De ce ' spațiile de culoare nu utilizează întregul spectru de culori?

sRGB este un spațiu de culoare dezvoltat de HP și Microsoft în 1996. Monitoarele CRT erau obișnuite și, prin urmare, sRGB se baza pe caracteristicile acestor monitoare”. O bună scriere a istoriei și a motivelor puteți găsi aici .

Coordonatele de cromaticitate și culorile disponibile au fost alese pe ceea ce ar putea produce fosforii utilizați în CRT-uri pe atunci. Luați în considerare că nici printuri, nici Monitoarele TFT sau CRT pot reproduce întregul spectru de lumină vizibilă.

Un program de pe un computer sau cameră care dorește să controleze un monitor va utiliza valori discrete. Dacă utilizați un spațiu de culoare mai mare, pașii între diferite culori obțin grosier dacă nu utilizați un tip de date mai mare (Exemplu: Adobe RGB cu 8 biți). În timp ce informațiile despre imagine într-un spațiu color mai mare cu un tip de date mai mare utilizează mai multă memorie și necesită mai multă putere de procesare (Exemplu: Adobe RG B cu 16 biți). Această valoare digitală va fi transformată într-un semnal analog (de obicei o tensiune) într-un anumit stadiu și apoi în ceva vizibil (pentru CRT-uri: un ecran fosforescent excitat de electroni accelerați).

Rezoluția pentru conversia unui digital intrarea la un semnal analog este o limită suplimentară datorită costului, dimensiunii și tehnologiei.

Prin urmare, montarea sRGB pe monitoarele CRT a permis atunci o rezoluție bună între culori, minimizând în același timp cerințele hardware.

Comentarii

• Răspuns foarte bun. (Prea mulți alții sunt ocupați să încerce să explice diagrama CIE!) Eu ‘ nici măcar nu am luat în considerare efectul tipurilor de date! ‘ încă mă interesează să știu de ce, acum că CRT este mult mai puțin obișnuit, niciun standard nu a depășit sRGB … dar ‘ este probabil o chestiune de, ” Sigur, dar care standard? ”
• @TimPederick, Adobe RGB este destul de standard pentru afișajele cu gamă largă. Utilizatorii obișnuiți nu ‘ chiar le pasă și nu ‘ nu doresc să plătească suplimentar, așa că ‘ Este cel mai ușor să mergeți doar cu standardul de facto, chiar dacă am crezut că tehnologia s-a schimbat.
• FWIW, Apple ‘ s Wide Gamut iMac folosește DCI-P3 .

The CIE 1931 diagrama cromaticității reprezintă toate culorile pe care ochiul uman mediu le poate vedea. Dar doar pentru că aceste culori pot fi percepute de ochiul uman mediu, nu înseamnă că toate tehnologiile pot produce toate culorile posibile pe care ochiul mediu le poate vedea. Deși niciun model tristimulus nu poate crea întreaga gamă de percepție a culorii umane, diferitele modele de culori RGB acoperă o gamă foarte largă de percepții ale culorii umane.

Dă seama că în diagrama pe care ai postat-o și într-adevăr în orice CIE diagramă pe care o aveți pe computer, este doar un model. Culorile reale din diagramă în afara diagramei sRGB sunt reprezentate de fapt printr-o valoare RGB în fișierul imagine. Dar „verde pur” din partea de sus a diagramei etichetate sRGB nu este de fapt sRGB „verde pur” (adică nu este o valoare [R, G, B] de [0,0, 1,0, 0,0]).Diagrama este doar un model care arată, în limitele tehnologiei, ceea ce este inclus / exclus în spațiile de culoare CIE și sRGB.

În special pentru sRGB, a fost proiectat și standardizat pentru a găzdui monitoare CRT în mijlocul anilor 90 „s. CRT-urile produc culoare prin emiterea și combinarea luminii de la trei arme de fosfor diferite (cu spectre speciale de roșu, verde și albastru). Lipsind pistoale de fosfor suplimentare de diferite lungimi de undă, astfel de CRT-uri nu pot emite toate culorile pe care le pot omul vezi.

În mod normal, descriem o culoare spunând că este portocaliu sau cireș sau roz. Mergeți la un magazin de vopsea și ridicați mostre de probă. Veți vedea alb de iarnă și roșu aprins și, probabil, roșu-măr. Nume ca acestea nu reușesc să se clasifice satisfăcător. Unul dintre cele mai vechi și poate cele mai bune sisteme este sistemul Munsell. Dezvoltat de Albert H. Munsell, el a aranjat un solid tridimensional de toate culorile care poate fi reprezentat de probe reale realizate folosind pigmenți stabili. Cred că este cea mai bună metodă.

Urmează sistemul CIE (Comisia internațională pentru iluminare). Experimentele pentru cartografierea răspunsului culorilor ochiului uman au început la începutul anilor 1920. Elevii au asortat culori care erau amestecuri ale celor trei elemente primare luminoase, care sunt roșu, verde și albastru. Celulele din ochiul uman responsabile de vederea culorilor s-au dovedit a fi o triada – una pigmentată pentru a primi roșu, una verde și una albastră. S-a descoperit că s-ar putea amesteca aceste trei elemente primare și să facă toate culorile pe care oamenii le putem vedea. În fiecare caz, ne scapă ușor. Sistemul CIE folosește elemente primare imaginare. Acestea pot fi amestecate pentru a face toate culorile pe care le vedem. Faptul că sunt utilizate elemente primare imaginare nu aduce atingere valorii sistemului. Poate că veți fi cel care va face filtre de culoare perfecte și va reface sarcina.

Sistemul CIE specifică culorile în ceea ce privește cantitatea fiecăreia dintre cele trei elemente primare. Acest amestec de culori este pentru un observator standard, deoarece mii au fost testate și rezultatele au fost mediate. Un grafic al rezultatelor este o limită în formă de potcoavă care reprezintă poziția culorilor care au cea mai mare saturație. Acestea sunt culorile spectrului. Zonele colorate ale graficului sunt limitele de saturație obținute cu cernelurile tipografice moderne. Aproape de centru este punctul de iluminare care este pentru condițiile de lumină de zi.

Rețineți că culoarea percepută utilizând un sistem Munsell are o identificare tridimensională: care este nuanța, luminozitatea și saturația. Sistemul CIE este bidimensional. Linia dreaptă din partea de jos reprezintă magenta și violetul cu saturație maximă. Aceste culori nu apar în spectru sau curcubeu; nuanțele lor sunt exprimate ca o lungime de undă. Pot continua, dar poate ar trebui să rămânem cu Munsell.

Comentarii

• Sistemul de culoare CIE L a b este tridimensional. Diagramele de cromaticitate sunt reprezentări bidimensionale ale unei felii din aceasta.

Orice spațiul de culoare bazat pe elementele primare RGB va descrie un triunghi. Deoarece diagrama CIE nu este perfect triunghiulară, este imposibil să le includem pe toate într-un triunghi fără a crea culori imaginare care nu pot exista fizic. În special valorile R, G, B utilizate în orice senzorul sau afișajul trebuie să se încadreze în culorile fizice. Rețineți că acest lucru se aplică numai dispozitivelor fizice, există spații de culori care folosesc culori imaginare pentru punctele RGB, dar acestea sunt doar pentru manipulare matematică.

Există și alte constrângeri asupra punctelor RGB. În primul rând, este mai bine dacă sunt realizabile cu tehnologia actuală rentabilă. Punctele pentru sRGB au fost preluate din Rec. 709 care a definit gama care va fi acceptată de televizoarele HD în 1990. În al doilea rând, distanțarea punctelor prea depărtate duce la probleme de diferențiere între culori similare atunci când reprezentarea dvs. este limitată, de ex. la 24 de biți. Este mai bine să aveți o bună reprezentare a culorilor comune decât să aveți o reprezentare a culorilor care nu se văd niciodată.

Cu mai mult de 3 culori primare ar fi posibil să se definească un spațiu de culoare care nu este triunghiular, care ar include mai mult spațiu CIE. Sony a produs un senzor RGBE care a inclus un primar „Emerald” undeva între albastru și verde, dar l-au folosit doar în o cameră înainte de ao abandona. Nu am reușit să găsesc informații despre coordonatele CIE ale filtrelor pe care le folosește, dar aici „ghiciți la ce gamă ar putea fi:

Dvs. pot vedea că acoperă o zonă mult mai mare decât sRGB, chiar dacă am folosit cele 3 sRGB primare ca punct de plecare.Este greu de spus cu siguranță de ce nu a prins niciodată, dar putem ghici. Întrucât întreaga lume a software-ului și a tipăririi se bazează pe 3 spații de culori primare, gama trebuie să fie strânsă într-unul dintre acestea și orice avantaje pentru RGBE se pierd în traducere.

Fiecare pixel de pe un monitor are o poziție orizontală și verticală pe ecran. acea poziție sunt trei „culori” într-un monitor color, care variază de la 0% la 100% intensitate.

Dacă te uiți la marginea exterioară a regiunii figurii, atunci vezi culorile care ar putea se formează folosind toți fosforii care emit lumină la lungimi de undă pure, având aceeași percepție a intensității vizuale. În regiune sunt reprezentări ale intensității luminii „100%” percepute de (cromofori roșii, albastru și verde) ale ochiului uman la același nivel de intensitate vizuală. Gândiți-vă la trasarea unei linii între oricare două lungimi de undă pure și intensitate variabilă de la 0-100% din prima culoare și 100% -0% pentru a doua.

Oamenii cu o viziune bună a culorilor au 3 receptori diferiți „de culoare”. Deci, puteți păcăli un ochi gândindu-vă că amestecurile a trei lungimi de undă „pure” formează multe „culori” diferite. Într-un astfel de caz, intensitatea luminii ar varia între 0 și 100% pentru fiecare dintre cele trei culori.

Acum triunghiul interior are trei puncte care marchează „culoarea efectivă” (amestec de culori) a fosforului ales pentru monitor. (Fosforii nu emit o lungime de undă pură a luminii, ci un amestec de culori). Deci, fosforul roșu ales limitează cât de „roșu” poate fi „culoarea roșie pură” de pe monitor. Deci pentru verde și albastru. poate obține o impresie a amestecurilor de culori care pot fi obținute cu o putere de 100% folosind coordonate triliniare.

Pentru a obține coordonate triliniare, mai întâi trageți un traingle între cele trei fosforuri alese. Apoi trageți o linie perpendiculară din fiecare vârf al triunghiului interior către latura opusă. Apexul triunghiului este de 100% intensitate și intersecția liniei cu baza formează 0% intensitate. Dacă faceți acest lucru pentru toate cele trei vârfuri, veți rezulta trei replici la fiecare punct interior. în interiorul triunghiului. Dacă fiecare linie are 100 de diviziuni, atunci vor exista 10.000 de puncte în grilă. În plus, intensitățile roșu / verde / albastru la fiecare punct vor însuma 100%.

Observați că colțurile al triunghiului se apropie de culoarea „pură” a vârfului. De-a lungul laturilor triunghiurilor există o di tranziție instinctivă la trecerea din exteriorul triunghiului în interior. datorită amestecului diferit de culori.

mattdm a subliniat că trebuie să luați în considerare și „puterea” generală pentru pixel. Dacă toți cei trei fosforii au 0% intensitate, atunci culoarea ar fi neagră. Dacă toate cele trei intensități de culoare sunt 100%, atunci culoarea ar trebui să fie aproape de alb. Pentru a deveni alb, desigur, cei trei fosfor trebuie selectați judicios.

Comentarii

• Deci … culorile pe care nu le primim pe ‘ pe un ecran sau un imprimanta, atunci, sunt culorile în care cel puțin una dintre cele 3 elemente primare este prezentă la un nivel de intensitate mai mare decât echipamentul pe care îl avem în general la dispoziție? Ei bine, permiteți-mi să fiu și mai specific – Înțeleg că echipamentul este mai bun acum decât era standardul monitorului CRT. Esența întrebării mele este – culorile pe care DON ‘ nu le avem în spațiile de culoare practic disponibile fotografilor sunt culori în care cel puțin una dintre cele 3 elemente primare este la un nivel de intensitate mai mare decât aceste spații permit? Acesta este răspunsul?

Există spații pentru dispozitive și spații de culoare independente pentru dispozitiv. sRGB este un spațiu de culoare independent de dispozitiv creat de o doamnă de la HP ca spațiu pentru standardizarea CRT-urilor. Chris Cox la Adobe a creat Adobe 1998. iar Kevin Spaulding la Eastman Kodak a creat spații de culoare RIMM și ROMM, din care RIMM este utilizat ca ProPhoto RGB. Acel spațiu acoperă de fapt diagrama XYZ, dar este benefic pentru noi, numai în cazul în care gama de imprimante este aproape de volum. (Cele mai multe Epson de înaltă calitate cu hârtie lucioasă bună se apropie de Pro Photo RGB)

Problema reală este utilizarea finală a imaginii. Profilurile spațiului de culoare de mai sus sunt modele matematice pentru dispozitive și nu dispozitive reale. Beneficiile pentru aceștia sunt că au elemente primare echidistante și transformările pe imaginile conținute în aceste spații sunt relativ bine purtate.

Având spații de culoare care nu sunt spații ale dispozitivului și nu conțin zgomotul pe care îl au gamele de dispozitive. Aceasta prevede transformări în spațiul real al dispozitivului, cum ar fi monitorul de pe computer sau imprimantă, care sunt previzibile și mai precise de la dispozitiv la dispozitiv. Deci, spațiile pentru containere sunt calea de urmat pentru calitate.

Acum, pentru a răspunde la întrebarea dvs. „De ce nu includeți doar toate culorile?„Ei bine, putem folosi dacă folosim ProPhoto RGB, dar ceea ce avem atunci sunt valori RGB (0-255) atribuite valorilor de laborator care sunt ceva mai mari decât sRGB (spațiul de culoare al internetului), astfel încât imaginea nu va arăta corect dacă postați fișiere ProPhoto RGB pe web. Prin urmare, imaginile care trebuie să arate efectiv așa cum vrem să le arate trebuie convertite într-un spațiu trimis la ieșire. Pe internet care se întâmplă în browserul dvs. Dacă aveți un monitor high-end care se întâmplă deoarece computerul dvs. are un profil de monitor cunoscut pentru a reda culorile în noul spațiu de laborator.

Ar fi parțial de a face cu eficiența codificării datelor (fără a pierde biți / precizie), parțial motive istorice și unele considerații practice.

Există câteva spații de culoare pe care le fac acoperă toate culorile „vizibile”, dar în mod normal nu le vom folosi pentru imagini / videoclipuri. De exemplu, acea diagramă din întrebarea dvs. arată culori în spațiul CIE 1931 XYZ, care este un spațiu de culoare care acoperă toate culorile vizibile oamenilor (conform modelului său psihologic).

Cu toate acestea, CIE XYZ nu este un spațiu de culoare care ar fi utilizat în mod normal pentru a reprezenta de fapt date de culoare, să zicem într-o imagine sau un videoclip. Conversia înapoi la un spațiu RGB este relativ complexă, ar pierde o mulțime de biți de precizie în spațiu în afara gamei de culori pe care majoritatea monitoarelor o pot produce sau pe care o pot vedea senzorii, chiar și culori în afara spațiului pe care oamenii îl pot vedea. Operațiile matematice care sunt ușor de calculat într-un spațiu RGB ar fi extrem de complexe în ceva de genul CIE XYZ și, în toate aspectele practice, ar necesita oricum conversie intermediară.

Un spațiu de culoare RGB face anumite operații mult mai ușoare. Monitoarele și ecranele utilizează spații de culoare RGB în mod nativ. Dacă utilizați un spațiu de culoare RGB deoarece mediul dvs. de ieșire este inerent bazat pe RGB, este logic inițial să utilizați un spațiu de culoare care este egal sau se potrivește strâns cu elementele primare roșu, verde și albastru pe care le poate face mediul de ieșire. monitoarele de culoare au folosit fosforuri care produc primare similare roșu, verde și albastru, astfel încât spațiul RGB doar pentru că spațiul de culoare „standard”. Monitoarele nu sunt toate egale, din ce în ce mai mult, astfel încât inventarea unui spațiu de culoare independent de dispozitiv este o idee bună: sRGB este cel mai comun spațiu independent de dispozitiv și se potrivește îndeaproape cu elementele primare tipice roșu, verde și albastru din epoca monitorului CRT. sRGB a devenit un standard de facto pentru monitoare, televizoare (rec 601 și rec 709, utilizate în video digital, destul de mult reproduce-l), iar acum web-ul și sistemele de operare în general.

Deci, o parte din popularitatea sRGB este înrădăcinarea sa în toate aceste domenii. În ceea ce privește spațiile de culoare și chiar și în ceea ce privește doar spațiile RGB, este foarte limitat, astfel încât să obțineți Adobe RGB, ProPhoto și celelalte spații RGB cu game extinse. Codificarea în ele devine puțin mai puțin eficientă , necesitând utilizarea a mai mult de 8 biți pe canal în unele cazuri, dar acestea acoperă o gamă mai largă pe care o pot face noile monitoare și tehnologii de afișare și soluționează necesitatea unui „spațiu color de lucru”, unde spațiul de culoare de intrare și ieșire poate variază în funcție de dispozitiv, astfel încât să puteți folosi la fel de bine un spațiu intermediar cu o gamă foarte largă, astfel încât să poată converti între ele cu pierderi minime. ProPhoto RGB, adesea folosit ca spațiu de culoare „funcțional”, deoarece este „suficient de larg” pentru a depășește aproape orice spațiu de culoare al dispozitivului pe care ți-l poți imagina practic, poate acoperi aproape toate culorile vizibile (conform CIE 1931), cu excepția unor verzi super adânci și violete (din nou, acestea sunt departe de ceea ce pot afișa monitoarele sau alte dispozitive ), dar ca rezultat este destul ineficient de codificat, cu multe coordonate pur și simplu neutilizate, deoarece se încadrează în afara gamei de culori vizibile. Interesant este că primarele sale (adică roșu, verde și albastru) sunt „imaginare” – este imposibil să se producă un emițător sau senzor cu primarele ProPhoto RGB deoarece primarele sale sunt culori imposibile – există doar matematic, ca o modalitate de a transfera culorile către sau din alte spații.

Spațiile de culoare mai mici sunt pentru:

• constrâns transmiterea imaginii. Utilizarea spațiului de culoare mai mic va îmbunătăți acuratețea culorilor în comparație cu spațiul de culoare complet imens, având aceeași adâncime de culoare pentru ambele
• imagini pre-redate, gata pentru vizualizare pe hardware țintă care nu va aplica conversii înainte de a transmite