейно связаны с интенсивностями, которые они представляют), как, например, в цифровых камерах и телевещании и приеме из-за гамма-коррекции . [15] Линейные и нелинейные преобразования часто выполняются с помощью цифровой обработки изображений . Представления только с 8 битами на компонент считаются достаточными, если используется гамма-кодирование . [16]

Ниже приводится математическая связь между пространством RGB и пространством HSI (оттенок, насыщенность и интенсивность: цветовое пространство HSI ):

Если , то .

Глубина цвета [ править ]

Цветовая модель RGB - один из наиболее распространенных способов кодирования цвета в вычислениях, и используется несколько различных двоичных цифровых представлений. Основной характеристикой всех из них является квантование возможных значений для каждого компонента (технически выборки ) с использованием только целых чисел в некотором диапазоне, обычно от 0 до некоторой степени двух минус один (2 n  - 1), чтобы подогнать их под некоторые группировки битов . Обычно встречаются кодировки 1, 2, 4, 5, 8 и 16 бит на цвет; общее количество битов, используемых для цвета RGB, обычно называется глубиной цвета .

Геометрическое представление [ править ]

Цветовая модель RGB, сопоставленная с кубом. Горизонтальная ось X показывает, как красные значения увеличиваются влево, ось Y показывает, как синий возрастает в нижнем правом углу, а вертикальная ось Z показывает, как зеленые растут вверх. Начало координат, черный - это вершина, скрытая от глаз.
См. Также цветовое пространство RGB

Поскольку цвета обычно определяются тремя компонентами, не только в модели RGB, но также и в других цветовых моделях, таких как CIELAB и Y'UV , среди прочих, трехмерный объем описывается путем обработки значений компонентов как обычных декартовых координат. в евклидовом пространстве . Для модели RGB это представлено кубом, использующим неотрицательные значения в диапазоне 0–1, с присвоением черному цвету начала координат в вершине (0, 0, 0) и с увеличивающимися значениями интенсивности, проходящими по трем осям вверх. к белому в вершине (1, 1, 1), по диагонали напротив черного.

Триплет RGB ( r , g , b ) представляет трехмерную координату точки данного цвета внутри куба или его граней или вдоль его краев. Этот подход позволяет вычислять цветовое сходство двух заданных цветов RGB, просто вычисляя расстояние между ними: чем короче расстояние, тем выше сходство. Out-of цветовой гаммы вычисления также могут быть выполнены таким образом.

Цвета в дизайне веб-страниц [ править ]

Цветовая модель RGB для HTML была официально принята в качестве стандарта Интернета в HTML 3.2 [17], хотя до этого использовалась некоторое время. Первоначально ограниченная глубина цвета большинства видеооборудования привела к ограниченной цветовой палитре из 216 цветов RGB, определенной с помощью цветового куба Netscape. С преобладанием 24-битных дисплеев использование полных 16,7 миллионов цветов цветового кода HTML RGB больше не создает проблем для большинства зрителей.

Веб-безопасной цветовой палитры состоит из 216 (6 3 ) комбинации красного, зеленого и синего цветов , где каждый цвет может принимать одно из шести значений (в шестнадцатеричном формате ): # 00, # 33, # 66, # 99, #CC или #FF (в зависимости от диапазона от 0 до 255 для каждого значения, описанного выше). Эти шестнадцатеричные значения = 0, 51, 102, 153, 204, 255 в десятичном формате, что = 0%, 20%, 40%, 60%, 80%, 100% с точки зрения интенсивности. Это кажется прекрасным для разделения 216 цветов на куб размерности 6. Однако без гамма-коррекции воспринимаемая интенсивность на стандартном 2,5 гамма ЭЛТ / ЖК-экране составляет всего: 0%, 2%, 10%, 28%, 57%, 100%. См. Фактическую палитру веб-безопасных цветов для визуального подтверждения того, что большинство получаемых цветов очень темные. [18]

Синтаксис в CSS :

rgb (#, #, #)

где # равно пропорции красного, зеленого и синего соответственно. Этот синтаксис можно использовать после таких селекторов, как «background-color:» или (для текста) «color:».

Управление цветом [ править ]

Правильное воспроизведение цветов, особенно в профессиональной среде, требует управления цветом на всех устройствах, участвующих в производственном процессе, многие из которых используют RGB. Управление цветом приводит к нескольким прозрачным преобразованиям между независимым от устройства и зависящим от устройства цветовым пространством (RGB и другими, например, CMYK для цветной печати) в течение типичного производственного цикла, чтобы обеспечить согласованность цвета на протяжении всего процесса. Наряду с творческой обработкой такое вмешательство в цифровые изображения может повредить точность цветопередачи и детализацию изображения, особенно при уменьшении гаммы . Профессиональные цифровые устройства и программные инструменты позволяют обрабатывать изображения 48 бит на пиксель (16 бит на канал), чтобы минимизировать любой такой ущерб.

ICC-совместимые приложения, такие как Adobe Photoshop , используют цветовое пространство Lab или цветовое пространство CIE 1931 в качестве пространства соединения профиля при преобразовании между цветовыми пространствами. [19]

Модель RGB и соотношение форматов яркости и цветности [ править ]

Все яркости - цветности форматов , используемых в различных телевизионных и видео стандартов , таких как YIQ для NTSC , YUV для PAL , YD B D R для СЕКАМ , и YP B P R для видео компонент разностных использования цветовых сигналов, с помощью которых RGB цветного изображения может быть закодированы для трансляции / записи, а затем снова декодированы в RGB для их отображения. Эти промежуточные форматы были необходимы для совместимости с существовавшими ранее форматами черно-белого телевидения. Кроме того, для этих цветоразностных сигналов требуется меньшая полоса пропускания данных. по сравнению с полными сигналами RGB.

Аналогичным образом , ток высокой эффективности цифровых цветных изображений сжатия данных схемы , такие как JPEG и MPEG - магазине RGB цвета внутри в YC B C R формате, в цифровом формате яркости-цветности на основе YP B P R . Использование YC B C R также позволяет компьютерам выполнять субдискретизацию с потерями с каналами цветности (обычно до соотношений 4: 2: 2 или 4: 1: 1), что уменьшает размер результирующего файла.

См. Также [ править ]

  • Цветовая модель CMY
  • Цветовая модель CMYK
  • Теория цвета
  • Цветовая полоса
  • Дополнительные цвета
  • DCI-P3 - общее цветовое пространство RGB
  • Список цветовых палитр
  • Цветовое пространство ProPhoto RGB
  • Цветовое пространство RG
  • Цветовое пространство RGBA
  • scRGB

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Роберт Хирш (2004). Изучение цветной фотографии: полное руководство . Издательство Лоуренс Кинг. ISBN 1-85669-420-8.
  2. ^ Чарльз А. Пойнтон (2003). Цифровое видео и HDTV: алгоритмы и интерфейсы . Морган Кауфманн. ISBN 1-55860-792-7.
  3. ^ Николас Буген (2003). Lightwave 3d 7.5 Освещение . Wordware Publishing, Inc. ISBN 1-55622-354-4.
  4. ^ а б в Р. У. Г. Хант (2004). Воспроизведение цвета (6-е изд.). Чичестер, Великобритания: Серия Wiley – IS & T в области науки и технологий обработки изображений. ISBN 0-470-02425-9.
  5. Фотограф царя: Сергей Михайлович Прокудин-Горский, Библиотека Конгресса США.
  6. ^ «Эволюция цветной пигментной печати» . Artfacts.org . Проверено 29 апреля 2013 .
  7. John Logie Baird, Television Apparatus and тому подобное , патент США, поданный в Великобритании в 1928 году.
  8. ^ Baird Телевидение: Crystal Palace Television Studios . Предыдущие демонстрации цветного телевидения в Великобритании и США проводились по замкнутой сети.
  9. ^ «Успех цветного телевидения в испытаниях» . Нью-Йорк Таймс . 1940-08-30. п. 21 . Проверено 12 мая 2008 .
  10. ^ " CBS демонстрирует полноцветное телевидение ", Wall Street Journal , 5 сентября 1940 г., стр. 1.
  11. ^ "Телевизионный слуховой аппарат" . Нью-Йорк Таймс . 1940-11-13. п. 26 . Проверено 12 мая 2008 .
  12. ^ Мортон, Дэвид Л. (1999). «Телевещание». История электронных развлечений с 1945 года (PDF) . IEEE. ISBN  0-7803-9936-6. Архивировано из оригинального (PDF) 6 марта 2009 года.
  13. ^ По каталогу поиска
  14. ^ Стив Райт (2006). Цифровой композитинг для кино и видео . Focal Press. ISBN 0-240-80760-X.
  15. ^ Эдвин Пол Дж. Тозер (2004). Справочник радиотехника . Эльзевир. ISBN 0-240-51908-6.
  16. ^ Джон Уоткинсон (2008). Искусство цифрового видео . Focal Press. п. 272. ISBN. 978-0-240-52005-6.
  17. ^ «HTML 3.2 Справочная спецификация» . 14 января 1997 г.
  18. ^ Для параллельного сравнения правильных цветов рядом с их эквивалентами без надлежащей гамма-коррекции см. Doucette, Matthew (15 марта 2006 г.). «Список цветов» . Xona Games .
  19. ^ ICC. "Почему управление цветом?" (PDF) . Проверено 16 апреля 2008 . Две PCS в системе ICC - это CIE-XYZ и CIELAB.

Внешние ссылки [ править ]

  • RGB-микшер
  • Демонстрационный апплет преобразования цвета