Dlaczego ' t przestrzenie kolorów nie zajmują całego spektrum kolorów?

CIE 1931 diagram chromatyczności przedstawia wszystkie kolory, które może zobaczyć przeciętne ludzkie oko. Ale to, że te kolory mogą być postrzegane przez przeciętne ludzkie oko, nie oznacza, że wszystkie technologie mogą wytworzyć wszystkie możliwe kolory, które przeciętne oko może zobaczyć. Chociaż żaden model trójchromatyczny nie jest w stanie stworzyć całej gamy ludzkiej percepcji kolorów, różne modele kolorów RGB obejmują bardzo szeroki zakres większości ludzkich percepcji kolorów.

Uświadom sobie, że na zamieszczonym przez Ciebie diagramie, a nawet w każdym CIE schemat masz na komputerze, to tylko model. Rzeczywiste kolory na diagramie poza diagramem sRGB są w rzeczywistości reprezentowane przez wartość RGB w pliku obrazu. Ale „czysta zieleń” na górze oznaczonego diagramu sRGB nie jest w rzeczywistości „czystą zielenią” sRGB (tj. Nie jest to wartość [R, G, B] równa [0,0, 1,0, 0,0]).Diagram jest tylko modelem pokazującym, w granicach technologii, co obejmuje / wyklucza przestrzenie kolorów CIE i sRGB.

W szczególności w przypadku sRGB, został zaprojektowany i ustandaryzowany, aby pomieścić monitory CRT w z połowy lat 90-tych. CRT wytwarzają kolor, emitując i łącząc światło z trzech różnych pistoletów luminoforowych (w szczególności widm czerwonego, zielonego i niebieskiego). Bez dodatkowych działek luminoforu o różnych długościach fal takie kineskopy nie mogą emitować wszystkich kolorów, które są w stanie patrz.

Zwykle opisujemy kolor, mówiąc, że jest to pomarańczowy, wiśniowy lub różowy. Idź do sklepu z farbami i odbierz próbki próbek. Zobaczysz zimowo-białą i ognistoczerwoną, a może cukierkowo-jabłkową. Nazwy takie jak te nie klasyfikują się w zadowalający sposób. Jednym z najwcześniejszych i prawdopodobnie najlepszych systemów jest system Munsella. Opracowany przez Alberta H. Munsella, zaaranżował trójwymiarową bryłę wszystkich kolorów, którą można przedstawić za pomocą rzeczywistych próbek wykonanych przy użyciu stabilnych pigmentów. Myślę, że to najlepsza metoda.

Następujący był system CIE (Międzynarodowa Komisja ds. Oświetlenia). Eksperymenty mające na celu mapowanie odpowiedzi barwnej ludzkiego oka rozpoczęto na początku lat dwudziestych XX wieku. Uczniowie dopasowali kolory, które były mieszanką trzech jasnych kolorów podstawowych: czerwonego, zielonego i niebieskiego. Okazało się, że komórki ludzkiego oka odpowiedzialne za widzenie kolorów to triada – jedna zabarwiona na kolor czerwony, jedna zielona i jedna niebieska. Stwierdzono, że można zmieszać te trzy kolory podstawowe i uzyskać wszystkie kolory, które my, ludzie, widzimy.

Jednak nauka nie jest w stanie stworzyć doskonałych filtrów ani doskonałych pigmentów. W każdym przypadku nieznacznie chybimy. System CIE wykorzystuje wyimaginowane prawybory. Można je mieszać, aby uzyskać wszystkie kolory, które widzimy. Fakt, że używane są wyimaginowane prawybory, nie umniejsza wartości systemu. Być może będziesz tym, który stworzy doskonałe filtry kolorów i powtórzy zadanie.

System CIE określa kolory pod względem ilości każdego z trzech podstawowych. Ta mieszanka kolorów jest przeznaczona dla standardowego obserwatora, ponieważ przetestowano tysiące i uśredniono wyniki. Wykres wyników to granica w kształcie podkowy, która reprezentuje położenie kolorów o najwyższym nasyceniu. To są kolory widma. Kolorowe obszary wykresu to granice nasycenia, jakie można uzyskać przy użyciu nowoczesnych farb drukarskich. W pobliżu środka znajduje się punkt oświetlenia, który jest przeznaczony do warunków dziennych.

Zwróć uwagę, że kolor postrzegany za pomocą systemu Munsella ma trójwymiarową identyfikację: odcień, jasność i nasycenie. System CIE jest dwuwymiarowy. Prosta linia na dole reprezentuje magenta i fiolet o maksymalnym nasyceniu. Te kolory nie występują w widmie ani w tęczy; ich barwy są wyrażane jako długość fali. Mogę kontynuować, ale może powinniśmy pozostać przy Munsellu.

Komentarze

• System kolorów CIE L a b jest trójwymiarowy. Diagramy chromatyczności to dwuwymiarowe reprezentacje wycinka tego.

Dowolna przestrzeń kolorów oparta na podstawowych kolorach RGB będzie opisywać trójkąt. Ponieważ diagram CIE nie jest idealnie trójkątny, niemożliwe jest uwzględnienie ich wszystkich w trójkącie bez tworzenia wyimaginowanych kolorów , które nie mogą fizycznie istnieć. W szczególności wartości R, G, B użyte w czujnik lub wyświetlacz muszą mieścić się w kolorach fizycznych. Należy pamiętać, że dotyczy to tylko urządzeń fizycznych, istnieją przestrzenie kolorów, które używają kolorów wyimaginowanych dla punktów RGB, ale służą one tylko do manipulacji matematycznych. ograniczenia również dla punktów RGB. Po pierwsze, lepiej będzie, jeśli będą one możliwe do osiągnięcia przy użyciu ekonomicznej obecnej technologii. Punkty za sRGB zostały pobrane z Rec. 709 , który zdefiniował zakres obsługiwany przez telewizory HD w 1990 r. Po drugie, zbyt duże oddalenie punktów prowadzi do problemów z rozróżnianiem podobnych kolorów, gdy reprezentacja jest ograniczona, np. do 24 bitów. Lepiej jest mieć dobrą reprezentację wspólnych kolorów niż reprezentację kolorów, które prawie nigdy nie są widoczne.

Mając więcej niż 3 kolory podstawowe, byłoby możliwe zdefiniowanie przestrzeni kolorów, która nie jest trójkątna, który obejmowałby więcej przestrzeni CIE. Sony wyprodukowało czujnik RGBE , który zawierał główny element „Emerald” gdzieś pomiędzy niebieskim a zielonym, ale użył go tylko w jeden aparat przed porzuceniem go. Nie udało mi się znaleźć żadnych informacji o współrzędnych CIE filtrów, których używa, ale tutaj „zgadnij, jaka jest gama może być:

Ty widzę, że obejmuje znacznie większy obszar niż sRGB, mimo że użyłem 3 prawyborów sRGB jako punktu wyjścia.Trudno powiedzieć z całą pewnością, dlaczego nigdy się nie przyjęło, ale możemy się domyślać. Ponieważ cały świat oprogramowania i drukowania opiera się na 3-podstawowych przestrzeniach kolorów, gamę należy wcisnąć w jedną z nich i wszelkie korzyści, aby RGBE jest tracone podczas tłumaczenia.

Każdy piksel na ekranie monitora ma położenie poziome i pionowe na ekranie. ta pozycja to trzy „kolory” na kolorowym monitorze o różnej intensywności od 0% do 100%.

Jeśli spojrzysz na zewnętrzną krawędź obszaru figury, zobaczysz kolory, które mogą być utworzone przy użyciu wszystkich luminoforów, które emitowały światło o czystych długościach fal, przy tym samym postrzeganiu intensywności wizualnej. W tym regionie znajdują się reprezentacje „100%” intensywności światła odbieranego przez (czerwony, niebieski i zielony chromofor) ludzkiego oka na tym samym poziomie intensywności widzenia. Pomyśl o narysowaniu linii między dowolnymi dwiema czystymi długościami fal i zmieniającej się intensywności od 0-100% pierwszego koloru i 100% -0% dla drugiego.

Ludzie z dobrym widzeniem kolorów mają 3 różne receptory „koloru”. Można więc oszukać oko i pomyśleć, że mieszanka trzech „czystych” długości fal tworzy wiele różnych „kolorów”. W takim przypadku intensywność światła zmieniałaby się od 0 do 100% dla każdego z trzech kolorów.

Teraz wewnętrzny trójkąt ma trzy punkty, które oznaczają „efektywny kolor” (mieszankę kolorów) konkretnego luminoforu wybranego dla monitora. (Luminofory nie emitują czystej długości fali światła, ale mieszankę kolorów). Tak więc wybrany czerwony luminofor ogranicza „czerwony” „czysty czerwony kolor” na monitorze. Tak więc dla zielonego i niebieskiego. może uzyskać wrażenie mieszanki kolorów, które można uzyskać przy 100% mocy przy użyciu współrzędnych trójliniowych.

Aby uzyskać współrzędne trójliniowe, najpierw narysuj traling między trzema wybranymi luminoforami. Następnie narysuj prostopadłą linię z każdy wierzchołek wewnętrznego trójkąta po przeciwnej stronie. Wierzchołek trójkąta ma 100% intensywności, a przecięcie linii z podstawą tworzy 0% intensywności. Wykonanie tego dla wszystkich trzech wierzchołków spowoduje, że trzy linie spotkają się w każdym wewnętrznym punkcie w trójkącie. Jeśli każda linia ma 100 działek, to na siatce będzie 10 000 punktów. Ponadto intensywności czerwonego / zielonego / niebieskiego w każdym punkcie sumują się do 100%.

Zauważ, że rogi trójkąta zbliża się do „czystego” koloru wierzchołka. Wzdłuż boków trójkątów znajduje się di sztywne przejście podczas przechodzenia z zewnątrz trójkąta do wewnątrz. ze względu na różne mieszanie kolorów.

mattdm zwrócił uwagę, że należy również wziąć pod uwagę ogólną „moc” piksela. Jeśli wszystkie trzy luminofory mają intensywność 0%, kolor byłby czarny. Jeśli wszystkie trzy intensywności koloru wynoszą 100%, kolor powinien być zbliżony do białego. Oczywiście, aby uzyskać biel, należy rozważnie dobrać trzy luminofory.

Komentarze

• Więc … kolory, które DONIMY ' T wyświetlają się na ekranie lub czy drukarka to zatem kolory, w których co najmniej jedna z 3 podstawowych barw jest obecna na poziomie intensywności wyższym niż wytwarzany przez ogólnie dostępny dla nas sprzęt? Cóż, powiem jeszcze dokładniej – rozumiem, że sprzęt jest w tym teraz lepszy niż standardowy monitor CRT. Istota mojego pytania jest taka – kolory, które NIE ' T mamy w przestrzeniach kolorów praktycznie dostępnych dla fotografów, to kolory, w których co najmniej jedna z 3 kolorów podstawowych ma wyższy poziom intensywności niż te przestrzenie pozwalają? Czy to jest odpowiedź?

Istnieją przestrzenie urządzeń i przestrzenie kolorów niezależne od urządzenia. sRGB to niezależna od urządzenia przestrzeń kolorów stworzona przez kobietę z HP jako przestrzeń do standaryzacji CRT w tamtych czasach. Chris Cox z Adobe stworzył Adobe 1998. a Kevin Spaulding z Eastman Kodak stworzył przestrzenie kolorów RIMM i ROMM, z których RIMM jest używany jako ProPhoto RGB. Ta przestrzeń faktycznie pokrywa diagram XYZ, ale jest korzystna dla nas, fotografów, tylko wtedy, gdy gama naszych drukarek jest zbliżona pod względem objętości. (Większość wysokiej klasy drukarek Epson z dobrym błyszczącym papierem zbliża się do Pro Photo RGB)

Prawdziwym problemem jest końcowe przeznaczenie obrazu. Powyższe profile przestrzeni kolorów są modelami matematycznymi dla urządzeń, a nie rzeczywistymi urządzeniami. Korzyści z tego są takie, że mają równoodległe prawybory, a transformacje na obrazach zawartych w tych przestrzeniach są stosunkowo dobrze zachowane.

Przestrzenie kolorów, które nie są przestrzeniami urządzeń i nie zawierają szumów, jakie mają gamy urządzeń. Zapewnia to przekształcenia do rzeczywistej przestrzeni urządzenia, takiej jak monitor na komputerze lub drukarce, które są zarówno przewidywalne, jak i dokładniejsze z urządzenia na urządzenie. Tak więc przestrzeń kontenerowa to najlepszy sposób na jakość.

A teraz odpowiedz na pytanie „Dlaczego nie uwzględnić po prostu wszystkich kolorów?„Cóż, możemy, jeśli użyjemy ProPhoto RGB, ale mamy wtedy wartości RGB (0–255) przypisane do wartości Lab, które są nieco większe niż sRGB (przestrzeń kolorów w Internecie), więc obraz nie będzie wyglądał dobrze jeśli publikujesz pliki ProPhoto RGB w Internecie. Więc obrazy, które muszą faktycznie wyglądać tak, jak chcemy, aby wyglądały, muszą zostać przekonwertowane na przestrzeń odniesienia. W Internecie dzieje się to w przeglądarce. Jeśli masz wysokiej klasy monitor, który dzieje się tak, ponieważ Twój komputer ma znany profil monitora do renderowania kolorów w nowej przestrzeni laboratorium.

Byłoby to częściowo z wydajnością kodowania danych (bez marnowania bitów / precyzji), częściowo z powodów historycznych i z kilku praktycznych rozważań.

Istnieją przestrzenie kolorów, które robią zakrywają wszystkie „widoczne” kolory, ale normalnie nie używalibyśmy ich do obrazów / filmów. Na przykład ten wykres w twoim pytaniu pokazuje kolory w przestrzeni CIE 1931 XYZ, która jest przestrzenią kolorów obejmującą wszystkie kolory widoczne dla ludzi (zgodnie z jej modelem psychologicznym).

Jednak CIE XYZ nie jest przestrzeń kolorów, która normalnie byłaby używana do reprezentowania danych koloru, np. na obrazie lub wideo. Konwersja z powrotem do przestrzeni RGB jest stosunkowo złożona, spowodowałaby marnowanie wielu bitów precyzji na przestrzeń poza zakresem kolorów, które może wytworzyć większość monitorów lub czujniki, nawet kolory poza przestrzenią, którą widzą ludzie. Operacje matematyczne, które są łatwe do obliczenia w przestrzeni RGB, byłyby bardzo złożone w czymś takim jak CIE XYZ i we wszystkich praktycznych aspektach i tak wymagałyby pośredniej konwersji.

Przestrzeń kolorów RGB znacznie ułatwia pewne operacje. Monitory i ekrany natywnie używają przestrzeni kolorów RGB. Jeśli „używasz ponownie przestrzeni kolorów RGB, ponieważ nośnik wyjściowy jest z natury oparty na RGB, początkowo sensowne jest użycie przestrzeni kolorów, która jest równa lub ściśle dopasowana do kolorów podstawowych czerwony, zielony i niebieski, które może obsłużyć nośnik wyjściowy. W przeszłości monitory kolorowe wykorzystywały luminofory, które wytwarzały podobne kolory podstawowe koloru czerwonego, zielonego i niebieskiego, więc przestrzeń RGB tylko ze względu na „standardową” przestrzeń kolorów. Monitory nie są jednakowe, coraz bardziej, więc wymyślenie przestrzeni kolorów niezależnej od urządzenia jest dobrym pomysłem: sRGB jest najbardziej powszechną przestrzenią niezależną od urządzenia i jest ściśle dopasowana do typowych kolorów podstawowych z ery monitorów CRT. sRGB stał się de facto standardem dla monitorów, telewizorów (rec 601 i rec 709, używane w cyfrowym wideo powielać), a teraz w ogóle sieć i systemy operacyjne.

Tak więc część popularności sRGB jest zakorzeniona we wszystkich tych obszarach. Jeśli chodzi o przestrzenie kolorów, a nawet jeśli chodzi o tylko przestrzenie RGB, jest to bardzo ograniczone, więc dostajesz Adobe RGB, ProPhoto i inne przestrzenie RGB z rozszerzonymi gamami. Kodowanie w nich staje się tylko trochę mniej wydajne , wymagające w niektórych przypadkach użycia więcej niż 8 bitów na kanał, ale obejmują one szerszą gamę, którą mogą obsługiwać nowe monitory i technologie wyświetlania, i zaspokajają potrzebę „roboczej przestrzeni kolorów”, w której przestrzeń kolorów wejścia i wyjścia może różnią się w zależności od urządzenia, więc równie dobrze można użyć przestrzeni pośredniej o naprawdę szerokiej gamie, aby można było konwertować między nimi przy minimalnych stratach. ProPhoto RGB, często używane jako „robocza” przestrzeń kolorów, ponieważ jest „wystarczająco szeroka”, aby przekracza niemal dowolną przestrzeń kolorów urządzenia, jaką można sobie w praktyce wyobrazić, może pokrywać prawie wszystkie widoczne kolory (zgodnie z CIE 1931) z wyjątkiem niektórych bardzo głębokich zieleni i fiołków (ponownie, są one daleko poza tym, co monitory lub inne urządzenia mogą wyświetlać ), ale w rezultacie jest to sprawiedliwe nieefektywne do kodowania, a wiele współrzędnych po prostu nie jest używanych, ponieważ wykraczają poza zakres widocznych kolorów. Co ciekawe, jego kolory podstawowe (tj. Czerwony, zielony i niebieski) są „urojone” – niemożliwe jest wyprodukowanie nadajnika lub czujnika z elementami podstawowymi ProPhoto RGB, ponieważ jego kolory podstawowe są niemożliwe – istnieją tylko matematycznie, jako sposób na przenoszenie kolorów do lub z innych przestrzeni.

Mniejsze przestrzenie kolorów są przeznaczone dla:

• ograniczone transmisja obrazu. Użycie mniejszej przestrzeni kolorów poprawi dokładność kolorów w porównaniu z ogromną pełną przestrzenią kolorów przy tej samej głębi kolorów dla obu
• wstępnie wyrenderowanych obrazów, gotowych do oglądania na sprzęcie docelowym, który nie dokona konwersji przed przesłaniem