Model de culoare RGB - RGB color model

O reprezentare a amestecului aditiv de culoare. Proiecția luminilor de culoare primară pe un ecran alb arată culori secundare în care două se suprapun; combinația tuturor celor trei de roșu, verde și albastru în intensități egale face alb.
Amestecarea aditivă a culorilor a fost demonstrată cu capacele CD utilizate ca separatoare de fascicul

Modelul de culoare RGB este un model de culoare aditiv , în care culorile primare ale luminii roșu , verde și albastru sunt adăugate în diferite moduri pentru a reproduce o gamă largă de culori . Numele modelului provine de la inițialele celor trei culori primare aditive , roșu, verde și albastru.

Scopul principal al modelului color RGB este de detectare, reprezentare și afișare a imaginilor în sisteme electronice, cum ar fi televizoare și computere, deși a fost folosit și în fotografia convențională . Înainte de era electronică , modelul de culoare RGB avea deja o teorie solidă, bazată pe percepția umană a culorilor .

RGB este un model de culoare dependent de dispozitiv : diferite dispozitive detectează sau reproduc diferit o valoare RGB dată, deoarece elementele de culoare (cum ar fi fosforii sau coloranții ) și răspunsul lor la nivelurile individuale de roșu, verde și albastru variază de la producător la producător, sau chiar în același dispozitiv în timp. Astfel, o valoare RGB nu definește aceeași culoare între dispozitive fără un fel de gestionare a culorii .

Dispozitivele tipice de intrare RGB sunt televizoarele color și camerele video , scanerele de imagine și camerele digitale . Dispozitivele tipice de ieșire RGB sunt televizoarele cu diverse tehnologii ( CRT , LCD , plasmă , OLED , puncte cuantice etc.), afișaje pentru computer și telefon mobil , proiectoare video , afișaje LED multicolore și ecrane mari precum Jumbotron . Imprimantele color , pe de altă parte, nu sunt dispozitive RGB, ci dispozitive color subtractive care folosesc de obicei modelul de culoare CMYK .

Culori aditive

Amestecarea culorii aditive: adăugarea roșu la verde produce galben; adăugarea de verde la albastru produce cyan; adăugarea de albastru la roșu produce magenta; adăugând toate cele trei culori primare împreună se obține alb.
În sensul acelor de ceasornic din partea de sus: roșu , portocaliu , galben , chartreuse , verde , primăvară , cyan , azur , albastru , violet , magenta și trandafir

Pentru a forma o culoare cu RGB, trebuie să se suprapună trei fascicule de lumină (una roșie, una verde și una albastră) (de exemplu prin emisia de pe un ecran negru sau prin reflexia de pe un ecran alb). Fiecare dintre cele trei grinzi este numită o componentă a acelei culori și fiecare dintre ele poate avea o intensitate arbitrară, de la complet oprit la complet aprins, în amestec.

Modelul de culoare RGB este aditiv în sensul că cele trei fascicule de lumină sunt adăugate împreună, iar spectrele lor de lumină se adaugă, lungime de undă pentru lungime de undă, pentru a face spectrul culorii finale.Acest lucru este în esență opus modelului de culoare subtractiv , în special modelului de culoare CMY , care se aplică vopselelor, cernelurilor, coloranților și altor substanțe a căror culoare depinde de reflectarea luminii sub care le vedem. Datorită proprietăților, aceste trei culori creează alb, acest lucru este în contrast puternic cu culorile fizice, cum ar fi coloranții care creează negru atunci când sunt amestecați.

Intensitatea zero pentru fiecare componentă dă cea mai închisă culoare (fără lumină, considerată negru ), iar intensitatea maximă a fiecăruia dă un alb ; calitatea acestei alb depinde de natura surselor de lumină primare, dar în cazul în care acestea sunt echilibrate în mod corespunzător, rezultatul este o potrivire alb neutru al sistemului punct alb . Când intensitățile pentru toate componentele sunt aceleași, rezultatul este o nuanță de gri, mai închisă sau mai deschisă, în funcție de intensitate. Când intensitățile sunt diferite, rezultatul este o nuanță colorată , mai mult sau mai puțin saturată în funcție de diferența dintre cea mai puternică și cea mai slabă dintre intensitățile culorilor primare utilizate.

Când una dintre componente are cea mai puternică intensitate, culoarea este o nuanță lângă această culoare primară (roșu-ish, verde-ish sau albastru-ish) și când două componente au aceeași intensitate mai puternică, atunci culoarea este o nuanță de o culoare secundară (o nuanță de cyan , magenta sau galben ). O culoare secundară este formată din suma a două culori primare de intensitate egală: cianul este verde + albastru, magenta este albastru + roșu, iar galbenul este roșu + verde. Fiecare culoare secundară este complementul unei culori primare: cianul completează roșu, magenta completează verde, iar galbenul completează albastru. Când toate culorile primare sunt amestecate în intensități egale, rezultatul este alb.

Modelul de culoare RGB în sine nu definește ce se înțelege prin roșu , verde și albastru colorimetric, astfel încât rezultatele amestecării lor nu sunt specificate ca absolute, ci relativ la culorile primare. Când sunt definite cromaticitățile exacte ale primarelor roșii, verzi și albastre, modelul de culoare devine apoi un spațiu de culoare absolut , cum ar fi sRGB sau Adobe RGB ; consultați spațiul de culoare RGB pentru mai multe detalii.

Principii fizice pentru alegerea roșu, verde și albastru

Un set de culori primare, cum ar fi primarele sRGB , definesc un triunghi de culoare ; numai culorile din acest triunghi pot fi reproduse prin amestecarea culorilor primare. Prin urmare, culorile din afara triunghiului culorilor sunt prezentate aici ca gri. Sunt afișate elementele primare și punctul alb D65 al sRGB. Figura de fundal este diagrama de cromaticitate CIE xy .

Alegerea culorilor primare este legată de fiziologia ochiului uman ; primarele bune sunt stimuli care maximizează diferența dintre răspunsurile celulelor conice ale retinei umane la lumina de diferite lungimi de undă și care fac astfel un triunghi de culoare mare .

Cele trei tipuri normale de celule fotoreceptoare sensibile la lumină din ochiul uman (celule conice) răspund cel mai mult la lumina galbenă (lungime de undă lungă sau L), verde (medie sau M) și violetă (scurtă sau S) (lungimi de undă de vârf de aproape 570 nm , 540 nm și, respectiv, 440 nm). Diferența dintre semnalele primite de la cele trei tipuri permite creierului să diferențieze o gamă largă de culori diferite, fiind în același timp cel mai sensibil (în general) la lumina gălbuie-verde și la diferențele dintre nuanțe în regiunea verde-portocaliu.

De exemplu, să presupunem că lumina din intervalul portocaliu de lungimi de undă (aproximativ 577 nm până la 597 nm) pătrunde în ochi și lovește retina. Lumina acestor lungimi de undă ar activa atât conurile de lungime de undă medie cât și lungă ale retinei, dar nu în mod egal - celulele cu lungime de undă lungă vor răspunde mai mult. Diferența de răspuns poate fi detectată de creier și această diferență stă la baza percepției noastre asupra portocaliului. Astfel, aspectul portocaliu al unui obiect rezultă din lumina de la obiectul care intră în ochiul nostru și stimulează simultan diferitele conuri, dar în grade diferite.

Utilizarea celor trei culori primare nu este suficientă pentru a reproduce toate culorile; numai culorile din triunghiul culorilor definite de cromaticitățile primarelor pot fi reproduse prin amestecarea aditivă a unor cantități non-negative ale acelor culori de lumină.

Istoria teoriei și utilizării modelului de culoare RGB

Modelul de culoare RGB se bazează pe teoria Young-Helmholtz a viziunii culorilor tricromatice , dezvoltată de Thomas Young și Hermann von Helmholtz la începutul secolului al XIX-lea, și pe triunghiul de culoare al lui James Clerk Maxwell care a elaborat această teorie (circa 1860 ).

Fotografii color timpurii
Un arc din panglică tartan.  Centrul arcului este rotund, realizat din bucle de panglică îngrămădite, cu două bucăți de panglică atașate dedesubt, una care se extinde într-un unghi față de colțul din stânga sus al fotografiei și alta se extinde în dreapta sus.  Culorile tartanului sunt estompate, în nuanțe mai ales de albastru, roz, maro și alb;  arcul este așezat pe un fundal de măslin pestriț.
Prima fotografie color permanentă, făcută de JC Maxwell în 1861 folosind trei filtre, în special roșu, verde și violet-albastru.
O fotografie color mare, adiacentă (în partea dreaptă) a unei coloane cu trei versiuni stivuite alb-negru ale aceleiași imagini.  Fiecare dintre cele trei fotografii alb-negru mai mici sunt ușor diferite, datorită efectului filtrului de culoare utilizat.  Fiecare dintre cele patru fotografii diferă doar prin culoare și înfățișează un bărbat turban și bărbos, așezat în colț o cameră goală, cu o ușă deschisă la dreapta și o ușă închisă la stânga.  Bărbatul poartă un halat albastru de lungime întreagă, împodobit cu o panglică în carouri roșu-negru.  Țesătura albastră este împodobită cu reprezentări de tulpini de flori albe, violete și albastre.  Poartă o centură de aur ornamentată, iar în mâna stângă ține o sabie de aur și teacă.  Sub cureaua de umăr dreaptă se află o aiguillette albă;  atașate de halatul său peste pieptul superior sunt patru ecusoane cu mai multe puncte de diferite forme, poate decorațiuni militare sau regale.
O fotografie a lui Mohammed Alim Khan (1880–1944), emir de Buchara , realizată în 1911 de Serghei Prokudin-Gorsky folosind trei expuneri cu filtre albastre, verzi și roșii.

Fotografie

Primele experimente cu RGB în fotografia color timpurie au fost făcute în 1861 chiar de Maxwell și au implicat procesul de combinare a trei capturi separate filtrate prin culori. Pentru a reproduce fotografia color, erau necesare trei proiecții potrivite pe un ecran într-o cameră întunecată.

Modelul RGB aditiv și variantele precum portocaliu-verde-violet au fost, de asemenea, utilizate în plăcile de culori Autochrome Lumière și alte tehnologii de plăci de ecran, cum ar fi ecranul color Joly și procesul Paget de la începutul secolului al XX-lea. Fotografie color prin luarea a trei plăci separate a fost folosită de alți pionieri, cum ar fi rusul Sergey Prokudin-Gorsky în perioada 1909 până în 1915. Astfel de metode au durat până în jurul anului 1960 folosind costisitorul și extrem de complex proces de autotip tri-culoare carbro .

Când s-a folosit, reproducerea tipăriturilor din fotografii cu trei plăci a fost făcută de coloranți sau pigmenți utilizând modelul CMY complementar , prin simpla utilizare a plăcilor negative ale capturilor filtrate: roșu invers dă placa cian și așa mai departe.

Televiziune

Înainte de dezvoltarea televizorului electronic practic, existau brevete pentru sistemele color scanate mecanic încă din 1889 în Rusia . TV color pionierul John Logie Baird a demonstrat prima transmisie de culoare RGB din lume în 1928, și , de asemenea , difuzat pentru prima dată de culoare din lume în 1938, în Londra . În experimentele sale, scanarea și afișarea s-au făcut mecanic prin rotirea roților colorate.

Broadcasting System Columbia (CBS) , a început un RGB experimental câmp secvențial sistem de culoare în 1940. Imaginile au fost scanate electric, dar sistemul utilizat încă o parte în mișcare: roata RGB transparent de culoare care se rotește cu peste 1.200 rpm în sincronism cu scanarea verticală. Camera și tubul catodic (CRT) erau ambele monocromatice . Culoarea a fost asigurată de roțile color din camera și receptor. Mai recent, roțile color au fost utilizate în receptoarele TV cu proiecție secvențială pe câmp, bazate pe aparatul de fotografiat DLP monocrom Texas Instruments.

Tehnologia modernă a măștii de umbră RGB pentru afișajele color CRT a fost patentată de Werner Flechsig în Germania în 1938.

Calculatoare personale

Primele computere personale de la sfârșitul anilor 1970 și începutul anilor 1980, cum ar fi cele de la Apple și Commodore Commodore VIC-20 , foloseau videoclipuri compozite în timp ce Commodore 64 și familia Atari foloseau derivate S-Video . IBM a introdus o schemă de 16 culori (patru biți - câte un bit pentru roșu, verde, albastru și intensitate) cu adaptorul grafic color (CGA) pentru primul său computer IBM (1981), îmbunătățit ulterior cu adaptorul grafic îmbunătățit (EGA) ) în 1984. Primul producător al unei plăci grafice truecolor pentru PC-uri (TARGA) a fost Truevision în 1987, dar abia la sosirea Video Graphics Array (VGA) în 1987 RGB a devenit popular, în principal datorită analogului semnale în conexiunea dintre adaptor și monitor care permiteau o gamă foarte largă de culori RGB. De fapt, a trebuit să aștepte încă câțiva ani, deoarece cardurile originale VGA erau bazate pe paletă la fel ca EGA, deși cu mai multă libertate decât VGA, ci pentru că conectorii VGA erau analogici, variante ulterioare ale VGA (realizate de diferiți producători sub numele Super VGA) a adăugat în cele din urmă culoarea adevărată. În 1992, revistele făceau publicitate puternică a hardware-ului Super VGA în culori reale.

Dispozitive RGB

RGB și afișaje

Redarea tăiată a unui CRT color: 1.  Pistoale de electroni 2. Fascicole de  electroni 3.  Bobine de focalizare 4.  Bobine de  deviere 5. Conexiune anodică 6.  Mască pentru separarea grinzilor pentru partea roșie, verde și albastră a imaginii afișate 7.  Stratul de fosfor cu roșu , verde și albastru 8.  Primul plan al părții interioare a ecranului acoperită cu fosfor
Roată de culori cu pixeli RGB ai culorilor
Puncte de fosfor RGB pe un monitor CRT
Sub-pixeli RGB într-un televizor LCD (în dreapta: o culoare portocalie și albastră; în stânga: un prim plan)

O aplicație obișnuită a modelului de culoare RGB este afișarea culorilor pe un tub de raze catodice (CRT), afișaj cu cristale lichide (LCD), afișaj cu plasmă sau afișaj cu diode emițătoare de lumină organică (OLED), cum ar fi un televizor, un monitor de computer , sau un ecran pe scară largă. Fiecare pixel de pe ecran este construit conducând trei surse de lumină RGB mici și foarte apropiate, dar încă separate. La distanța obișnuită de vizionare, sursele separate nu se disting, ceea ce păcălește ochiul pentru a vedea o culoare solidă dată. Toți pixelii dispuși împreună pe suprafața dreptunghiulară a ecranului sunt conforme cu imaginea color.

În timpul procesării imaginii digitale fiecare pixel poate fi reprezentat în memoria computerului sau hardware-ul de interfață (de exemplu, o placă grafică ) ca valori binare pentru componentele de culoare roșie, verde și albastră. Atunci când sunt gestionate corespunzător, aceste valori sunt convertite în intensități sau tensiuni prin corecție gamma pentru a corecta neliniaritatea inerentă a unor dispozitive, astfel încât intensitățile dorite să fie reproduse pe afișaj.

Quattron lansat de Sharp utilizeaza RGB de culoare și adaugă galben ca un sub-pixel, permițând presupune o creștere a numărului de culori disponibile.

Electronică video

RGB este, de asemenea, termenul care se referă la un tip de semnal video component utilizat în industria electronică video . Se compune din trei semnale - roșu, verde și albastru - transportate pe trei cabluri / pini separați. Formatele de semnal RGB se bazează adesea pe versiuni modificate ale standardelor RS-170 și RS-343 pentru video monocrom. Acest tip de semnal video este utilizat pe scară largă în Europa, deoarece este semnalul de cea mai bună calitate care poate fi transportat pe conectorul SCART standard . Acest semnal este cunoscut sub numele de RGBS (există și 4 cabluri terminate BNC / RCA ), dar este direct compatibil cu RGBHV utilizat pentru monitoarele computerului (transportat de obicei pe cabluri cu 15 pini terminate cu conectori D-sub 15 pini sau 5 conectori BNC) , care transportă semnale de sincronizare orizontale și verticale separate.

În afara Europei, RGB nu este foarte popular ca format de semnal video; S-Video ocupă acel loc în majoritatea regiunilor non-europene. Cu toate acestea, aproape toate monitoarele de computer din întreaga lume folosesc RGB.

Framebuffer video

Un framebuffer este un dispozitiv digital pentru computere care stochează date în așa-numita memorie video (cuprinzând o serie de RAM video sau cipuri similare ). Aceste date merg fie la trei convertoare digitale-analogice (DAC) (pentru monitoare analogice), unul pe culoare primară, fie direct la monitoare digitale. Condus de software , CPU (sau alte cipuri specializate) scriu octeții corespunzători în memoria video pentru a defini imaginea. Sistemele moderne codifică valorile culorilor pixelilor prin dedicarea a opt biți fiecărei componente R, G și B. Informațiile RGB pot fi purtate direct de biții de pixeli înșiși sau furnizate de un tabel separat de căutare a culorilor (CLUT) dacă sunt utilizate moduri grafice color indexate .

O CLUT este o memorie RAM specializată care stochează valorile R, G și B care definesc culori specifice. Fiecare culoare are propria adresă (index) - considerați-o ca un număr de referință descriptiv care furnizează acea culoare specifică atunci când imaginea are nevoie de ea. Conținutul CLUT seamănă mult cu o paletă de culori. Datele de imagine care utilizează culoarea indexată specifică adresele din CLUT pentru a furniza valorile R, G și B necesare pentru fiecare pixel specific, câte un pixel la un moment dat. Desigur, înainte de afișare, CLUT trebuie încărcat cu valori R, G și B care definesc paleta de culori necesară pentru fiecare imagine care trebuie redată. Unele aplicații video stochează astfel de palete în fișiere PAL ( jocul Age of Empires , de exemplu, folosește peste jumătate de duzină) și pot combina CLUT-urile pe ecran.

RGB24 și RGB32

Această schemă indirectă restricționează numărul de culori disponibile într-o imagine CLUT - de obicei 256 de cuburi (8 biți în trei canale de culoare cu valori de 0-255) - deși fiecare culoare din tabelul RGB24 CLUT are doar 8 biți reprezentând 256 de coduri pentru fiecare din primarele R, G și B, făcând posibile 16.777.216 culori. Cu toate acestea, avantajul este că un fișier de imagine cu culori indexate poate fi semnificativ mai mic decât ar fi cu doar 8 biți pe pixel pentru fiecare primar.

Stocarea modernă, cu toate acestea, este mult mai puțin costisitoare, reducând mult necesitatea de a minimiza dimensiunea fișierului imagine. Utilizând o combinație adecvată de intensități roșu, verde și albastru, pot fi afișate multe culori. Adaptoarele de afișaj tipice actuale utilizează până la 24 de biți de informații pentru fiecare pixel: 8 biți pe componentă înmulțiți cu trei componente (vezi secțiunea de reprezentări digitale de mai jos (24 biți = 256 3 , fiecare valoare primară de 8 biți cu valori de 0-255 Cu acest sistem, sunt permise 16.777.216 (256 3 sau 2 24 ) combinații discrete de valori R, G și B, oferind milioane de nuanțe diferite (deși nu neapărat distincte) de nuanțe, saturație și luminozitate . Umbrirea crescută a fost implementată în diferite moduri, unele formate, cum ar fi fișierele .png și .tga , printre altele, folosind un al patrulea canal de culoare în nuanțe de gri ca strat de mascare, adesea numit RGB32 .

Pentru imaginile cu o gamă modestă de luminozități de la cea mai întunecată la cea mai deschisă, opt biți pe culoare primară oferă imagini de bună calitate, dar imaginile extreme necesită mai mulți biți pe culoare primară, precum și tehnologia avansată de afișare. Pentru mai multe informații, consultați imagistica High Dynamic Range (HDR).

Neliniaritatea

În dispozitivele clasice CRT, luminozitatea unui anumit punct peste ecranul fluorescent datorită impactului electronilor accelerați nu este proporțională cu tensiunile aplicate rețelelor de control ale pistolului de electroni , ci cu o funcție expansivă a tensiunii respective. Cantitatea acestei abateri este cunoscută sub numele de valoarea sa gamma ( ), argumentul pentru o funcție a legii puterii , care descrie îndeaproape acest comportament. Un răspuns liniar este dat de o valoare gamma de 1,0, dar neliniaritățile CRT reale au o valoare gamma în jur de 2,0 până la 2,5.

În mod similar, intensitatea ieșirii pe televizoare și dispozitive de afișare a computerului nu este direct proporțională cu semnalele electrice aplicate R, G și B (sau valorile de date ale fișierelor care le conduc prin convertoare digitale-analogice). Pe un afișaj tipic CRT standard de 2,2-gamma, o valoare RGB a intensității intrării de (0,5, 0,5, 0,5) produce doar 22% din luminozitatea maximă (1,0, 1,0, 1,0), în loc de 50%. Pentru a obține răspunsul corect, o corecție gamma este utilizată în codificarea datelor imaginii și, eventual, corecții suplimentare ca parte a procesului de calibrare a culorilor dispozitivului. Gamma afectează televizorul alb-negru , precum și culoarea. În televizorul color standard, semnalele difuzate sunt corectate gamma.

RGB și camere

Filtru Bayer aranjament de culoare filtre pe matrice de pixeli al unui senzor de imagine digitală

În televizoarele color și camerele video fabricate înainte de anii 1990, lumina de intrare a fost separată prin prisme și filtre în cele trei culori primare RGB, alimentând fiecare culoare într-un tub separat al camerei video (sau tub pickup ). Aceste tuburi sunt un tip de tub catodic, care nu trebuie confundat cu cel al afișajelor CRT.

Odată cu venirea tehnologiei viabile din punct de vedere comercial a dispozitivului cuplat la încărcare (CCD) în anii 1980, în primul rând, tuburile de preluare au fost înlocuite cu acest tip de senzor. Ulterior, au fost aplicate electronice de integrare la scară superioară (în principal de către Sony ), simplificând și chiar eliminând optica intermediară, reducând astfel dimensiunea camerelor video de acasă și ducând în cele din urmă la dezvoltarea de camere video complete . Webcam-urile actuale și telefoanele mobile cu camere sunt cele mai miniaturizate forme comerciale ale unei astfel de tehnologii.

Foto camere digitale care utilizează un CMOS sau CCD senzor de imagine funcționează de multe ori cu o variantă a modelului RGB. Într-un aranjament de filtrare Bayer , verde este dat de două ori mai mulți detectoare decât roșu și albastru (raport 1: 2: 1) pentru a obține o rezoluție de luminanță mai mare decât rezoluția de crominanță . Senzorul are o grilă de detectoare roșii, verzi și albastre dispuse astfel încât primul rând să fie RGRGRGRG, următorul să fie GBGBGBGB și acea secvență să fie repetată în rândurile următoare. Pentru fiecare canal, pixelii lipsă sunt obținuți prin interpolare în procesul de demosaicing pentru a construi imaginea completă. De asemenea, alte procese erau utilizate pentru a mapa măsurătorile RGB ale camerei într-un spațiu de culoare RGB standard ca sRGB.

RGB și scanere

În calcul, un scaner de imagine este un dispozitiv care scanează optic imagini (text tipărit, scriere de mână sau un obiect) și le convertește într-o imagine digitală care este transferată pe un computer. Printre alte formate, există scanere plate, de tambur și de film, iar cele mai multe dintre ele acceptă culoarea RGB. Acestea pot fi considerate succesorii dispozitivelor de intrare de telehotografie timpurii , care au fost capabili să trimită linii de scanare consecutive ca semnale de modulare analogică a amplitudinii prin linii telefonice standard către receptoare adecvate; astfel de sisteme au fost utilizate în presă din anii 1920 până la mijlocul anilor 1990. Telefotografiile color au fost trimise ca trei imagini separate RGB filtrate consecutiv.

Scanerele disponibile în prezent utilizează de obicei CCD sau senzor de imagine de contact (CIS) ca senzor de imagine, în timp ce scanerele cu tambur mai vechi folosesc un tub fotomultiplicator ca senzor de imagine. Scannerele de film color timpurii foloseau o lampă cu halogen și o roată de filtrare în trei culori, astfel încât erau necesare trei expuneri pentru a scana o singură imagine color. Din cauza problemelor de încălzire, cea mai gravă dintre acestea fiind distrugerea potențială a filmului scanat, această tehnologie a fost ulterior înlocuită de surse de lumină neîncălzitoare, cum ar fi LED-urile color .

Reprezentări numerice

Un selector tipic de culoare RGB în software-ul grafic. Fiecare glisor variază de la 0 la 255.
Reprezentări hexadecimale RGB pe 8 biți ale principalelor 125 de culori

O culoare din modelul de culoare RGB este descrisă indicând cât din fiecare dintre roșu, verde și albastru este inclus. Culoarea este exprimată ca un triplet RGB ( r , g , b ), fiecare componentă a cărui componentă poate varia de la zero la o valoare maximă definită. Dacă toate componentele sunt la zero, rezultatul este negru; dacă toate sunt la maximum, rezultatul este cel mai luminos alb reprezentabil.

Aceste intervale pot fi cuantificate în mai multe moduri diferite:

  • De la 0 la 1, cu orice valoare fracțională între. Această reprezentare este utilizată în analize teoretice și în sisteme care utilizează reprezentări în virgulă mobilă .
  • Fiecare valoare a componentei de culoare poate fi, de asemenea, scrisă ca procent , de la 0% la 100%.
  • În computere, valorile componentelor sunt adesea stocate ca numere întregi nesemnate în intervalul 0 - 255, intervalul pe care îl poate oferi un singur octet de 8 biți . Acestea sunt adesea reprezentate ca numere zecimale sau hexazecimale .
  • Echipamentele de imagine digitală de ultimă generație sunt deseori capabile să facă față unor intervale întregi mai mari pentru fiecare culoare primară, cum ar fi 0..1023 (10 biți), 0..65535 (16 biți) sau chiar mai mari, prin extinderea celor 24 de biți ( trei valori de 8 biți) la 32 de biți , 48 de biți sau 64 de unități (mai mult sau mai puțin independente de dimensiunea cuvântului computerului ).

De exemplu, cel mai strălucitor roșu saturat este scris în diferite notații RGB ca:

Notaţie Triplet RGB
Aritmetic (1,0, 0,0, 0,0)
Procent (100%, 0%, 0%)
Digital pe 8 biți pe canal (255, 0, 0) sau uneori
# FF0000 (hexazecimal)
Digital pe 12 biți pe canal (4095, 0, 0)
Digital pe 16 biți pe canal (65535, 0, 0)
Digital pe 24 de biți pe canal (16777215, 0, 0)
Digital pe 32 de biți pe canal (4294967295, 0, 0)

În multe medii, valorile componentelor din intervale nu sunt gestionate ca liniare (adică numerele sunt neliniare legate de intensitățile pe care le reprezintă), la fel ca în camerele digitale și difuzarea și recepționarea TV din cauza corecției gamma, de exemplu. Transformările liniare și neliniare sunt adesea tratate prin procesarea digitală a imaginii. Reprezentările cu doar 8 biți pe componentă sunt considerate suficiente dacă se utilizează codarea gamma .

Urmează relația matematică dintre spațiul RGB și spațiul HSI (nuanță, saturație și intensitate: spațiul de culoare HSI ):

Dacă , atunci .

Adâncimea culorii

Modelul de culoare RGB este una dintre cele mai comune modalități de codificare a culorilor în calcul și sunt utilizate mai multe reprezentări digitale diferite . Principala caracteristică a tuturor acestora este cuantificarea valorilor posibile pe componentă (din punct de vedere tehnic un eșantion ) utilizând numai numere întregi într-un anumit interval, de obicei de la 0 la o putere de două minus unul (2 n  - 1) pentru a le încadra în unele grupări de biți. În mod obișnuit se găsesc codificări de 1, 2, 4, 5, 8 și 16 biți pe culoare; numărul total de biți utilizați pentru o culoare RGB se numește de obicei adâncimea culorii .

Reprezentare geometrică

Modelul de culoare RGB mapat la un cub. Axa x orizontală ca roșu crește spre stânga, axa y ca albastru crește spre dreapta jos și axa verticală z ca verde crescând spre partea de sus. Originea, negru este vârful ascuns de vedere.
A se vedea, de asemenea, spațiul de culoare RGB

Deoarece culorile sunt de obicei definite de trei componente, nu numai în modelul RGB, ci și în alte modele de culoare, cum ar fi CIELAB și Y'UV , printre altele, atunci un volum tridimensional este descris prin tratarea valorilor componentelor ca coordonate carteziene obișnuite. într-un spațiu euclidian . Pentru modelul RGB, acesta este reprezentat de un cub care utilizează valori non-negative într-un interval 0-1, atribuind negru originii la vârf (0, 0, 0) și cu valori de intensitate crescătoare care rulează de-a lungul celor trei axe în sus la alb la vârf (1, 1, 1), negru diagonal opus.

Un triplet RGB ( r , g , b ) reprezintă coordonata tridimensională a punctului culorii date în interiorul cubului sau al fețelor acestuia sau de-a lungul marginilor sale. Această abordare permite calcularea asemănării culorilor a două culori RGB date prin simplul calcul al distanței dintre ele: cu cât distanța este mai mică, cu atât este mai mare asemănarea. Calculele în afara gamei pot fi, de asemenea, efectuate în acest fel.

Culori în proiectarea paginilor web

Modelul de culoare RGB pentru HTML a fost adoptat în mod oficial ca standard de Internet în HTML 3.2, deși a fost folosit de ceva timp înainte de aceasta. Inițial, adâncimea de culoare limitată a majorității hardware-ului video a dus la o paletă de culori limitată de 216 culori RGB, definită de Netscape Color Cube. Odată cu predominanța afișajelor pe 24 de biți, utilizarea celor 16,7 milioane de culori complete ale codului de culoare HTML RGB nu mai pune probleme pentru majoritatea spectatorilor.

Culoare sigură pentru Web paleta este format din 216 (6 3 ) combinații de roșu, verde și albastru în cazul în care fiecare culoare poate lua una dintre cele șase valori (în hexazecimal ): # 00, # 33, # 66, # 99, #CC sau #FF (pe baza intervalului 0-255 pentru fiecare valoare discutată mai sus). Aceste valori hexazecimale = 0, 51, 102, 153, 204, 255 în zecimal, care = 0%, 20%, 40%, 60%, 80%, 100% din punct de vedere al intensității. Acest lucru pare în regulă pentru împărțirea a 216 culori într-un cub de dimensiunea 6. Cu toate acestea, lipsită de corecție gamma, intensitatea percepută pe un CRT / LCD standard 2.5 gamma este doar: 0%, 2%, 10%, 28%, 57%, 100%. Consultați paleta de culori web sigură pentru o confirmare vizuală că majoritatea culorilor produse sunt foarte întunecate.

Sintaxa în CSS este:

rgb(#,#,#)

unde # este egal cu proporția de roșu, verde și respectiv albastru. Această sintaxă poate fi utilizată după selectoare precum „background-color:” sau (pentru text) „color:”.

Gestionarea culorilor

Reproducerea corectă a culorilor, în special în mediile profesionale, necesită gestionarea culorii tuturor dispozitivelor implicate în procesul de producție, multe dintre ele utilizând RGB. Gestionarea culorii are ca rezultat mai multe conversii transparente între spațiile de culoare independente de dispozitiv și dependente de dispozitiv (RGB și altele, ca CMYK pentru imprimarea color) în timpul unui ciclu tipic de producție, pentru a asigura consistența culorii pe tot parcursul procesului. Împreună cu procesarea creativă, astfel de intervenții asupra imaginilor digitale pot afecta precizia culorilor și detaliile imaginii, mai ales în cazul în care gama este redusă. Dispozitivele digitale profesionale și instrumentele software permit manipularea imaginilor de 48 bpp (biți pe pixel) (16 biți pe canal), pentru a minimiza astfel de daune.

Aplicații ICC compatibil, cum ar fi Adobe Photoshop , utilizarea fie spațiul de culoare Lab sau spațiul de culoare CIE 1931 ca un profil de conexiune spațiu atunci când traducerea între spații de culoare.

Modelul RGB și relația formatelor de luminanță – crominanță

Toate formatele de luminanță - cromanță utilizate în diferite standarde TV și video, cum ar fi YIQ pentru NTSC , YUV pentru PAL , YD B D R pentru SECAM și YP B P R pentru video component utilizează semnale de diferență de culoare, prin care imaginile color RGB pot fi codificate pentru difuzare / înregistrare și ulterior decodate din nou în RGB pentru a le afișa. Aceste formate intermediare erau necesare pentru compatibilitatea cu formatele TV alb-negru preexistente. De asemenea, acele semnale de diferență de culoare necesită o lățime de bandă de date mai mică comparativ cu semnalele RGB complete.

În mod similar, curent de înaltă eficiență imagine color digitale de compresie a datelor scheme , cum ar fi JPEG și MPEG magazin de culoare RGB la interior în YC B C R Format, un format de luminanță-crominanță digital bazat pe YP B P R . Utilizarea YC B C R permite, de asemenea, computerelor să efectueze sub-eșantionare cu pierderi cu canalele de crominanță (de obicei la rapoarte 4: 2: 2 sau 4: 1: 1), ceea ce reduce dimensiunea rezultată a fișierului.

Vezi si

Referințe

linkuri externe