Miksi

CIE 1931 värikaavio kuvaa kaikkia värejä, jotka keskimääräinen ihmissilmä voi nähdä. Mutta vain siksi, että keskimääräinen ihmissilmä voi havaita nämä värit, ei tarkoita sitä, että kaikki tekniikat voivat tuottaa kaikki mahdolliset värit, jotka keskimääräinen silmä voi nähdä. Mikään tristimulus-malli ei pysty luomaan ihmisen värikuvan kokonaisuutta, erilaiset RGB-värimallit kattavat hyvin laajan alueen suurimmasta osasta ihmisen värinkäsitystä.

Ymmärrä, että lähettämässäsi kaaviossa ja itse asiassa CIE: ssä tietokoneella oleva kaavio, se on vain malli. SRGB-kaavion ulkopuolella olevan kaavion todelliset värit edustavat itse asiassa RGB-arvoa kuvatiedostossa. Mutta leimatun sRGB-kaavion yläosassa oleva ”puhdas vihreä” ei oikeastaan ole sRGB ”puhdasta vihreää” (ts. Se ei ole [R, G, B] -arvo [0,0, 1,0, 0,0]).Kaavio on vain malli, joka tekniikan rajoissa näyttää, mitä CIE: n ja sRGB: n väriavaruudet sisältävät / eivät sisällä.

Erityisesti sRGB: n osalta se on suunniteltu ja standardoitu sijoittamaan CRT-näytöt 90 tuuman puolivälissä. CRT: t tuottavat värejä lähettämällä ja yhdistämällä valoa kolmesta eri fosforiaseesta (erityisesti punaisista, vihreistä ja sinisistä spektreistä). Tällaisilta CRT: iltä ei ole mahdollista lähettää kaikkia värejä, jotka ihmiset voivat katso.

Värit kuvataan yleensä sanomalla, että ne ovat oransseja, kirsikoita tai vaaleanpunaisia. Mene maalikauppaan ja poimi näytemallit. Näet talvivalkoisen ja liekinpunaisen ja ehkä karkkia-omenanpunaisen. Tällaisia nimiä ei voida luokitella tyydyttävästi. Yksi varhaisimmista ja ehkä parhaista järjestelmistä on Munsell-järjestelmä. Albert H.Munsellin kehittämä, hän järjesti kolmiulotteisen kiinteän aineen kaikista väreistä, jotka voidaan esittää todellisilla näytteillä, jotka on valmistettu käyttämällä stabiileja pigmenttejä. Mielestäni se on paras menetelmä.

Seuraavana oli CIE-järjestelmä (International Commission on Illumination). Kokeita ihmissilmän värivasteen kartoittamiseksi aloitettiin 1920-luvun alussa. Opiskelijat sovittivat yhteen värit, jotka olivat sekoitus kolmesta vaaleasta primaarista, jotka ovat punainen, vihreä ja sininen. Ihmissilmän värinäköstä vastaavat solut todettiin olevan kolmikko – yksi pigmentoitu vastaanottamaan punaista, yksi vihreä ja yksi sininen. Todettiin, että voisi yhdistää nämä kolme primaaria ja tehdä kaikki värit, jotka ihmiset näkevät.

Tiede ei kuitenkaan pysty tekemään täydellisiä suodattimia tai täydellisiä pigmenttejä. Joka tapauksessa meiltä puuttuu hieman merkki. CIE-järjestelmä käyttää kuvitteellisia primaareja. Nämä voidaan sekoittaa kaikkien värien tekemiseen. Se, että käytetään kuvitteellisia primaareja, ei vähennä järjestelmän arvoa. Ehkä sinä teet täydelliset värisuodattimet ja teet tehtävän uudelleen.

CIE-järjestelmä määrittää värit kunkin kolmen ensisijaisen osan määrän perusteella. Tämä värisekoitus on tarkoitettu tavalliselle tarkkailijalle, koska tuhansia on testattu ja tulosten keskiarvo. Tulosten kaavio on hevosenkengän muotoinen raja, joka edustaa korkeimman kylläisyyden omaavien värien sijaintia. Nämä ovat spektrivärit. Kaavion värilliset alueet ovat kyllästysrajat, jotka voidaan saavuttaa nykyaikaisilla painoväreillä. Lähellä keskustaa on päivänvalo-olosuhteisiin tarkoitettu valaistuspiste.

Huomaa, että Munsell-järjestelmällä havaitulla värillä on kolmiulotteinen tunniste: sävy, kirkkaus ja kylläisyys. CIE-järjestelmä on kaksiulotteinen. Suora viiva alareunassa edustaa magentaa ja purppuraa, jonka väri on suurin. Näitä värejä ei esiinny spektrissä tai sateenkaaressa; niiden sävyt ilmaistaan aallonpituudella. Voin jatkaa ja jatkaa, mutta ehkä meidän pitäisi pitää kiinni Munsellista.

Kommentit

• CIE L a b -värijärjestelmä on kolmiulotteinen. Kromaattisuuskaaviot ovat kaksiulotteisia esityksiä osasta tätä.

Mikä tahansa RGB-primaareihin perustuva väriavaruus kuvaa kolmiota. Koska CIE-kaavio ei ole täysin kolmion muotoinen, on mahdotonta sisällyttää niitä kaikkia kolmioon luomatta kuvitteellisia värejä , joita ei voi fyysisesti esiintyä. Erityisesti missä tahansa R, G, B-arvot anturin tai näytön on sijaittava fyysisissä väreissä. Huomaa, että tämä koskee vain fyysisiä laitteita, on värejä, jotka käyttävät kuvitteellisia värejä RGB-pisteisiin, mutta ne ovat vain matemaattista käsittelyä varten.

On muitakin rajoituksia myös RGB-pisteisiin. Ensinnäkin on parempi, jos ne voidaan saavuttaa kustannustehokkaalla nykyisellä tekniikalla. SRGB: n pisteet otettiin Rec. 709 , joka määritteli HDTV: n tukeman alueen vuonna 1990. Toiseksi pisteiden jakaminen liian kauas toisistaan johtaa ongelmiin erottaa samanlaiset värit, kun esitys on rajallinen, esim. 24 bittiin. On parempi edustaa hyvin yleisiä värejä kuin edustaa värejä, joita tuskin koskaan nähdään.

Enemmän kuin kolmella päävärillä olisi mahdollista määrittää väriavaruus, joka ei ole ”t” kolmion muotoinen, joka sisältäisi enemmän CIE-tilaa. Sony tuotti RGBE-anturin , joka sisälsi ”Emerald” -elementin jonnekin sinisen ja vihreän väliin, mutta he käyttivät sitä vain yksi kamera ennen sen hylkäämistä. En ole löytänyt tietoja käyttämiesi suodattimien CIE-koordinaateista, mutta tässä on arvaus siitä, mikä alue voi olla:

Sinä Voin nähdä, että se kattaa paljon suuremman alueen kuin sRGB, vaikka käytin 3 sRGB-primaaria lähtökohtana.On vaikea sanoa varmasti, miksi se ei koskaan tarttunut kiinni, mutta voimme arvata. Koska koko ohjelmisto- ja tulostusmaailma perustuu kolmeen ensisijaiseen väriavaruuteen, asteikko on puristettava yhdeksi näistä ja mahdollisista eduista. RGBE menetetään käännöksessä.

Jokaisella näytön pikselillä on vaaka- ja pystysuuntainen sijainti näytöllä. tämä sijainti on kolme ”väriä” värinäytössä, jotka vaihtelevat välillä 0% – 100%.

Jos tarkastelet kuvan alueen ulkoreunaa, näet värit, jotka voisivat muodostuu käyttämällä kaikkia fosforeja, jotka lähettivät valoa puhtailla aallonpituuksilla, samalla kun heillä oli sama visuaalisen voimakkuuden havainto. Alueen sisällä on esillä ”100%” valon voimakkuutta, jonka ihmissilmä (punainen, sininen ja vihreä kromofori) havaitsee samalla visuaalisen intensiteetin tasolla. Ajattele piirtää viiva minkä tahansa kahden puhtaan aallonpituuden välille ja vaihdella voimakkuutta välillä 0-100% ensimmäisestä väristä ja 100% -0% toisesta.

Ihmisillä, joilla on hyvä värinäkö, on 3 erilaista ”väri” reseptoria. Joten voit huijata silmää ajattelemalla, että kolmen ”puhtaan” aallonpituuden seokset muodostavat monia erilaisia ”värejä”. Tällöin valon voimakkuus vaihtelisi välillä 0–100% jokaiselle kolmelle värille.

Sisäkolmiossa on nyt kolme pistettä, jotka merkitsevät monitorille valitun fosforin ”tehollisen värin” (väriseoksen). (Fosforit eivät lähetä puhdasta aallonpituutta valoa, mutta sekoitus värejä.) Joten valittu punainen fosfori rajoittaa kuinka ”punainen” näytön ”puhdas punainen väri” voi olla. Joten niin vihreälle ja siniselle. Sinä voi saada vaikutelman värien seoksista, jotka voidaan saavuttaa 100%: n teholla käyttämällä kolmiomaisia koordinaatteja.

Saadaksesi kolmiomaiset koordinaatit, piirrä ensin viiva kolmen valitun fosforin väliin. Vedä sitten kohtisuora viiva sisäkolmion kukin kärki vastakkaiselle puolelle. Kolmion kärki on 100%: n voimakkuus ja viivan ja leikkauspisteen kanssa leikkaava piste muodostaa 0%: n intensiteetin. Tämän tekeminen kaikille kolmelle kärjelle johtaa kolmeen viivaan, jotka kohtaavat kussakin sisäpisteessä kolmion sisällä. Jos jokaisella viivalla on 100 jakoa, ruudukossa on 10 000 pistettä. Lisäksi punaisen / vihreän / sinisen intensiteetit kussakin pisteessä ovat 100%.

Huomaa, että kulmat kolmion lähestymistavan ”puhdas” kärjen väri. Kolmioiden sivuilla on di haiseva siirtymä ylittäessään kolmion ulkopuolelta sisään. erilaisten värien sekoittumisen vuoksi.

mattdm on huomauttanut, että sinun on myös otettava huomioon pikselin yleinen ”teho”. Jos kaikilla kolmella fosforilla on 0% intensiteetti, väri olisi musta. Jos kaikki kolme värin voimakkuutta ovat 100%, värin tulee olla lähellä valkoista. Kolme fosforia on tietysti valittava harkiten, jotta saadaan valkoista.

Kommentit

• Joten … värit, joita EI DIV ’ T saamme ruudulle tai ovatko tulostimet sitten värejä, joissa vähintään yksi kolmesta ensisijaisesta aineesta on läsnä voimakkuudeltaan korkeammalla tasolla kuin mitä meille yleensä saatavissa olevat laitteet tuottavat? Sallikaa minun olla vielä tarkempi – ymmärrän, että laitteet ovat tällä hetkellä parempia kuin CRT-monitorin standardi. Kysymykseni ydin on – värit, joita DON ’ T meillä on valokuvaajien käytännössä käytettävissä olevissa väriavaruuksissa, ovat värejä, joissa vähintään yksi kolmesta primaarista on korkeammalla intensiteettitasolla kuin nuo tilat sallivat? Onko tämä vastaus?

Laitetiloja ja laitteista riippumattomia värejä on. sRGB on laitteesta riippumaton väriavaruus, jonka nainen on luonut HP: n tilana CRT: n standardoimiseksi päivän aikana. Chris Cox Adobesta loi Adobe 1998: n ja Kevin Spaulding Eastman Kodakista loi RIMM- ja ROMM-väriavaruudet, joista RIMM on käytetään ProPhoto RGB: nä. Tämä tila tosiasiallisesti peittää XYZ-kaavion, mutta on meille hyödyllistä vain, jos tulostinvalikoimamme on lähellä äänenvoimakkuutta. (Useimmat huippuluokan Epsonin tuotteet, joissa on hyvä kiiltävä paperi, pääsevät lähelle Pro Photo RGB: tä)

Todellinen ongelma on kuvan loppukäyttö. Yllä olevat väriavaruusprofiilit ovat matemaattisia malleja laitteille eikä todellisille laitteille. Edut niille ovat, että heillä on yhtä kaukana olevat primaarit ja muunnokset näissä tiloissa oleviin kuviin käyttäytyvät suhteellisen hyvin.

Väriavaruudet, jotka eivät ole laitetiloja eivätkä sisällä laitteen gammojen kohinaa. Tämä tarjoaa muutoksia todelliseen laitetilaan, kuten tietokoneen tai tulostimen näyttöön, jotka ovat sekä ennustettavissa että tarkempia laitteittain. Joten konttitilat ovat oikea tapa edetä laatuun.

Vastaa nyt kysymykseesi ”Miksi et vain sisältäisi kaikki värit?”No, voimme käyttää, jos käytämme ProPhoto RGB: tä, mutta meillä on sitten RGB-arvot (0-255), jotka on määritetty Lab-arvoille, jotka ovat melko suurempia kuin sRGB (Internetin väriavaruus), joten kuva ei näytä oikealta jos lähetät ProPhoto RGB -tiedostoja verkkoon. Joten kuvat, joiden on todellakin oltava sellaisia, kuin haluamme niiden näyttävän, on muunnettava luovutetuksi tilaksi. Internetissä, joka tapahtuu selaimessasi. Jos sinulla on huippuluokan näyttö, tapahtuu, koska tietokoneellasi on tunnettu näyttöprofiili, joka tekee väreistä uutta Lab-tilaa.

Se olisi osittain liittyy tietojen koodauksen tehokkuuteen (bittien / tarkkuuden tuhlaamatta jättämiseen), osittain historiallisiin syihin ja joihinkin käytännön näkökohtiin.

On joitain väriavaruuksia, joita tekee peittää kaikki ”näkyvät” värit, mutta emme yleensä käytä niitä kuviin / videoihin. Esimerkiksi kysymyksessä oleva kaavio näyttää värit CIE 1931 XYZ -tilassa, joka on väriavaruus, joka peittää kaikki ihmisille näkyvät värit (psykologisen mallinsa mukaan).

CIE XYZ ei kuitenkaan ole väriavaruus, jota normaalisti käytettäisiin tosiasiallisesti edustamaan väri tietoja , esimerkiksi kuvassa tai videossa. Muuntaminen takaisin RGB-tilaksi on suhteellisen monimutkaista, se tuhlaisi paljon bittiä tarkkuutta tilaan, joka on niiden värialueiden ulkopuolella, joita useimmat näytöt voivat tuottaa tai anturit näkevät, jopa värejä sen tilan ulkopuolella, jonka ihmiset voivat nähdä. Matemaattiset operaatiot, jotka on helppo laskea RGB-tilassa, olisivat erittäin monimutkaisia CIE XYZ: n tapaan ja vaatisivat kaikissa käytännön asioissa välimuunnoksen joka tapauksessa.

RGB-väriavaruus helpottaa tiettyjä toimintoja. Näytöt ja näytöt käyttävät RGB-väriavaruuksia luonnollisesti. Jos käytät RGB-väriavaruutta, koska tulostusvälineesi on luonnostaan RGB-pohjainen, on aluksi järkevää käyttää väriavaruutta, joka on yhtä suuri tai läheisesti sama kuin punainen, vihreä ja sininen ensisijaisuus, jonka tulostusvälineesi voi tehdä. Aiemmin värimonitorit käyttivät fosforeja, jotka tuottivat samanlaisia punaista, vihreää ja sinistä esivalmistetta, joten RGB-tila vain siksi, että ”vakio” väriavaruus. Näytöt eivät ole kaikki yhtä suuret, yhä enemmän, joten laitteesta riippumattoman väriavaruuden keksiminen on hyvä idea: sRGB on yleisin laitteista riippumaton tila, ja se vastaa läheisesti CRT-monitorien aikakauden tyypillisiä punaista, vihreää ja sinistä ensisijaisuutta. sRGB: stä on tullut tosiasiallinen standardi näytöille, televisioille (rec 601 ja rec 709, käytetään digitaalisessa videossa, melko kopioida se), ja nyt verkko ja käyttöjärjestelmät yleensä.

Joten osa sRGB: n suosiota on sen vakiintuminen kaikilla näillä alueilla. Väriavaruuksien ja jopa RGB-tilojen suhteen se on hyvin rajallinen, joten saat Adobe RGB-, ProPhoto- ja muut RGB-tilat laajennetuilla gammoilla. Niiden koodauksesta tulee vain vähän vähemmän tehokasta , mikä edellyttää joissakin tapauksissa yli 8 bitin käyttöä kanavaa kohden, mutta ne kattavat laajemman valikoiman, jota uudet näytöt ja näyttötekniikat voivat tehdä, ja vastaavat ”työväriavaruuden” tarpeeseen, jossa sisään- ja ulostuloväriäsi voidaan käyttää vaihtelevat laitteen mukaan, joten voit myös käyttää välitilaa, jolla on todella laaja valikoima, jotta se voi muuntaa niiden välillä pienellä menetyksellä. ProPhoto RGB, jota käytetään usein ”toimivana” väriavaruutena, koska se on ”tarpeeksi leveä” ylittää melkein minkä tahansa laitteen väriavaruuden, jonka voit käytännössä kuvitella, voi peittää melkein kaikki näkyvät värit (CIE 1931: n mukaan) lukuun ottamatta joitain erittäin syviä vihreitä ja violetteja (nämä ovat taas kaukana näytöissä tai muissa laitteissa esitetyistä ), mutta seurauksena se on melko tehoton koodata, koska monia koordinaatteja ei yksinkertaisesti käytetä, koska ne jäävät näkyvien värien ulkopuolelle. Mielenkiintoista on, että sen primaarit (eli punainen, vihreä ja sininen) ovat ”kuvitteellisia” – emitteriä tai anturia on mahdotonta tuottaa ProPhoto RGB: n primaareilla, koska sen primaarit ovat mahdottomia värejä – ne ovat olemassa vain matemaattisesti keinona siirtää värejä muihin tiloihin tai niistä toiseen.

Pienemmät väriavaruudet ovat:

• rajoitettu kuvan siirto. Pienemmän väriavaruuden käyttö parantaa väritarkkuutta verrattuna valtavaan täydelliseen väriavaruuteen, joka antaa saman värisyvyyden molemmille
• valmiiksi renderoiduille kuville, jotka ovat valmiita katsottavaksi kohdelaitteistossa, joka ei tee muutoksia ennen lähettämistä