ظهور مدل رنگ rgb مرتبط است. مدل رنگ RGB

مطمئناً بسیاری در مورد مدل های رنگی مانند RGB و CMYK شنیده اند، اما در واقع 2 یا 5 طرح وجود ندارد، بلکه بیشتر وجود دارد.

مدل های رنگی متفاوت هستند و امروز در مورد آنها صحبت خواهیم کرد.

RGB - آرویرایش جیرین بلو، معلوم است که تقریباهر رنگی را می توان با ترکیب سه رنگ قرمز + سبز + آبی تنظیم کرد.

در اینجا نمونه ای از چنین مدلی از ویکی پدیا آورده شده است:

این مدل افزودنی نامیده می شود، زیرا برای نشان دادن هر یک از رنگ ها، یکی از کانال های رنگی به رنگ مشکی اضافه می شود. چیزی که در شکل کاملاً قابل مشاهده است

اصل RGB بر اساس درک رنگ توسط شبکیه چشم انسان است:

همانطور که از شکل و توضیحات می بینید، اگر هیچ کدام از کانال های رنگی مشخص نباشد، تصویر سیاه می شود. اگر تمام کانال های رنگی را به حداکثر تنظیم کنید، سفید می شوید.

بر خلاف CMYK، مدل RGB تعداد بسیار بیشتری از رنگ ها را پوشش می دهد و به طور گسترده در تلویزیون ها و مانیتورها استفاده می شود. در تلویزیون ها (CRT) فقط 3 "تفنگ" وجود دارد که پرتوهای رنگی را روی صفحه بمباران می کند. در صفحه نمایش های LCD، کریستال های مایع نیز از اجزای RGB تشکیل شده اند.

در رایانه های RGB، مدل به صورت اعداد از 0 تا 255 برای هر رنگ تنظیم می شود. اگر html را بگیریم سیاه می شود #000000 ، قرمز # FF0000، سبز # 00FF00، آبی # 0000 FFو سفید به عنوان #FFFFFF... رنگ خاکستری چیزی شبیه به آن خواهد بود # d3d3d3.

کسانی که با چاپ آشنا هستند می دانند که یک مدل رنگ متفاوت در آنجا استفاده می شود - CMYK. سی- فیروزه ای، م- ارغوانی، Y- رنگ زرد، ک- سیاه ک(در مورد K اختلاف زیادی وجود دارد، بسیاری آن را مشتق از K می دانند کبشقاب چشمی- سطح کلید، کسی از ک ontur- فیلم کانتور، و کسی از کاوبالت- خاکستری تیره). در زبان روسی اینها رنگهای فیروزه ای، سرخابی، زرد و سیاه هستند.

و همچنین در RGB، مشخصات رنگ با تعیین درصد یکی از کانال های رنگ استفاده می شود.

علاوه بر این، r + n + w = ​​سیاه است، اما این برای زیبایی‌شناسان صنعت چاپ کافی نیست. آنها با تجهیزات مختلف و مواد مختلفی که تصویر روی آنها چاپ می شود سروکار دارند. برای چاپ مهم است که تصویر نهایی چقدر از اصل کپی می کند. در واقع، هنگام استفاده از مدل RGB، چاپ روی پس زمینه سیاه و سفید (و همچنین، به عنوان مثال، روی یک کرم) متفاوت خواهد بود. اما مدل CMYK به شما این امکان را می‌دهد که چنین گیره‌هایی را تراز کنید (به حداقل برسانید). علاوه بر این، برای یک تجهیزات خاص و یک ماده خاص، توصیه می شود طرح CMYK خود را ایجاد کنید، که منجر به هزینه برای یک سفارشی ساز می شود. این پیانو است نه چاپگر =)

کشورهای مختلف استانداردهای CMYK خود را نیز دارند. در آمریکا، برخی، در اروپا، دیگران، و غیره.

رنگ مشکی (و در چاپگر CMYK مثلاً رنگ لیزری 4 کارتریج) که با مخلوط کردن 100% اشباع g + n + w تنظیم می شود نیز منجر به خیس شدن بیش از حد کاغذ (سطح) می شود که منجر به تغییر شکل آن می شود. از رطوبت بنابراین، یک کارتریج جداگانه وجود دارد. خوب، یک رنگ سیاه جداگانه ارزان تر از بقیه است (به همین دلیل است که چاپگرهای معمولی یک رنگ جداگانه و یک کارتریج مشکی جداگانه دارند).

از آنجایی که قبلاً در بالا در مورد درک مدل RGB توسط چشم صحبت کرده ایم ، برای CMYK هم همین است:

اگر 3 (یا 4، در مورد CMYK) نقطه چند رنگ را بسیار نزدیک به یکدیگر قرار دهید، شبکیه چشم آنها را در یک نقطه با یک رنگ خاص ادغام می کند. به عنوان مثال، در اینجا یک تصویر بزرگ شده از مکان نما ماوس در پس زمینه سفید یک مانیتور LCD معمولی است:

عکس ماکرو مکان نما در پس زمینه سفید برای TN + ماتریس فیلم مانیتور:

برای بقیه مدل های رنگی هم همینطور. چشم خود رنگ را می کشد.

CIE XYZ -مدل رنگ خطی سه جزئی، بر اساس مطالعه چشم انسان توسط CIE ( کمیسیون بین المللی د l "Eclairage ). دانشمندان مدلی از یک چشم استاندارد انسان و مدل رنگی بر اساس آن ساخته اند. به طور کلی، CIE XYZ نحوه دیدن یک تصویر سه جزئی است. فرد استاندارد.

از ویکی پدیا:

همانطور که می دانید، دید رنگی انسان به دلیل وجود سه نوع گیرنده حساس به نور بر روی شبکیه است که حداکثر حساسیت طیفی آنها در ناحیه 420، 534 و 564 نانومتر است که مربوط به رنگ آبی است. سبز و زرد (اگرچه در ادبیات معمولا "قرمز" می نویسند) رنگ. آنها اساسی هستند، همه زنگ های دیگر به عنوان ترکیب آنها در نسبت خاصی درک می شوند. به عنوان مثال، برای به دست آوردن یک رنگ طیفی زرد، به هیچ وجه لازم نیست که طول موج دقیق آن 570-590 نانومتر تولید شود، کافی است طیفی از تابش ایجاد شود که گیرنده های چشم را به روشی مشابه تحریک می کند. این پدیده نامیده می شود.

CIE آزمایش‌های زیادی را با تعداد زیادی از مردم انجام داد و از آنها دعوت کرد تا رنگ‌های مختلف را با هم مقایسه کنند و سپس با استفاده از داده‌های ترکیبی این آزمایش‌ها، به اصطلاح توابع تطبیق رنگ و فضای رنگ جهانی را ساخت که در آن محدوده ارائه شد. از رنگ های قابل مشاهده معمولی برای افراد عادی.

توابع تطبیق رنگ مقادیر هر جزء اصلی نور - قرمز، سبز و آبی - هستند که باید وجود داشته باشند تا یک فرد با بینایی متوسط ​​بتواند تمام رنگ‌های طیف مرئی را درک کند. به این سه جزء اصلی مختصات X، Y و Z اختصاص داده شد.

YUV -مدل رنگ خطی سه جزئی بر اساس درخشندگی و دو جزء تفاوت رنگ. ما قبلاً یک مدل مشابه را در نظر گرفته ایم.

مدل را می توان به طور خلاصه به شرح زیر توصیف کرد:

برای هر پیکسل (اگر در مورد یک تصویر رایانه ای صحبت می کنیم)، یک لایه روشنایی (در مقیاس خاکستری) و همچنین 2 لایه لازم برای بازیابی تصویر اصلی ایجاد می شود. این مدل برای انتقال از تلویزیون b/w به رنگی مورد استفاده قرار گرفت، زیرا تلویزیون‌های قدیمی فقط می‌توانستند از یک لایه و رنگ جدید از هر 3 جزء استفاده کنند. فکر می کنم از همین فناوری در رنگ آمیزی فیلم های قدیمی شوروی به صورت رنگی استفاده می شود.

مدل YUV:

HSV(Hue, Saturation, Value - hue, saturation, value) یا HSB(Hue, Saturation, Brightness - hue, saturation, brightness) - مدل رنگی نیز سه جزئی.

همانطور که از شکل مشاهده می کنید، داده های مدل به صورت سه بعدی (سیلندری و مخروطی) ارائه شده است. به دلیل سه بعدی بودن، استفاده از آنها به عنوان مدل رنگی در داخل نرم افزار و تصاویر کاملاً راحت نیست، اما به عنوان تجسم بسیار مفید هستند.

فکر می کنم بسیاری از شما پالت های مشابهی را در ویرایشگرهای گرافیکی دیده اید:

برای انتخاب رنگ از پالت، در واقع، چنین قالب ارائه ای راحت است و اغلب در نرم افزارهای کاربردی استفاده می شود.

RYB -مدل بر اساس 3 جزء - رنگ قرمز، زرد و آبی. قبلاً درست در نظر گرفته می شد، اما نمی توان همه رنگ ها را با چنین مدلی مشخص کرد، مخصوصاً سایه های سبز. این بر اساس پالت هنرمندانی است که رنگ ها را با هم مخلوط می کنند تا رنگ مورد نظر را به دست آورند، اما هنرمندان از 3 رنگ استفاده نمی کنند، بلکه بیشتر از آن استفاده می کنند، بنابراین اکنون از این مدل استفاده نمی شود.

آزمایشگاه- مخفف نام دو متفاوت (البته مشابه). شناخته شده تر و رایج تر است CIELAB(به طور دقیق تر، CIE 1976 L * a * b *)، دیگران - آزمایشگاه شکارچی(به طور دقیق تر، هانتر L، a، b). بنابراین، Lab مخفف غیر رسمی است که فضای رنگی را به طور واضح تعریف نمی کند. اغلب، وقتی در مورد فضای آزمایشگاه صحبت می شود، منظور آنها CIELAB است.

هنگام توسعه آزمایشگاه، هدف ایجاد فضای رنگی بود که تغییرات رنگ در آن از دیدگاه درک انسان خطی تر باشد (در مقایسه با)، یعنی همان تغییر در مقادیر مختصات رنگ در مناطق مختلف فضای رنگی احساس تغییر رنگ یکسانی را ایجاد می کند. بنابراین، غیر خطی بودن درک انسان از رنگ به صورت ریاضی تصحیح می شود. هر دو فضای رنگ نسبت به یک مقدار خاص محاسبه می شوند. اگر مقدار نقطه سفید اضافی مشخص نشده باشد، فرض می شود که مقادیر Lab برای یک روشن کننده استاندارد D50 محاسبه می شود. ج) ویکی پدیا

برای انسان‌های ساده، RGB و CMYK رنگ‌ها را برای ماشین‌ها رمزگذاری می‌کنیم، و کل را محاسبه نمی‌کنیم (CMYK کل را با کالیبره کردن ابزار و مدل رنگی در نظر می‌گیرد). اما LAB دقیقاً رنگی را که شخص می بیند نمایش می دهد. اغلب به عنوان یک مدل رنگ میانی هنگام انتقال از یک مدل به مدل دیگر استفاده می شود.

NCS (سیستم رنگ طبیعی، سیستم رنگ طبیعی) یک مدل رنگی است که توسط Skandinaviska Färginstitutet AB، استکهلم، سوئد پیشنهاد شده است. این بر اساس یک سیستم رنگ مخالف است و به طور گسترده ای در صنعت برای توصیف رنگ محصولات استفاده می شود.

6 رنگ به عنوان پایه در نظر گرفته شده است: سفید، سیاه، آبی، زرد، سبز و قرمز.

بقیه رنگ ها با تعیین تیرگی، اشباع و دو رنگ اصلی به دست می آیند.

لایک کنید (از سرم بیرونش می کنم):

نارنجی: 5% تیره، 80% اشباع، 50% زرد، 50% قرمز.

خب با این روحیه

مدل رنگ پنتون, PMS (سیستم تطبیق پنتون)- یک سیستم تطبیق رنگ استاندارد که توسط شرکت آمریکایی Pantone Inc در اواسط قرن بیستم ایجاد شد. از شناسایی دیجیتال رنگ های تصویر برای چاپ، هم مخلوط و هم مرکب استفاده می کند. رنگ‌های شماره‌دار مرجع در یک کتاب مخصوص چاپ می‌شوند که صفحات آن به صورت فن‌آوری شده است.

مدل های رنگ دیگری هم هست که من جذاب ترین و جالب ترین آنها را انتخاب کردم. برای نیازهای ساده ما، مدل های RGB، YUV، LAB کافی است، برای چاپ، CMYK و موارد دیگر نیز اضافه شده است.

به طور کلی، یادگیری در مورد چگونگی ست کردن یک رنگ به ظاهر ساده توسط مدل های کاملاً متفاوت بسیار جالب بود.

• ترجمه

من قصد دارم گشتی در تاریخ علم ادراک انسان بزنم که منجر به ایجاد استانداردهای ویدئویی مدرن شد. من همچنین سعی خواهم کرد اصطلاحات رایج را توضیح دهم. علاوه بر این، من به طور خلاصه توضیح خواهم داد که چرا روند معمول ساخت یک بازی در طول زمان بیشتر و بیشتر شبیه فرآیند مورد استفاده در صنعت فیلم می شود.

پیشگامان تحقیق درک رنگ

امروزه می دانیم که شبکیه چشم انسان شامل سه نوع مختلف سلول گیرنده نوری به نام مخروط است. هر یک از سه نوع مخروط حاوی پروتئینی از خانواده پروتئین‌های اپسین است که نور را در قسمت‌های مختلف طیف جذب می‌کند:

جذب نور توسط اپسین ها

مخروط‌ها مربوط به بخش‌های قرمز، سبز و آبی طیف هستند و اغلب با توجه به طول موج‌هایی که به آن‌ها حساس‌تر هستند، به‌عنوان بلند (L)، متوسط ​​(M) و کوتاه (S) شناخته می‌شوند.

یکی از اولین آثار علمی در مورد برهمکنش نور و شبکیه، فرضیه ایزاک نیوتن در مورد نور و رنگ ها بود که بین سال های 1670-1675 نوشته شد. نیوتن نظریه ای داشت مبنی بر اینکه نور در طول موج های مختلف باعث می شود شبکیه در فرکانس های مشابه طنین انداز شود. این ارتعاشات سپس از طریق عصب بینایی به حسی منتقل می شود.

پرتوهای نور که در پایین چشم می‌افتند، ارتعاشاتی را در شبکیه برانگیخته می‌کنند که در امتداد رشته‌های اعصاب بینایی به مغز منتشر می‌شوند و حس بینایی ایجاد می‌کنند. انواع مختلف پرتوها ارتعاشاتی با قدرت های مختلف ایجاد می کنند که با توجه به قدرت آنها احساسات رنگ های مختلف را تحریک می کند ... "

بیش از صد سال بعد، توماس یونگ به این نتیجه رسید که از آنجایی که فرکانس رزونانس یک ویژگی وابسته به سیستم است، باید تعداد بی نهایت سیستم تشدید مختلف در شبکیه وجود داشته باشد تا نور همه فرکانس ها را جذب کند. یونگ این را بعید دانست و استدلال کرد که این تعداد به یک سیستم برای قرمز، زرد و آبی محدود شده است. این رنگ ها به طور سنتی در اختلاط رنگ های تفریقی استفاده می شدند. به قول خودش:

از آنجایی که به دلایلی که نیوتن نشان می دهد، ممکن است حرکت شبکیه به جای موجی، ماهیت نوسانی داشته باشد، فرکانس نوسانات باید به ساختار ماده آن بستگی داشته باشد. از آنجایی که تقریباً غیرممکن است باور کنیم که هر نقطه حساس شبکیه دارای تعداد نامتناهی ذره است که هر یک از آنها قادر به نوسان کامل با هر موج ممکن است، لازم است فرض کنیم که تعداد آنها محدود است، برای مثال، با سه رنگ اصلی: قرمز، زرد و آبی ...

فرضیه یانگ در مورد شبکیه نادرست بود، اما او نتیجه‌گیری درستی داشت: تعداد محدودی از انواع سلول در چشم وجود دارد.

در سال 1850، هرمان هلمهولتز اولین کسی بود که به اثبات تجربی نظریه یانگ دست یافت. هلمهولتز از سوژه خواست تا با تنظیم روشنایی چندین منبع نور تک رنگ، رنگ های نمونه های مختلف منبع نور را مطابقت دهد. او به این نتیجه رسید که برای مقایسه همه نمونه ها، سه منبع نور لازم و کافی است: در قسمت قرمز، سبز و آبی طیف.

تولد رنگ سنجی مدرن

سریع به اوایل دهه 1930 بروید. در آن زمان، جامعه علمی درک نسبتاً خوبی از عملکرد درونی چشم داشت. (اگرچه 20 سال دیگر طول کشید تا جورج والد به طور تجربی وجود و عملکرد رودوپسین ها را در مخروط های شبکیه تایید کند. این کشف او را به دریافت جایزه نوبل پزشکی در سال 1967 سوق داد.) کمیسیون بین المللی Eclairage (کمیسیون بین المللی روشنایی) ، CIE، وظیفه ایجاد کمیت جامع درک انسان از رنگ را بر اساس داده های تجربی گردآوری شده توسط ویلیام دیوید رایت و جان گیلد با پارامترهایی مشابه پارامترهایی که اولین بار توسط Hermann Helmholtz انتخاب شد، تعیین کرد. تنظیمات خط پایه 435.8 نانومتر برای آبی، 546، 1 بود. nm برای سبز و 700 نانومتر برای قرمز.
راه اندازی آزمایشی توسط جان گیلد، سه دستگیره رنگ های اصلی را تنظیم می کند

به دلیل همپوشانی قابل توجه در حساسیت مخروط های M و L، تطبیق برخی از طول موج ها با قسمت آبی-سبز طیف غیرممکن بود. برای "تطبیق" این رنگ ها به عنوان یک نقطه مرجع، لازم بود کمی رنگ قرمز اولیه اضافه شود:

اگر برای لحظه ای تصور کنیم که همه رنگ های اصلی نقش منفی دارند، می توان معادله را به صورت زیر بازنویسی کرد:

نتیجه آزمایش ها جدولی از سه گانه RGB برای هر طول موج بود که به صورت زیر در نمودار نمایش داده شد:

عملکردهای تطبیق رنگ CIE 1931 RGB

البته رنگ هایی با مولفه قرمز منفی با استفاده از CIE اولیه قابل نمایش نیستند.

اکنون می‌توانیم ضرایب سه‌کرومیک برای نور توزیع شدت طیفی S را به‌عنوان حاصلضرب داخلی زیر پیدا کنیم:

ممکن است بدیهی به نظر برسد که حساسیت به طول موج های مختلف را می توان به این روش ادغام کرد، اما در واقع به حساسیت فیزیکی چشم، خطی با حساسیت به طول موج بستگی دارد. این به طور تجربی در سال 1853 توسط هرمان گراسمن تأیید شد و انتگرال های ارائه شده در بالا در شکل مدرن خود برای ما به عنوان قانون گراسمن شناخته می شوند.

اصطلاح "فضای رنگی" به این دلیل به وجود آمد که رنگ های اصلی (قرمز، سبز و آبی) را می توان اساس فضای برداری در نظر گرفت. در این فضا، رنگ‌های مختلفی که توسط شخص درک می‌شود، با پرتوهایی که از یک منبع ساطع می‌شوند، نشان داده می‌شوند. تعریف مدرن فضای برداری در سال 1888 توسط جوزپه پیانو ارائه شد، اما بیش از 30 سال قبل از آن، جیمز کلرک ماکسول قبلاً از تئوری های نوپایی که بعداً به جبر خطی تبدیل شد برای توصیف رسمی سیستم رنگ سه رنگی استفاده کرده بود.

CIE تصمیم گرفت که برای ساده کردن محاسبات، کار با فضای رنگی که در آن ضرایب رنگ های اصلی همیشه مثبت است راحت تر است. سه رنگ اصلی جدید در مختصات فضای رنگی RGB به صورت زیر بیان شدند:

این مجموعه جدید از رنگ های اصلی را نمی توان در دنیای فیزیکی تحقق بخشید. این فقط یک ابزار ریاضی است که کار با فضای رنگی را آسان‌تر می‌کند. علاوه بر این، به طوری که نسبت های رنگ اصلی همیشه مثبت باشد، فضای جدید به گونه ای چیده شده است که نسبت رنگ Y مطابق با درخشندگی درک شده باشد. این جزء به عنوان شناخته شده است روشنایی CIE(شما می توانید بیشتر در مورد آن در مقاله FAQ رنگ عالی چارلز پوینتون بخوانید).

برای سهولت در رندر کردن فضای رنگی حاصل، آخرین تغییر را انجام می دهیم. با تقسیم هر جزء بر مجموع مولفه ها، یک مقدار رنگ بدون بعد، مستقل از روشنایی آن به دست می آید:

مختصات x و y با نام مختصات رنگی شناخته می شوند و همراه با Y CIE luma، فضای رنگی xyY CIE را تشکیل می دهند. اگر مختصات رنگی همه رنگ ها را با روشنایی مشخص بر روی نمودار رسم کنیم، نمودار زیر را دریافت می کنیم که احتمالاً با آن آشنا هستید:

نمودار XyY CIE 1931

و آخرین چیزی که باید بدانید این است که چه چیزی در فضای رنگ سفید به حساب می آید. در چنین سیستم نمایشی، سفید مختصات x و y یک رنگ است که زمانی بدست می آید که تمام ضرایب رنگ های RGB اولیه برابر باشند.

با گذشت زمان، چندین فضای رنگی جدید پدیدار شد که فضاهای CIE 1931 را از جنبه های مختلف بهبود بخشید.

توابع انتقال

قبل از بررسی استانداردهای ویدئویی، باید دو مفهوم دیگر معرفی و توضیح داده شود.

تابع انتقال نوری

تابع انتقال نوری-الکترونیکی (OETF) تعیین می کند که چگونه نور خطی گرفته شده توسط دستگاه (دوربین) باید در سیگنال رمزگذاری شود، به عنوان مثال. این تابعی از فرم است:

V قبلا یک سیگنال آنالوگ بود، اما اکنون، البته، به صورت دیجیتالی رمزگذاری شده است. معمولا توسعه دهندگان بازی به ندرت با OETF مواجه می شوند. یک مثال که در آن عملکرد مهم است، نیاز به ترکیب ضبط ویدیو با CGI در یک بازی است. در این حالت، باید بدانید که ویدیو با کدام OETF ضبط شده است تا نور خطی را بازسازی کرده و آن را به درستی با تصویر کامپیوتر ترکیب کنید.

تابع انتقال الکترون نوری

تابع انتقال الکترونیکی نوری (EOTF) وظیفه مخالف OETF را انجام می دهد، یعنی. نحوه تبدیل سیگنال به نور خطی را مشخص می کند:

این ویژگی برای توسعه دهندگان بازی اهمیت بیشتری دارد زیرا تعیین می کند محتوایی که ایجاد می کنند چگونه در تلویزیون و مانیتور کاربران نمایش داده شود.

رابطه بین EOTF و OETF

اگرچه مفاهیم EOTF و OETF به هم مرتبط هستند، اما اهداف متفاوتی را دنبال می کنند. OETF برای نمایش صحنه گرفته شده مورد نیاز است، که سپس می توانیم نور خطی اصلی را بازسازی کنیم (این نمایش از نظر مفهومی یک بافر فریم HDR (محدوده دینامیکی بالا) برای یک بازی معمولی است). در مراحل تولید یک فیلم معمولی چه اتفاقی می افتد:

• گرفتن داده های صحنه
• معکوس کردن OETF برای بازیابی مقادیر روشنایی خطی
• تصحیح رنگ
• مسترینگ برای فرمت های هدف مختلف (DCI-P3، Rec. 709، HDR10، Dolby Vision و غیره):
  • کاهش دامنه دینامیکی مواد برای مطابقت با محدوده دینامیکی قالب مورد نظر (نقشه تون)
  • تبدیل به فضای رنگی قالب مورد نظر
  • EOTF را برای مواد معکوس کنید (هنگام استفاده از EOTF در دستگاه نمایشگر، تصویر در صورت نیاز بازیابی می شود).

بحث مفصلی از این گردش کار در مقاله ما گنجانده نخواهد شد، اما توصیه می‌کنم که شرح رسمی و دقیق گردش کار ACES (سیستم رمزگذاری رنگ آکادمی) را مطالعه کنید.

تا پیش از این، روند فنی استاندارد بازی به این صورت بود:

• تفسیر
• بافر فریم HDR
• تصحیح تون
• معکوس کردن EOTF برای دستگاه نمایش مورد نظر (معمولا sRGB)
• تصحیح رنگ

اکثر موتورهای بازی از روش درجه بندی رنگ استفاده می کنند که توسط ارائه Naty Hoffman "افزایش رنگ برای بازی های ویدئویی" از Siggraph 2010 رایج شده است. این روش زمانی عملی بود که فقط از SDR هدف (محدوده دینامیکی استاندارد) استفاده می شد و اجازه می داد از نرم افزار برای درجه بندی رنگ استفاده شود. قبلاً بر روی رایانه های اکثر هنرمندان مانند Adobe Photoshop نصب شده است.
گردش کار درجه بندی رنگ استاندارد SDR (تصویر با حسن نیت از جاناتان بلو)

پس از معرفی HDR، بیشتر بازی‌ها به سمت جریان کاری مشابه آنچه در تولید فیلم استفاده می‌شود، حرکت کردند. حتی بدون HDR، یک گردش کاری شبیه به سینما عملکرد بهینه‌سازی می‌کند. انجام درجه بندی رنگ در HDR به این معنی است که کل محدوده دینامیکی صحنه خود را دارید. علاوه بر این، برخی از اثرات ممکن است که قبلا در دسترس نبودند.

اکنون آماده بررسی استانداردهای مختلفی هستیم که در حال حاضر برای توصیف قالب های تلویزیونی استفاده می شود.

استانداردهای ویدئویی

ضبط 709

اکثر استانداردهای مربوط به پخش سیگنال های ویدئویی توسط اتحادیه بین المللی مخابرات (ITU) صادر می شود، یک نهاد سازمان ملل که در درجه اول با فناوری اطلاعات مرتبط است.

توصیه ITU-R BT.709، که بیشتر به عنوان Rec شناخته می شود. 709 استانداردی است که ویژگی های تلویزیون های HD را توصیف می کند. اولین نسخه این استاندارد در سال 1990 و آخرین نسخه در ژوئن 2015 منتشر شد. این استاندارد پارامترهایی مانند نسبت ابعاد، وضوح تصویر، نرخ فریم را توصیف می کند. اکثر مردم با این ویژگی ها آشنا هستند، بنابراین من آنها را پوشش نمی دهم و روی بخش هایی از استاندارد که با بازتولید رنگ و روشنایی سروکار دارند تمرکز می کنم.

استاندارد جزئیات رنگی بودن محدود شده توسط فضای رنگی xyY CIE را نشان می دهد. منابع نور قرمز، سبز و آبی یک نمایشگر سازگار باید طوری انتخاب شوند که مختصات رنگی فردی آنها به شرح زیر باشد:

شدت نسبی آنها باید طوری تنظیم شود که نقطه سفید رنگی داشته باشد.

(این نقطه سفید با نام CIE استاندارد Illuminant D65 نیز شناخته می‌شود و شبیه به ثبت مختصات رنگی توزیع شدت طیفی نور طبیعی است.)

خواص رنگی را می توان به صورت زیر مشاهده کرد:

پوشش Rec. 709

ناحیه طرح رنگ، محدود به مثلث ایجاد شده توسط رنگ های اصلی یک سیستم نمایش داده شده، وسعت نامیده می شود.

اکنون به بخش روشنایی استاندارد می رسیم، و اینجاست که همه چیز کمی پیچیده تر می شود. استاندارد بیان می کند که "ویژگی عمومی انتقال نوری در منبع"برابر است با:

اینجا دوتا مشکل داریم:

1. هیچ مشخصه ای برای روشنایی فیزیکی وجود ندارد L = 1
2. علیرغم این واقعیت که این یک استاندارد پخش ویدئو است، EOTF را مشخص نمی کند

این از نظر تاریخی اتفاق افتاده است، زیرا اعتقاد بر این بود که دستگاه نمایشگر، یعنی. تلویزیون مصرفی و وجود دارد EOTF. در عمل، این کار با تنظیم محدوده درخشندگی گرفته شده در OETF فوق به‌گونه‌ای انجام می‌شود که تصویر در یک نمایشگر مرجع با EOTF زیر خوب به نظر برسد:

جایی که L = 1 مربوط به روشنایی حدود 100 cd / m² است (واحد cd / m² در این صنعت "nit" نامیده می شود). این مورد توسط ITU در آخرین نسخه های استاندارد با نظر زیر تأیید شده است:

در عمل تولید استاندارد، عملکرد کدگذاری منبع تصویر به گونه ای تنظیم می شود که تصویر نهایی ظاهر دلخواه را داشته باشد، مطابق با آنچه در مانیتور مرجع قابل مشاهده است. تابع رمزگشایی از توصیه ITU-R BT.1886 به عنوان مرجع در نظر گرفته شده است. یک محیط مشاهده مرجع در توصیه ITU-R BT.2035 مشخص شده است.

ضبط 1886 نتیجه کار بر روی مستندسازی ویژگی های مانیتورهای CRT است (استاندارد در سال 2011 منتشر شد)، یعنی. رسمی کردن رویه موجود است.
CRT قبرستان فیل ها

غیر خطی بودن روشنایی به عنوان تابعی از ولتاژ اعمالی منجر به ساختار فیزیکی نمایشگرهای CRT شده است. بر حسب تصادف محض، این غیرخطی (بسیار) تقریباً غیرخطی معکوس درک انسان از روشنایی است. هنگامی که ما به نمایش دیجیتال سیگنال‌ها روی آوردیم، این منجر به تأثیر موفقیت‌آمیز توزیع یکنواخت خطای نمونه‌گیری در کل محدوده روشنایی شد.

ضبط 709 برای استفاده از رمزگذاری 8 بیتی یا 10 بیتی طراحی شده است. بیشتر محتواها از رمزگذاری 8 بیتی استفاده می کنند. برای آن، استاندارد مشخص می کند که توزیع محدوده روشنایی سیگنال باید در کدهای 16-235 توزیع شود.

HDR10

وقتی صحبت از ویدیوی HDR می شود، دو رقیب اصلی وجود دارد: Dolby Vision و HDR10. در این مقاله، من روی HDR10 تمرکز خواهم کرد زیرا یک استاندارد باز است که به سرعت محبوب شده است. این استاندارد برای Xbox One S و PS4 انتخاب شده است.

ما دوباره با نگاه کردن به بخشی از فضای رنگی استفاده شده در HDR10 همانطور که در توصیه ITU-R BT.2020 (UHDTV) تعریف شده است، شروع می کنیم. این شامل مختصات رنگی زیر رنگ های اصلی است:

مجدداً از D65 به عنوان نقطه سفید استفاده می شود. هنگامی که بر روی شماتیک xy Rec. 2020 به این شکل است:

پوشش Rec. 2020

بدیهی است که پوشش این فضای رنگی بسیار بیشتر از Rec است. 709.

اکنون به بخش استاندارد در مورد روشنایی می رسیم، و اینجاست که همه چیز دوباره جالب تر می شود. در پایان نامه دکتری خود در سال 1999 "حساسیت کنتراست چشم انسان و تاثیر آن بر کیفیت تصویر"("حساسیت کنتراست چشم انسان و تاثیر آن بر کیفیت تصویر") پیتر بارتن معادله کمی دلهره آور ارائه کرد:

(بسیاری از متغیرهای این معادله خود معادلات پیچیده ای هستند، مثلاً روشنایی در داخل معادلاتی که E و M را محاسبه می کنند پنهان است).

این معادله تعیین می‌کند که چشم چقدر به تغییرات کنتراست در سطوح مختلف روشنایی حساس است و پارامترهای مختلف شرایط دید و برخی از ویژگی‌های ناظر را تعیین می‌کنند. "حداقل تفاوت قابل تشخیص"(Just Noticeable Difference, JND) مخالف معادله بارتن است، بنابراین برای اینکه نمونه برداری EOTF از شر محدودیت های دید خلاص شود، موارد زیر باید درست باشد:

انجمن مهندسان تصویر متحرک و تلویزیون (SMPTE) تصمیم گرفت که معادله بارتن مبنای خوبی برای EOTF جدید باشد. نتیجه چیزی بود که ما اکنون SMPTE ST 2084 یا Perceptual Quantizer (PQ) می نامیم.

PQ با انتخاب مقادیر محافظه کارانه برای پارامترهای معادله بارتن، یعنی. شرایط مشاهده معمولی مورد انتظار مصرف کننده بعداً، PQ به عنوان نمونه‌گیری تعریف شد که برای محدوده مشخصی از روشنایی و تعداد نمونه‌ها، معادله بارتن را با پارامترهای انتخاب شده بیشتر مطابقت می‌دهد.

مقادیر EOTF گسسته را می توان با استفاده از فرمول بازگشتی زیر برای یافتن پیدا کرد ک< 1 ... آخرین مقدار نمونه برداری حداکثر روشنایی مورد نیاز خواهد بود:

برای حداکثر روشنایی 10000 نیت با استفاده از نمونه برداری 12 بیتی (همانطور که توسط Dolby Vision استفاده می شود)، نتیجه به نظر می رسد:

EOTF PQ

همانطور که می بینید، نمونه برداری کل محدوده روشنایی را پوشش نمی دهد.

استاندارد HDR10 نیز از EOTF PQ استفاده می کند، اما با نمونه برداری 10 بیتی. این برای ماندن در زیر آستانه بارتن در محدوده روشنایی 10000 نیت کافی نیست، اما استاندارد اجازه می دهد تا ابرداده ها در سیگنال جاسازی شوند تا به صورت دینامیکی حداکثر روشنایی را تنظیم کنند. در اینجا نمونه برداری 10 بیتی PQ برای محدوده های روشنایی مختلف به نظر می رسد:

EOTF HDR10 مختلف

با این حال، روشنایی کمی بالاتر از آستانه بارتن است. با این حال، وضعیت آنقدرها هم که از نمودار به نظر می رسد بد نیست، زیرا:

1. منحنی لگاریتمی است، بنابراین خطای نسبی در واقع آنقدر بزرگ نیست
2. فراموش نکنید که پارامترهای اتخاذ شده برای ایجاد آستانه بارتن محافظه کارانه انتخاب شده اند.

در زمان نگارش این مقاله، تلویزیون‌های HDR10 موجود در بازار معمولاً دارای حداکثر روشنایی 1000-1500 نیت هستند و 10 بیت برای آنها کافی است. همچنین شایان ذکر است که سازندگان تلویزیون می توانند خودشان تصمیم بگیرند که با روشنایی بالاتر از محدوده ای که می توانند نمایش دهند چه کنند. برخی رویکردی سختگیرانه دارند، برخی دیگر رویکردی نرمتر.

در اینجا نمونه ای از نحوه نمونه برداری 8 بیتی Rec. 709 با حداکثر روشنایی 100 نیت:

EOTF Rec. 709 (16-235)

همانطور که می بینید، ما بسیار بالاتر از آستانه بارتن هستیم، و مهمتر از همه، حتی بی بند و بارترین مصرف کنندگان تلویزیون های خود را با حداکثر روشنایی 100 نیت (معمولاً 250 تا 400 نیت) تنظیم می کنند که باعث افزایش Rec می شود. 709 حتی بالاتر است.

سرانجام

یکی از بزرگترین تفاوت های Rec. 709 و HDR که روشنایی دومی در مقادیر مطلق نشان داده شده است. در تئوری، این بدان معنی است که محتوای طراحی شده برای HDR در تمام تلویزیون های سازگار یکسان خواهد بود. حداقل تا اوج روشنایی آنها.

یک تصور غلط رایج وجود دارد که محتوای HDR عموماً روشن‌تر است، اما معمولاً اینطور نیست. فیلم‌های HDR اغلب به‌گونه‌ای تولید می‌شوند که میانگین روشنایی تصویر مانند Rec باشد. 709، اما به طوری که روشن ترین قسمت های تصویر روشن تر و با جزئیات بیشتر هستند، به این معنی که میانتون ها و سایه ها تیره تر هستند. در ترکیب با مقادیر مطلق روشنایی HDR، این بدان معنی است که برای مشاهده بهینه HDR به شرایط خوبی نیاز است: در نور شدید، مردمک چشم منقبض می‌شود، که به این معنی است که جزئیات در مناطق تاریک تصویر سخت‌تر دیده می‌شوند.

برچسب ها:

• rgb
• فضای رنگی
• فضاهای رنگی
• استانداردهای ویدئویی
• hdr
• hdtv

افزودن برچسب

اغلب افرادی که مستقیماً با طراحی چاپ مرتبط نیستند سؤالاتی دارند "CMYK چیست؟"، "پنتون چیست؟" و "چرا نمی توانید از چیزی غیر از CMYK استفاده کنید؟"

در این مقاله سعی می کنیم کمی بفهمیم فضاهای رنگی چیست. CMYK، RGB، LAB، HSBو نحوه استفاده از رنگ پنتوندر چیدمان ها

مدل رنگ

CMY (K)، RGB، آزمایشگاه، HSBمدل رنگی است مدل رنگ- اصطلاحی که به مدلی انتزاعی برای توصیف نمایش رنگ ها در قالب چند اعداد، معمولاً سه یا چهار مقدار، اشاره می کند که اجزای رنگ یا مختصات رنگ نامیده می شوند. همراه با نحوه تفسیر این داده ها، کثرت رنگ ها در یک مدل رنگی یک فضای رنگی را تعریف می کنند.

RGB- مخفف کلمات انگلیسی قرمز، سبز، آبی- قرمز، سبز، آبی. مدل رنگی افزودنی (Add) که معمولاً برای نمایش تصاویر بر روی مانیتورها و سایر دستگاه های الکترونیکی استفاده می شود. همانطور که از نام آن پیداست از رنگ های آبی، قرمز و سبز تشکیل شده است که تمام رنگ های میانی را تشکیل می دهند. دارای طیف رنگی بزرگ

نکته اصلی برای درک این است که مدل رنگ افزودنی فرض می کند که کل پالت رنگ ها از نقاط نور تشکیل شده است. به عنوان مثال، روی کاغذ، نمایش رنگ در مدل رنگی RGB غیرممکن است، زیرا کاغذ رنگ را جذب می کند و به خودی خود نمی درخشد. رنگ نهایی را می توان با افزودن درصدهایی از هر یک از رنگ های کلیدی به سطح اصلی مشکی (غیر نورانی) بدست آورد.

CMYK - فیروزه ای، سرخابی، زرد، رنگ کلیدی- طرح تشکیل رنگ تفریق (تفریق، انگلیسی - تفریق) که در چاپ برای چاپ فرآیند استاندارد استفاده می شود. دارای طیف رنگی کمتری در مقایسه با RGB است.

CMYK مدل تفریقی نامیده می شود زیرا کاغذ و سایر مواد چاپی سطوحی هستند که نور را منعکس می کنند. محاسبه میزان بازتاب نور از یک سطح خاص راحت تر از میزان جذب شده است. بنابراین، اگر سه رنگ اصلی - RGB را از سفید کم کنیم، سه رنگ CMY اضافی دریافت می کنیم. "Subtractive" به معنای "کاهش" است - رنگ های اصلی از سفید کم می شوند.

رنگ کلید(مشکی) در این مدل رنگی به عنوان جایگزینی برای مخلوط کردن به نسبت مساوی از رنگ های سه گانه CMY استفاده می شود. واقعیت این است که تنها در حالت ایده آل، هنگام مخلوط کردن رنگ های سه گانه، یک رنگ سیاه خالص به دست می آید. با این حال، در عمل، قهوه ای نسبتاً کثیف به نظر می رسد - در نتیجه شرایط خارجی، شرایط جذب رنگ توسط مواد و ناقص بودن رنگ ها. علاوه بر این، خطر عدم تراز در عناصر چاپ شده با رنگ مشکی و همچنین غرق شدن مواد (کاغذ) افزایش می یابد.

در فضای رنگی آزمایشگاهمقدار روشنایی از مقدار مولفه رنگی رنگ (رنگ، ​​اشباع) جدا می شود. روشنایی با مختصات L داده می شود (از 0 تا 100 متغیر است، یعنی از تاریک ترین تا روشن ترین)، جزء رنگی توسط دو مختصات دکارتی a و b داده می شود. اولی موقعیت رنگ را در محدوده سبز تا سرخابی و دومی از آبی تا زرد را نشان می دهد.

برخلاف فضاهای رنگی RGB یا CMYK که اساساً مجموعه ای از داده های سخت افزاری برای بازتولید رنگ بر روی کاغذ یا صفحه نمایشگر هستند (رنگ ممکن است به نوع دستگاه چاپ، مارک جوهر، رطوبت در تولید یا سازنده مانیتور و تنظیمات آن بستگی داشته باشد) ، آزمایشگاه به طور منحصر به فرد رنگ را شناسایی می کند. بنابراین، آزمایشگاه در نرم افزار تصویربرداری به عنوان یک فضای رنگی میانی که از طریق آن داده ها بین فضاهای رنگی دیگر (به عنوان مثال، از یک اسکنر RGB به یک فرآیند چاپ CMYK) تبدیل می شود، استفاده گسترده ای یافته است. همانطور که گفته شد، ویژگی های خاص آزمایشگاه، ویرایش در این فضا را به یک ابزار قدرتمند درجه بندی رنگ تبدیل کرد.

به لطف ماهیت تعریف رنگ در آزمایشگاه، امکان تأثیر جداگانه بر روشنایی، کنتراست تصویر و رنگ آن وجود دارد. در بسیاری از موارد، این می تواند پردازش تصویر را سرعت بخشد، مانند پیش از چاپ. آزمایشگاه توانایی تأثیر انتخابی روی رنگ‌های فردی در یک تصویر، افزایش کنتراست رنگ را فراهم می‌کند و قابلیت‌هایی که این فضای رنگی برای مقابله با نویز در عکس‌های دیجیتال فراهم می‌کند نیز ضروری است.

HSB- مدلی که در اصل مشابه RGB است، بر اساس رنگ های آن است، اما در سیستم مختصات متفاوت است.

هر رنگی در این مدل با Hue، Saturation و Brightness مشخص می شود. تن رنگ واقعی است. اشباع درصد رنگ سفید اضافه شده به رنگ است. روشنایی درصد جوهر سیاه اضافه شده است. بنابراین، HSB یک مدل رنگی سه کاناله است. هر رنگی در HSB با افزودن سیاه یا سفید به طیف اصلی به دست می آید. در واقع رنگ خاکستری مدل HSB یک مدل ریاضی دقیق نیست. توصیف رنگ های موجود در آن با رنگ های درک شده توسط چشم مطابقت ندارد. واقعیت این است که چشم رنگ ها را دارای روشنایی متفاوتی می داند. به عنوان مثال، سبز طیفی روشن تر از آبی طیفی است. در HSB تمامی رنگ ها در طیف اصلی (کانال تون) 100% روشنایی در نظر گرفته می شوند. در واقع این درست نیست.

اگرچه مدل HSB به عنوان مستقل از دستگاه اعلام شده است، اما در واقع بر اساس RGB است. در هر صورت HSB برای نمایش روی مانیتور به RGB و برای چاپ به CMYK تبدیل می شود و هر تبدیلی بدون ضرر کامل نمی شود.

مجموعه استاندارد رنگ

در حالت استاندارد، چاپ با جوهرهای فیروزه ای، سرخابی، زرد و مشکی انجام می شود که در واقع پالت CMYK را تشکیل می دهد. چیدمان های آماده شده برای چاپ باید در این فضا باشد، زیرا در فرآیند تهیه فرم های عکاسی، پردازشگر شطرنجی بدون ابهام هر رنگی را جزء CMYK تفسیر می کند. بر این اساس، تصویر RGB که در صفحه نمایش بسیار زیبا و روشن به نظر می رسد، در محصول نهایی کاملاً متفاوت به نظر می رسد، اما نسبتاً خاکستری و کم رنگ است. وسعت رنگ CMYK کمتر از RGB است، بنابراین تمام تصاویر آماده شده برای چاپ نیاز به تصحیح رنگ و تبدیل صحیح به فضای رنگی CMYK دارند. به طور خاص، اگر از Adobe Photoshop برای پردازش بیت مپ استفاده می کنید، باید از دستور Convert to Profile از منوی Edit استفاده کنید.

چاپ با جوهرهای اضافی

با توجه به این واقعیت که طیف رنگی CMYK برای بازتولید رنگ های بسیار روشن و "سمی" کافی نیست، در برخی موارد چاپ CMYK + اضافی (نقطه) رنگ می کند... رنگ های اضافی معمولاً به عنوان پنتون، اگرچه این کاملاً درست نیست (کاتالوگ پنتون همه رنگ ها را توصیف می کند ، چه در CMYK گنجانده شده است و چه در آن موجود نیست) - درست است که چنین رنگ هایی را SPOT (نقطه) نامید، برخلاف رنگ های نقطه ای، یعنی CMYK.

از نظر فیزیکی، به این معنی است که به جای چهار واحد چاپ با رنگ های استاندارد CMYK، تعداد بیشتری از آنها استفاده می شود. اگر تنها چهار واحد چاپ وجود داشته باشد، یک دوره اضافی سازماندهی می شود که در آن رنگ های اضافی روی محصول نهایی چاپ می شود.

پرس هایی با پنج واحد چاپ وجود دارد، بنابراین تمام رنگ ها در یک پاس چاپ می شوند که بدون شک کیفیت ثبت رنگ در محصول نهایی را بهبود می بخشد. در صورت چاپ در 4 بخش CMYK و عبور اضافی از طریق پرس با جوهر نقطه ای، تطابق رنگ ممکن است آسیب ببیند. این امر مخصوصاً در ماشین‌هایی با کمتر از 4 واحد چاپ قابل توجه است - احتمالاً بیش از یک بار بروشورها را دیده‌اید، برای مثال، یک قاب زرد می‌تواند کمی فراتر از لبه‌های مثلاً حروف قرمز روشن زیبا بیرون بزند، که چیزی نیست. بیش از رنگ زرد از طرح این رنگ قرمز زیبا.

آماده سازی صفحه آرایی برای چاپ

اگر در چاپخانه ای در حال تهیه صفحه آرایی برای چاپ هستید و بر سر امکان چاپ با جوهرهای اضافی (SPOT) به توافق نرسیده اید، هر چقدر هم که رنگ های پالت های پنتون برای شما جذاب به نظر می رسند، طرحی را در فضای رنگی CMYK تهیه کنید. . واقعیت این است که برای شبیه سازی رنگ پنتون بر روی صفحه نمایش، از رنگ هایی استفاده می شود که خارج از فضای رنگی CMYK هستند. در نتیجه، تمام جوهرهای SPOT شما به طور خودکار به CMYK تبدیل می شوند و نتیجه آن چیزی که شما انتظار دارید نخواهد بود.

اگر طرح شما (با توافق در مورد استفاده از یک سه گانه) همچنان حاوی رنگ های غیر CMYK است، آماده باشید که طرح به شما بازگردانده شود و از شما خواسته شود آن را دوباره انجام دهید.

هنگام گردآوری مقاله، مطالبی از citypress72.ru و masters.donntu.edu.ua/ به عنوان پایه در نظر گرفته شد.

این یکی از رایج ترین و پرکاربردترین مدل هاست. در دستگاه هایی که نور ساطع می کنند مانند مانیتور، نورافکن، فیلترها و سایر وسایل مشابه استفاده می شود.

در مدل RGB، رنگ های مشتق شده با افزودن یا مخلوط کردن رنگ های پایه، اصلی به دست می آیند که مختصات رنگ نامیده می شوند. مختصات قرمز (قرمز)، سبز (سبز) و آبی (آبی) است. مدل RGB نام خود را از حروف اول نام انگلیسی مختصات رنگ گرفته است.

هر یک از مولفه های فوق می تواند از 0 تا 255 متغیر باشد، رنگ های مختلفی تولید می کند و در نتیجه دسترسی به تمام 16 میلیون رنگ را فراهم می کند (تعداد کل رنگ های ارائه شده توسط این مدل 256 * 256 * 256 = 16 777 216 است.).

این مدل افزودنیکلمه افزودنی (افزودن) تاکید می کند که رنگ با افزودن نقاط سه رنگ اصلی که هر کدام دارای درخشندگی خاص خود هستند به دست می آید. روشنایی هر رنگ پایه می تواند مقادیری از 0 تا 255 (256 مقدار) داشته باشد، بنابراین مدل می تواند 256 3 یا حدود 16.7 میلیون رنگ را رمزگذاری کند. این سه گانه از نقاط پایه (نقاط نورانی) بسیار نزدیک به یکدیگر قرار دارند، به طوری که هر سه گانه برای ما در یک نقطه بزرگ از یک رنگ خاص ادغام می شود. هر چه نقطه رنگی (قرمز، سبز، آبی) روشن تر باشد، این رنگ بیشتر به نقطه (سه گانه) حاصل اضافه می شود.

هنگام کار با ویرایشگر گرافیکی Adobe PhotoShop، می توانید یک رنگ را انتخاب کنید، نه تنها با تکیه بر آنچه می بینیم، بلکه، در صورت لزوم، یک مقدار دیجیتال را نشان دهید، بنابراین گاهی اوقات، به خصوص در تصحیح رنگ، روند کار را کنترل می کنید.

این مدل رنگ در نظر گرفته شده است افزودنی، یعنی برای افزایش روشنایی تک تک اجزا باعث افزایش روشنایی رنگ حاصل می شود: اگر هر سه رنگ را با حداکثر شدت مخلوط کنید، نتیجه سفید خواهد بود. در مقابل، در غیاب همه رنگ ها، سیاه به دست می آید.

میز 1

برخی از مقادیر رنگ در RGB

این مدل وابسته به دستگاه است، زیرا مقادیر رنگ های پایه (و همچنین نقطه سفید) با کیفیت فسفر مورد استفاده در مانیتور تعیین می شود. در نتیجه، تصویر یکسان در نمایشگرهای مختلف متفاوت به نظر می رسد.

خواص مدل RGB به‌خوبی توسط مکعب رنگی توصیف شده است (شکل 3 را ببینید). این قطعه ای از فضای سه بعدی است که مختصات آن قرمز، سبز و آبی است. هر نقطه در داخل مکعب مربوط به یک رنگ خاص است و با سه پیش بینی توصیف می شود - مختصات رنگ: محتوای قرمز، سبز و آبی. افزودن تمام رنگ‌های اصلی با حداکثر روشنایی، رنگ سفید را به دست می‌دهد. نقطه شروع مکعب به معنای مشارکت صفر رنگ های اصلی است و مربوط به سیاه است.

اگر مختصات رنگ به نسبت مساوی مخلوط شوند، یک رنگ خاکستری با اشباع متفاوت دریافت می کنید. نقاط خاکستری روی مورب مکعب قرار دارند. از ترکیب قرمز و سبز رنگ زرد، قرمز و آبی سرخابی و سبز و آبی فیروزه ای تولید می کنند.

برنج. 3.

مختصات رنگ: قرمز، سبز و آبی گاهی اوقات به عنوان رنگ های اولیه یا افزودنی نامیده می شوند. رنگ های فیروزه ای، سرخابی، زرد که در نتیجه اختلاط دوتایی رنگ های اصلی به دست می آیند، ثانویه نامیده می شوند. از آنجایی که افزودن عملیات اصلی سنتز رنگ ها است، مدل RGB گاهی اوقات افزودنی نامیده می شود (از لاتین additivus که به معنای اضافه شده است).

اصل افزودن رنگ اغلب به صورت نمودار دایره ای مسطح نشان داده می شود (نگاه کنید به شکل 4)، که اگرچه اطلاعات جدیدی در مورد مدل ارائه نمی کند، در مقایسه با یک تصویر فضایی، درک آسان تر و آسان تر است. یاد آوردن.

برنج. 4.

بسیاری از دستگاه های فنی بر اساس اصل اضافه کردن رنگ کار می کنند: نمایشگرها، تلویزیون ها، اسکنرها، پروژکتورهای سقفی، دوربین های دیجیتال و غیره. اگر از طریق ذره بین به صفحه نمایش مانیتور نگاه کنید، می توانید یک شبکه معمولی را ببینید که در گره های آن وجود دارد. دانه های قرمز، سبز و آبی از فسفر هستند ... هنگامی که توسط یک پرتو الکترونی برانگیخته می شوند، رنگ های پایه با شدت های مختلف ساطع می کنند. افزودن تشعشع از دانه های نزدیک به هم توسط چشم انسان به عنوان یک رنگ در یک نقطه مشخص از صفحه نمایش درک می شود.

در محاسبات، شدت رنگ‌های اصلی معمولاً با اعداد صحیح در محدوده 0 تا 255 اندازه‌گیری می‌شود. صفر به معنای عدم وجود یک جزء رنگ مشخص است، عدد 255 حداکثر شدت آن است. از آنجایی که رنگ های اصلی را می توان بدون محدودیت مخلوط کرد، محاسبه تعداد کل رنگ هایی که مدل افزودنی تولید می کند آسان است. برابر با 256 * 256 * 256 = 16،777،216 یا بیش از 16.7 میلیون رنگ است. این عدد بسیار زیاد به نظر می رسد، اما در واقعیت، این مدل تنها بخش کوچکی از طیف رنگ را تولید می کند.

هر رنگ طبیعی را می توان به اجزای قرمز، سبز و آبی تجزیه کرد و شدت آنها را اندازه گیری کرد. اما انتقال معکوس همیشه ممکن نیست. از نظر تجربی و تئوری ثابت شده است که محدوده رنگ مدل RGB از تعداد زیادی رنگ در طیف مرئی باریکتر است. برای به دست آوردن بخشی از طیف بین رنگ های آبی و سبز، پرتاب کننده هایی با شدت منفی قرمز مورد نیاز است که البته در طبیعت وجود ندارند. محدوده رنگ های قابل تکرار یک مدل یا دستگاه را گاموت می گویند. یکی از اشکالات جدی مدل افزودنی، هر چند متناقض به نظر می رسد، طیف رنگی باریک آن است.

به نظر می رسد که این مجموعه از مختصات رنگ به طور منحصر به فرد یک رنگ سبز روشن را در هر دستگاهی که با افزودن رنگ های پایه کار می کند، مشخص می کند. در واقعیت، همه چیز بسیار پیچیده تر است. رنگ بازتولید شده توسط دستگاه به عوامل خارجی زیادی بستگی دارد که اغلب نمی توان آنها را در نظر گرفت.

صفحه نمایش با فسفر پوشانده شده است که از نظر ترکیب شیمیایی و طیفی متفاوت است. مانیتورهای یک برند دارای شرایط فرسودگی و روشنایی متفاوتی هستند. حتی یک مانیتور در حالت گرم و بلافاصله پس از روشن شدن رنگ های مختلفی تولید می کند. با کالیبره کردن دستگاه‌ها و استفاده از سیستم‌های مدیریت رنگ، می‌توانید طیف رنگی دستگاه‌های مختلف را تقریبی کنید. بیشتر در این مورد در فصل بعدی.

نمی توان به یکی دیگر از ایرادات این مدل رنگ اشاره نکرد. از دیدگاه یک طراح یا هنرمند کامپیوتری، این کار غیر شهودی است. با فعالیت در محیط او، پاسخ به ساده ترین سؤالات مربوط به سنتز رنگ می تواند دشوار باشد. به عنوان مثال، چگونه باید مختصات رنگ را تغییر دهید تا رنگ فعلی روشن شود یا اشباع آن کاهش یابد؟ برای پاسخ صحیح به این سوال ساده نیاز به تجربه زیادی با این سیستم رنگی است.

مدل RGB (قرمز - قرمز، سبز - سبز، آبی - آبی) رنگ های منتشر شده را توصیف می کند.

مدل آرجیب(قرمز - قرمز، سبز - سبز، آبی - آبی) رنگهای ساطع شده را توصیف می کند. اجزای اصلی مدل سه رنگ پرتوها هستند - قرمز، سبز، آبی.وقتی انسان رنگ ها را درک می کند، مستقیماً توسط چشم درک می شود. بقیه رنگ ها مخلوطی از سه رنگ پایه به نسبت های مختلف هستند. همانطور که در فصل قبل توضیح داده شد، هر جزء می تواند از 0 تا 255 متغیر باشد. این روش دسترسی به تمام 16 میلیون رنگ را فراهم می کند. هنگام اضافه کردن (اختلاط) دو پرتو از رنگ های اصلی نتیجه سبک تر از اجزای جداگانه است... رنگ هایی از این نوع را افزودنی می نامند. این مدل در تمامی مانیتورها، پروژکتورها و سایر دستگاه هایی که نور ساطع یا فیلتر می کنند از جمله تلویزیون، پروژکتور فیلم و نورافکن رنگی استفاده می شود. یک طراح وب در کار خود بر روی چنین دستگاه خروجی به عنوان مانیتور تمرکز می کند، بنابراین ما یاد خواهیم گرفت که عمدتاً با تصاویر در مدل RGB کار کنیم. اجازه دهید به شما یادآوری کنم که او است سه کاناله(دارای سه جزء) و 24 بیتی(رنگ یک پیکسل با 24 بیت - بایت در هر کانال نشان داده می شود).

نمایش فضای رنگی مدل در فرم راحت است مکعب رنگی... مقادیر کانال های رنگی در امتداد محورهای مختصات رسم می شوند. هر یک از آنها می توانند مقادیری از صفر (بدون نور) تا حداکثر (بزرگترین روشنایی نور) بگیرند. فضای داخلی مکعب به دست آمده شامل تمام رنگ های مدل است. در مبدا، مقادیر کانال صفر (سیاه) است. در نقطه مقابل، حداکثر مقادیر کانال ها مخلوط می شوند و رنگ سفید را تشکیل می دهند. در خطی که این نقاط را به هم متصل می کند، مخلوط هایی از مقادیر کانال مساوی قرار دارد که سایه های خاکستری از سیاه تا سفید - یک مقیاس خاکستری را تشکیل می دهد. سه رأس مکعب رنگ‌های اصلی خالص را نشان می‌دهند، سه رأس دیگر ترکیب دوگانه رنگ‌های اصلی را منعکس می‌کنند. در یک تصویر RGB معمولی، هر کانال رنگی و مقیاس خاکستری دارای 256 درجه بندی (ته رنگ) است.

تصویر ایجاد شده در مدل رنگی RGB را می توان در هر فرمت گرافیکی که توسط فتوشاپ پشتیبانی می شود ذخیره کرد، به جز فرمت GIF.

نقطه ضعف حالت RGB این است که تمام رنگ هایی که می توان در آن ایجاد کرد قابل چاپ نیستند. با ویرایش تصویر در حالت CMYK می توانید از افت رنگ جلوگیری کنید.

مدل های CMY و CMYK.

مدل سیM Yرنگ های منعکس شده را توصیف می کند (رنگ می کند). آنها با تفریق بخشی از طیف نور فرودی به وجود می آیند و به آنها تفریق می گویند. هنگامی که دو رنگ مخلوط می شوند، نتیجه تیره تر از هر دو رنگ اصلی است، زیرا هر یک از رنگ ها بخشی از طیف را جذب می کند. به عبارت دیگر، هر چه رنگ بیشتری وارد کنیم، بیشتر از رنگ سفید کم می کنیم، یعنی. روشنایی حاصل کمتر خواهد بود.

ابتدا اجازه دهید نام این مدل را رمزگشایی کنیم. C = فیروزه ای(فیروزه)، M = ارغوانی(سرخاب)، Y = رنگ زرد(رنگ زرد ). کانال های CMY نتیجه کم کردن رنگ های اصلی RGB از سفید (یعنی حداکثر رنگ روشنایی) هستند. بیایید فرمول های بدست آوردن این رنگ ها را بنویسیم:

• فیروزه = سفید - قرمز
• سرخابی = سفید - سبز
• زرد = سفید - آبی

می توان گفت که مدل CMYمدل معکوس RGB... به تصویر نگاه کنید - رنگ های پایه مدل CMY برخلاف رنگ های پایه مدل RGB هستند. طبق مدل RGB، رنگ سفید مجموع سه مولفه حداکثر روشنایی است، یعنی. می توانید بنویسید:
سفید = قرمز + سبز + آبی.
پس از چند تبدیل ساده ریاضی، نمایش زیر را از رنگ های مدل CMY دریافت می کنیم:

• فیروزه ای = سبز + آبی
• سرخابی = قرمز + آبی
• زرد = قرمز + سبز

این فرمول ها را با تصویر مقایسه کنید - همه چیز درست است. زرد بین مناطق قرمز و سبز و غیره قرار دارد. اگر با این نقاشی قانع نشدید، به طراحی مدل RGB در فصل قبل نگاهی بیندازید.

توسعه مدل CMYمدل است CMYK... او روند واقعی رنگ را توصیف می کند چاپدر دستگاه افست و چاپگر رنگی. مرکب های سرخابی، فیروزه ای و زرد (سه گانه چاپ) به طور متوالی به نسبت های مختلف روی کاغذ اعمال می شوند و به این ترتیب می توان بخش قابل توجهی از طیف مرئی را بازتولید کرد. در قسمت رنگ های مشکی و تیره رنگی نیست، بلکه رنگ مشکی اعمال می شود. این چهارمین جزء اساسی است که برای توصیف فرآیند چاپ واقعی معرفی شده است. جزء سیاه به یک حرف کاهش می یابد ک(سیاه و سفیدیا طبق روایتی دیگر کلید). CMYK - چهار کانالهمدل رنگ چرا رنگ مشکی به مدل تزریق می شود؟ رنگ های واقعی حاوی ناخالصی هستند و در صورت مخلوط شدن، نه سیاه، بلکه قهوه ای تیره می دهند. علاوه بر این، هنگام چاپ رنگ های بسیار تیره و مشکی، مقدار زیادی از جوهر مورد نیاز است که منجر به آب افتادگی کاغذ و مصرف بی مورد جوهر می شود.

مدل های رنگی توضیح داده شده هستند وابسته به سخت افزار... هنگام نمایش یک تصویر در دستگاه های مختلف (مثلاً در دو نمایشگر مختلف)، به احتمال زیاد نتایج متفاوتی دریافت خواهید کرد. یعنی رنگ هم به مقادیر اجزای اصلی و هم به پارامترهای دستگاه بستگی دارد: کیفیت و مارک این جوهر چاپ، خواص کاغذ مورد استفاده، خواص فسفر و سایر پارامترهای یک. مانیتور، چاپگر یا ماشین چاپ خاص. علاوه بر این، وجود مدل‌های توصیفی مختلف برای رنگ‌های ساطع شده و منعکس شده برای تهیه کامپیوتری تصاویر رنگی بسیار ناخوشایند است. فرآیند چاپ شامل سیستم هایی است که در هر دو مدل RGB (اسکنر، مانیتور) و CMYK (فتوتایپ تنظیم و ماشین چاپ) کار می کنند. در روند کار باید رنگ را از یک مدل به مدل دیگر تبدیل کنید. از آنجایی که این مدل ها دارای طیف رنگی متفاوتی هستند، تبدیل اغلب با از بین رفتن برخی از سایه ها همراه است. بنابراین، یکی از چالش های اصلی هنگام کار با تصاویر رنگی، دستیابی به رنگ قابل پیش بینی است. برای این کار، یک سیستم تصحیح رنگ ایجاد شده است ( سیستم مدیریت رنگ، CMS). این یک سیستم نرم افزاری است که هدف آن اولاً دستیابی به رنگ های یکسان برای تمام مراحل فرآیند چاپ، از اسکنر گرفته تا دستگاه چاپ، و ثانیاً اطمینان از بازتولید رنگ پایدار در همه دستگاه های خروجی (به عنوان مثال ، روی هر مانیتور). فضای این مدل مشابه فضای مدل RGB است که مبدا در آن جابجا می شود. اختلاط حداکثر مقادیر هر سه جزء منجر به رنگ مشکی می شود. در غیاب کامل رنگ (مقادیر صفر اجزاء)، رنگ سفید (کاغذ سفید) می شود. مخلوط کردن مقادیر مساوی از سه جزء باعث ایجاد سایه های خاکستری می شود.

مدل CMYK به طور خاص برای توصیف تصاویر چاپ شده طراحی شده است. بنابراین طیف رنگ آن به طور قابل توجهی کمتر از RGB است (از همه اینها ، رنگهای ساطع نشده ، اما منعکس شده را توصیف می کند ، که شدت آنها همیشه کمتر است). علاوه بر این، به عنوان یک مدل کاربردی، CMYK به شدت به پارامترهای چاپ (جوهر، نوع چاپ و غیره) گره خورده است که برای هر مورد بسیار متفاوت است. هنگام تبدیل به CMYK، باید ویژگی های تکنولوژیکی زیادی را تنظیم کنید - مشخص کنید که تصویر چه رنگ های خاصی و روی چه کاغذی چاپ می شود، برخی از ویژگی های تجهیزات چاپ و غیره. برای مقادیر مختلف مجموعه، ظاهر تصویر روی چاپ و روی صفحه نمایش متفاوت خواهد بود. یکی دیگر از ویژگی های این مدل، معرفی غیر قابل توجیه یک کانال سیاه اضافی است. برای اصلاح کاستی های تجهیزات چاپ مدرن طراحی شده است. در مناطق تاریک، خطاهای ثبت به ویژه به وضوح قابل مشاهده است، کاغذ ممکن است بیش از حد مرطوب شود، علاوه بر این، مخلوط رنگ های CMY یک تن سیاه عمیق نمی دهد. همه این تنگناها را می توان با رنگ مشکی اضافی حذف کرد. هنگام تبدیل به CMYK، برنامه جوهرهای پردازش را با رنگ سیاه در مناطق تاریک جایگزین می کند. این جایگزینی با توجه به الگوریتم های مختلف، بسته به ترکیب تصویر (سیاه بر خطوط اجسام تأکید می کند، وضوح بصری را افزایش می دهد)، ویژگی های چاپ و دلایل دیگر انجام می شود. بنابراین، بسته به تنظیمات ترجمه، ظاهر تصویر تغییر می کند. ترجمه ناموفق به CMYK ( جداسازی رنگ) می تواند باعث کاهش جدی کیفیت شود. تفکیک رنگ معمولاً شامل چاپ یک چاپ است (در غیر این صورت چرا CMYK) و این به نوبه خود با سرمایه گذاری های مالی بزرگ همراه است. بنابراین، اگر مجبور به تهیه فایل برای چاپخانه هستید، باید ادبیات خاصی را در زمینه پیش چاپ مطالعه کنید.

بیایید به کانال ها در یک تصویر CMYK نگاه کنیم. برای آزمایش به یک فایل photo.jpg نیاز داریم. همانطور که می بینید، مدل تصویر نیز در نوار عنوان پنجره نشان داده شده است. اکنون RGB است. برای تبدیل تصویر به حالت رنگ CMYK، را انتخاب کنید تصویرفرمان حالت> CMYK... پالت کانال ها را باز کنید. پنج خط وجود دارد - چهار خط کانال رنگی و یک خط یک کانال ترکیبی. دید کانال به همان روشی که برای یک تصویر RGB فعال و کنترل می شود.

دید همه کانال ها به جز آبی را خاموش کنید. توجه داشته باشید که تصویر بسیار سبک تر شده است. کانال های CMYK مانند جوهر روی کاغذ روی هم چیده می شوند. تقریباً اکنون در مقابل شما یک فرم آبی برای چاپ یک فایل است. به این ترتیب جوهر روی چاپ توزیع می شود. اشباع رنگ در نواحی فیروزه ای و آبی بیشترین میزان را دارد. آنها با رنگ آبی تیره رنگ آمیزی شده اند. فیروزه ای نیز در مناطق خاکستری یافت می شود. این بدان معنی است که در CMYK، مقیاس خاکستری از مخلوطی از مقادیر مساوی از همه اجزای مدل تشکیل می شود. ناحیه سایه های سیاه و بسیار تیره با جوهر سیاه روی چاپ نشان داده شده است، بنابراین فعلا سفید باقی می ماند.

حالا تصویر کانال مشکی را بدون خاموش کردن فیروزه ای فعال کنید. می توانید شکلی را ببینید که بر اساس آن رنگ مشکی اعمال می شود. دید کانال مشکی را خاموش کنید، یک نمایشگر کانال زرد را به کانال آبی اضافه کنید. همانطور که می بینید، اختلاط رنگ ها در مدل طبق یک اصل بسیار قابل درک تر اتفاق می افتد - هنگام اضافه کردن اجزای آبی و زرد، سایه های سبز به دست می آید. نواحی خاکستری نیز سبز شدند زیرا از مقادیر مساوی از هر یک از اجزای پایه تشکیل شده اند. توجه داشته باشید که هر چه تعداد کانال های بیشتری روی صفحه نمایش داده شود، تصویر تیره تر است. کانال سرخابی را قابل مشاهده کنید. اکنون تصویر در رنگ های متوسط ​​و روشن عادی است. در سایه ها، هنوز مناطق سفید وجود دارد - همه آنها به رنگ سیاه چاپ می شوند و نه با مخلوطی از جوهرهای سه رنگ.