Perché ' t gli spazi colore utilizzano lintero spettro dei colori?

sRGB è uno spazio colore sviluppato da HP e Microsoft nel 1996. I monitor CRT erano comuni e quindi sRGB si basava sulle caratteristiche di questi monitor” capacità. Un buon riassunto della storia e dei motivi può essere trovato qui .

Le coordinate di cromaticità e i colori disponibili sono stati scelti in base a ciò che i fosfori usati nei CRT potevano produrre allora. Considera che né stampe né I monitor TFT o CRT possono replicare lintero spettro della luce visibile.

Un programma su un PC o una fotocamera che desidera controllare un monitor utilizzerà valori discreti. Se si utilizza uno spazio colore più ampio, si ottengono passaggi tra colori diversi grossolano a meno che non si utilizzi un tipo di dati più grande (Esempio: Adobe RGB con 8 bit). Mentre le informazioni sullimmagine in uno spazio colore più ampio con un tipo di dati più grande utilizzano più memoria e richiedono più potenza di elaborazione (Esempio: Adobe RG B con 16 bit). Questo valore digitale verrà trasformato in un segnale analogico (di solito un voltaggio) ad un certo stadio e poi in qualcosa di visibile (per CRT: uno schermo fosforescente eccitato da elettroni accelerati).

La risoluzione per convertire un digitale lingresso a un segnale analogico è un ulteriore limite a causa del costo, delle dimensioni e della tecnologia.

Pertanto, il montaggio di sRGB su monitor CRT consentiva una buona risoluzione tra i colori riducendo al minimo i requisiti hardware.

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• Risposta molto buona. (Troppi altri sono impegnati a cercare di spiegare il diagramma CIE!) ‘ non avevo nemmeno considerato leffetto dei tipi di dati! ‘ sarei ancora interessato a sapere perché, ora che CRT è molto meno comune, nessuno standard ha superato sRGB … ma ‘ probabilmente è una questione di, ” Certo, ma quale standard? ”
• @TimPederick, Adobe RGB è piuttosto standard per i display ad ampia gamma. Gli utenti normali non ‘ si preoccupano davvero e non ‘ vogliono pagare un extra quindi ‘ è più facile seguire lo standard de facto anche se la tecnologia è cambiata.
• FWIW, Apple ‘ s Wide Gamut iMac sta utilizzando DCI-P3 .

The CIE 1931 Il diagramma di cromaticità rappresenta tutti i colori che locchio umano medio può vedere. Ma solo perché quei colori possono essere percepiti dallocchio umano medio, non significa che tutte le tecnologie possano produrre tutti i colori possibili che locchio medio può eventualmente vedere. Sebbene nessun modello tristimolo possa creare lintera gamma della percezione del colore umano, i vari modelli di colore RGB coprono una gamma molto ampia della maggior parte della percezione del colore umano.

Rendilo conto nel diagramma che hai pubblicato, e in effetti in qualsiasi CIE diagramma che hai su un computer, è solo un modello. I colori effettivi nel diagramma al di fuori del diagramma sRGB sono effettivamente rappresentati da un valore RGB nel file immagine. Ma il “verde puro” nella parte superiore del diagramma sRGB etichettato non è effettivamente “verde puro” di sRGB (cioè, non è un valore [R, G, B] di [0,0, 1,0, 0,0]).Il diagramma è solo un modello che mostra, entro i limiti della tecnologia, cosa è incluso / escluso negli spazi colore CIE e sRGB.

Per sRGB in particolare, è stato progettato e standardizzato per ospitare monitor CRT nel I CRT della metà degli anni 90 producono colore emettendo e combinando la luce di tre diversi cannoni al fosforo (di particolari spettri rosso, verde e blu). In mancanza di cannoni al fosforo aggiuntivi di diverse lunghezze donda, tali CRT non possono emettere tutti i colori che gli esseri umani possono vedere.

Normalmente descriviamo un colore dicendo che è arancione, ciliegia o rosa. Vai in un negozio di vernici e prendi campioni di campioni. Vedrai bianco invernale e rosso fuoco e forse rosso mela candita. Nomi come questi non vengono classificati in modo soddisfacente. Uno dei primi e forse i migliori sistemi è il sistema Munsell. Sviluppato da Albert H. Munsell, ha organizzato un solido tridimensionale di tutti i colori che possono essere rappresentati da campioni reali realizzati utilizzando pigmenti stabili. Penso che sia il metodo migliore.

Di seguito è stato il CIE System (International Commission on Illumination). Gli esperimenti per mappare la risposta del colore dellocchio umano sono iniziati nei primi anni 20. Gli studenti hanno abbinato i colori che erano miscele delle tre primarie chiare che sono rosso, verde e blu. Si è scoperto che le cellule dellocchio umano responsabili della visione dei colori erano una triade: una pigmentata per ricevere il rosso, una verde e una blu. Si è scoperto che si potevano mescolare questi tre primari e creare tutti i colori che noi umani possiamo vedere.

Tuttavia, la scienza non è in grado di creare filtri perfetti o pigmenti perfetti. In ogni caso sbagliamo leggermente il bersaglio. Il sistema CIE utilizza primari immaginari. Questi possono essere mescolati per creare tutti i colori che vediamo. Il fatto che vengano utilizzate primarie immaginarie non toglie nulla al valore del sistema. Forse sarai tu a creare filtri colore perfetti e ripetere il compito.

Il sistema CIE specifica i colori in termini di quantità di ciascuno dei tre primari. Questo mix di colori è per un osservatore standard poiché migliaia sono stati testati e i risultati mediati. Un grafico dei risultati è un contorno a forma di ferro di cavallo che rappresenta la posizione dei colori che hanno la saturazione più alta. Questi sono i colori dello spettro. Le aree colorate del grafico sono i limiti di saturazione ottenibili con i moderni inchiostri da stampa. Vicino al centro cè il punto di illuminazione per le condizioni di luce diurna.

Tieni presente che il colore percepito utilizzando un sistema Munsell ha unidentificazione tridimensionale: che è tonalità, luminosità e saturazione. Il sistema CIE è bidimensionale. La linea retta in basso rappresenta il magenta e il viola della massima saturazione. Questi colori non si trovano nello spettro o nellarcobaleno; le loro tonalità sono espresse come una lunghezza donda. Posso andare avanti allinfinito, ma forse dovremmo restare con Munsell.

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• Il sistema di colori CIE L a b è tridimensionale. I diagrammi di cromaticità sono rappresentazioni bidimensionali di una porzione di questo.

Qualsiasi lo spazio colore basato su primari RGB descriverà un triangolo. Poiché il diagramma CIE non è perfettamente triangolare, è impossibile includerli tutti in un triangolo senza creare colori immaginari che non possono esistere fisicamente. In particolare i valori R, G, B usati in qualsiasi sensore o display deve trovarsi allinterno dei colori fisici. Tieni presente che questo si applica solo ai dispositivi fisici, ci sono spazi colore che usano colori immaginari per i punti RGB ma sono solo per la manipolazione matematica.

Ce ne sono altri vincoli anche sui punti RGB. In primo luogo, è meglio se sono ottenibili con lattuale tecnologia economica. I punti per sRGB sono stati presi da Rec. 709 che ha definito la gamma che deve essere supportata dagli HDTV nel 1990. In secondo luogo, la spaziatura dei punti troppo lontani porta a problemi di differenziazione tra colori simili quando la rappresentazione è limitata, ad es a 24 bit. È meglio avere una buona rappresentazione dei colori comuni piuttosto che avere una rappresentazione dei colori che non si vedono quasi mai.

Con più di 3 colori primari sarebbe possibile definire uno spazio colore che non sia triangolare, che includerebbe più spazio CIE. Sony ha prodotto un sensore RGBE che includeva un primario “Emerald” da qualche parte tra il blu e il verde, ma lo utilizzava solo in una fotocamera prima di abbandonarla. Non sono riuscito a trovare alcuna informazione sulle coordinate CIE dei filtri che utilizza, ma qui “indovino qual è la gamma potrebbe essere:

Tu posso vedere che copre unarea molto più ampia di sRGB, anche se ho usato i 3 primari sRGB come punto di partenza.È difficile dire con certezza perché non abbia mai preso piede, ma possiamo indovinarlo. Poiché lintero mondo del software e della stampa si basa su tre spazi colore primari, la gamma deve essere ridotta in uno di questi e in tutti i vantaggi per RGBE si perdono nella traduzione.

Ogni pixel in un monitor ha una posizione orizzontale e verticale sullo schermo. quella posizione sono tre “colori” in un monitor a colori che variano da 0% a 100% di intensità.

Se guardi il bordo esterno della regione della figura, allora vedi i colori che potrebbero essere formato utilizzando tutti i fosfori che hanno emesso luce a lunghezze donda pure a parità di percezione dellintensità visiva. Allinterno della regione vi sono rappresentazioni dellintensità luminosa “100%” percepita dai cromofori (rosso, blu e verde) dellocchio umano allo stesso livello di intensità visiva. Pensa di tracciare una linea tra due lunghezze donda pure e unintensità variabile da 0-100% del primo colore e 100% -0% per il secondo.

Gli esseri umani con una buona visione dei colori hanno 3 diversi recettori del “colore”. Quindi puoi ingannare un occhio nel pensare che miscele di tre lunghezze donda “pure” formino molti “colori” diversi. In tal caso lintensità della luce verrebbe variata tra lo 0 e il 100% per ciascuno dei tre colori.

Ora il triangolo interno ha tre punti che segnano il “colore effettivo” (miscela di colori) del particolare fosforo scelto per il monitor. (I fosfori non emettono una pura lunghezza donda della luce, ma una miscela di colori). Quindi il fosforo rosso scelto limita quanto “rosso” può essere il “colore rosso puro” sul monitor. Quindi per il verde e il blu. può avere unidea delle miscele di colori che possono essere ottenute con il 100% di potenza utilizzando coordinate trilineari.

Per ottenere coordinate trilineari, disegnare prima una traingle tra i tre fosfori scelti. Quindi tracciare una linea perpendicolare da ogni vertice del triangolo interno al lato opposto. Lapice del triangolo ha unintensità del 100% e lintersezione della linea con la base forma unintensità dello 0%. In questo modo per tutti e tre gli apici si otterranno tre linee che si incontrano in ciascun punto interno allinterno del triangolo. Se ogni linea ha 100 divisioni, ci saranno 10.000 punti nella griglia. Inoltre, le intensità di rosso / verde / blu in ogni punto saranno pari al 100%.

Notare che gli angoli del triangolo si accostano al colore “puro” dellapice, lungo i lati dei triangoli cè un di transizione stinta quando si attraversa dallesterno del triangolo verso linterno. a causa della diversa miscelazione dei colori.

mattdm ha sottolineato che è necessario considerare anche la “potenza” complessiva del pixel. Se tutti e tre i fosfori hanno unintensità dello 0%, il colore sarebbe nero. Se tutte e tre le intensità di colore sono al 100%, il colore dovrebbe essere vicino al bianco. Per ottenere il bianco, ovviamente, i tre fosfori devono essere selezionati con giudizio.

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• Quindi … i colori che DON ‘ T otteniamo su uno schermo o un stampante, quindi, sono colori dove almeno uno dei 3 primari è presente ad un livello di intensità superiore a quello prodotto dallattrezzatura generalmente a nostra disposizione? Bene, permettimi di essere ancora più specifico: capisco che lattrezzatura è migliore in questo ora rispetto allo standard del monitor CRT. Lessenza della mia domanda è: i colori che DON ‘ T abbiamo negli spazi colore praticamente a disposizione dei fotografi sono colori in cui almeno uno dei 3 primari è a un livello di intensità maggiore di quegli spazi lo permettono? È questa la risposta?

Ci sono spazi dispositivo e spazi colore indipendenti dal dispositivo. sRGB è uno spazio colore indipendente dal dispositivo creato da una signora di HP come spazio per standardizzare i CRT in passato. Chris Cox di Adobe ha creato Adobe 1998. e Kevin Spaulding di Eastman Kodak ha creato gli spazi colore RIMM e ROMM di cui RIMM è utilizzato come ProPhoto RGB. Quello spazio copre effettivamente il diagramma XYZ, ma è vantaggioso per noi fotografi solo se il nostro gamut di stampanti è vicino al volume. (La maggior parte delle Epson di fascia alta con una buona carta lucida si avvicina a Pro Photo RGB)

Il vero problema è luso finale dellimmagine. I profili dello spazio colore sopra riportati sono modelli matematici per dispositivi e non dispositivi effettivi. I vantaggi per questi sono che hanno primarie equidistanti e le trasformazioni sulle immagini contenute in questi spazi sono relativamente ben comportate.

Disporre di spazi colore che non sono spazi del dispositivo e non contengono il rumore delle gamme del dispositivo. Ciò fornisce trasformazioni nello spazio effettivo del dispositivo, come il monitor sul computer o sulla stampante, prevedibili e più precise da dispositivo a dispositivo. Quindi gli spazi container sono la strada da percorrere per la qualità.

Ora per rispondere alla tua domanda “Perché non includere solo tutti i colori?”Bene, possiamo se usiamo ProPhoto RGB, ma ciò che abbiamo sono valori RGB (0-255) assegnati a valori Lab che sono un po più grandi di sRGB (lo spazio colore di Internet), quindi limmagine non avrà un aspetto corretto se pubblichi file ProPhoto RGB sul Web. Quindi le immagini che devono effettivamente sembrare come vogliamo che appaiano devono essere convertite in uno spazio di riferimento. Su Internet accade nel tuo browser. Se hai un monitor di fascia alta che accade perché il tuo computer ha un profilo monitor noto per eseguire il rendering dei colori nel nuovo spazio Lab.

Sarebbe in parte ha a che fare con lefficienza della codifica dei dati (non sprecare bit / precisione), in parte ragioni storiche e alcune considerazioni pratiche.

Ci sono alcuni spazi colore che fanno copre tutti i colori “visibili”, ma normalmente non li useremmo per immagini / video. Ad esempio, il grafico nella tua domanda mostra i colori nello spazio XYZ CIE 1931, che è uno spazio colore che copre tutti i colori visibili agli esseri umani (secondo il suo modello psicologico).

Tuttavia, CIE XYZ non lo è uno spazio colore che normalmente verrebbe utilizzato per rappresentare effettivamente i dati del colore, ad esempio in unimmagine o in un video. La conversione in uno spazio RGB è relativamente complessa, sprecherebbe un sacco di bit di precisione nello spazio al di fuori della gamma di colori che la maggior parte dei monitor può produrre o che i sensori possono vedere, anche i colori al di fuori dello spazio che gli esseri umani possono vedere. Le operazioni matematiche che sono semplici da calcolare in uno spazio RGB sarebbero molto complesse in qualcosa come CIE XYZ e in tutti gli aspetti pratici richiederebbero comunque una conversione intermedia.

Uno spazio colore RGB rende alcune operazioni molto più facili. I monitor e gli schermi utilizzano gli spazi colore RGB in modo nativo. Se stai utilizzando uno spazio colore RGB perché il tuo mezzo di output è intrinsecamente basato su RGB, inizialmente ha senso usare uno spazio colore che sia uguale o strettamente corrispondente ai primari rosso, verde e blu che il tuo mezzo di output può fare. In passato, i monitor a colori utilizzavano fosfori che producevano primari rossi, verdi e blu simili, in modo che lo spazio RGB sia solo perché lo spazio colore “standard”. I monitor non sono tutti uguali, sempre di più, quindi inventare uno spazio colore indipendente dal dispositivo è una buona idea: sRGB è lo spazio indipendente dal dispositivo più comune e corrisponde strettamente alle primarie rosse, verdi e blu tipiche dellera dei monitor CRT. sRGB è diventato uno standard de facto per monitor, televisori (rec 601 e rec 709, utilizzati nei video digitali, praticamente riprodurlo), e ora il web e i sistemi operativi in generale.

Quindi parte della popolarità di sRGB è il suo radicamento in tutte quelle aree. Per quanto riguarda gli spazi colore, e anche solo gli spazi RGB, è molto limitato, quindi ottieni Adobe RGB, ProPhoto e gli altri spazi RGB con gamut espansi. La codifica in essi diventa solo un po meno efficiente , che richiedono luso di più di 8 bit per canale in alcuni casi, ma coprono una gamma più ampia che i nuovi monitor e le nuove tecnologie di visualizzazione possono fare e rispondono allesigenza di uno “spazio colore funzionante”, dove lo spazio colore di input e output può variano a seconda del dispositivo, quindi puoi anche utilizzare uno spazio intermedio con una gamma molto ampia in modo che possa convertirli con una perdita minima. ProPhoto RGB, spesso usato come spazio colore “funzionante” perché è “abbastanza largo” da superare praticamente qualsiasi spazio colore del dispositivo che puoi praticamente immaginare, può coprire quasi tutti i colori visibili (secondo CIE 1931) con leccezione di alcuni verdi e viola super profondi (di nuovo, questi sono molto al di fuori di ciò che i monitor o altri dispositivi possono visualizzare ), ma di conseguenza è abbastanza inefficiente da codificare, con molte coordinate semplicemente non utilizzate perché non rientrano nella gamma dei colori visibili. È interessante notare che i suoi primari (cioè i suoi rosso, verde e blu) sono “immaginari” – è impossibile produrre un emettitore o sensore con i primari di ProPhoto RGB perché i suoi primari sono colori impossibili – esistono solo matematicamente, come un modo per trasferire i colori verso o da altri spazi.

Gli spazi colore più piccoli sono per:

• vincolato trasmissione di immagini. Luso di uno spazio colore più piccolo migliorerà la precisione del colore rispetto allenorme spazio colore completo data la stessa profondità di colore per entrambe le
• immagini pre-renderizzate, pronte per la visualizzazione su hardware di destinazione che non applicherà conversioni prima della trasmissione