RGB renk modeli - RGB color model

Eklemeli renk karışımının bir temsili. İzdüşümü ana renk beyaz bir ekran gösterir ikincil renklere ışıkları olduğunda iki üst üste gelme; kırmızı, yeşil ve mavinin üçünün eşit yoğunlukta birleşimi beyazı oluşturur.
Işın ayırıcı olarak kullanılan CD kapakları ile gösterilen katkılı renk karışımı

RGB renk modeli bir olan katkı renk modeli olan kırmızı , yeşil ve mavi ana renkler ışık ait geniş bir dizi çoğaltmak çeşitli şekillerde birbirine eklenir renkler . Modelin adı , kırmızı, yeşil ve mavi olmak üzere üç ana rengin baş harflerinden gelmektedir .

RGB renk modelinin temel amacı, geleneksel fotoğrafçılıkta da kullanılmış olmasına rağmen, televizyon ve bilgisayar gibi elektronik sistemlerde görüntülerin algılanması, temsil edilmesi ve gösterilmesi içindir . Elektronik çağdan önce, RGB renk modelinin arkasında, insanın renk algısına dayanan sağlam bir teorisi vardı .

RGB, aygıta bağlı bir renk modelidir: farklı aygıtlar belirli bir RGB değerini farklı şekilde algılar veya çoğaltır, çünkü renk öğeleri ( fosforlar veya boyalar gibi ) ve bireysel kırmızı, yeşil ve mavi seviyelerine verdikleri yanıt üreticiden üreticiye farklılık gösterir. hatta zamanla aynı cihazda. Bu nedenle, bir RGB değeri, bir tür renk yönetimi olmaksızın aygıtlar arasında aynı rengi tanımlamaz .

Tipik RGB giriş aygıtları, renkli TV ve video kameralar , görüntü tarayıcılar ve dijital kameralardır . Tipik RGB çıkış cihazları, çeşitli teknolojilere sahip TV setleri ( CRT , LCD , plazma , OLED , kuantum noktaları , vb.), bilgisayar ve cep telefonu ekranları, video projektörleri , çok renkli LED ekranlar ve Jumbotron gibi büyük ekranlardır . Renkli yazıcılar ise RGB aygıtları değil, tipik olarak CMYK renk modelini kullanan eksiltici renkli aygıtlardır .

katkı renkleri

Eklemeli renk karıştırma: yeşile kırmızının eklenmesi sarıyı verir; maviye yeşil eklemek camgöbeği verir; kırmızıya mavi eklemek macenta verir; üç ana rengin hepsini bir araya getirmek beyaz verir.
Üstten saat yönünde: kırmızı , turuncu , sarı , chartreuse , yeşil , bahar , camgöbeği , masmavi , mavi , menekşe , macenta ve gül

RGB ile bir renk oluşturmak için, üç ışık huzmesi (bir kırmızı, bir yeşil ve bir mavi) üst üste bindirilmelidir (örneğin, siyah bir ekrandan emisyon veya beyaz bir ekrandan yansıma yoluyla). Üç ışının her birine o rengin bir bileşeni denir ve bunların her biri karışımda tamamen kapalıdan tamamen açık duruma kadar keyfi bir yoğunluğa sahip olabilir.

RGB renk modeli katkı üç ışık ışınları birbirine eklendiğinde anlamda ve onların ışık spektrumları eklenti, dalgaboyu için dalga boyu, son rengin spektrumunu yapmak.Bu, esasen , boyalar, mürekkepler, boyalar ve renkleri, altında gördüğümüz ışığı yansıtmaya bağlı olan diğer maddeler için geçerli olan eksiltici renk modelinin, özellikle CMY renk modelinin tam tersidir . Özellikleri nedeniyle, bu üç renk beyazı oluşturur, bu, karıştırıldığında siyah oluşturan boyalar gibi fiziksel renklerin tam tersidir .

Her bileşen için sıfır yoğunluk en koyu rengi verir (ışık yok, siyah olarak kabul edilir ) ve her birinin tam yoğunluğu bir beyaz verir ; Kaliteli bu beyaz birincil ışık kaynaklarının niteliğine bağlıdır, ancak düzgün dengeli eğer, sonuç nötr beyaz eşleştirme sisteminin olduğu beyaz nokta . Tüm bileşenlerin yoğunlukları aynı olduğunda, yoğunluğa bağlı olarak sonuç gri, daha koyu veya daha açık bir ton olur. Yoğunluklar farklı olduğunda, sonuç, kullanılan ana renklerin yoğunluklarının en güçlü ve en zayıfının farkına bağlı olarak az çok doygun , renklendirilmiş bir renk tonudur .

Bileşenlerden biri en güçlü yoğunluğa sahip olduğunda, renk bu ana renge yakın bir tondur (kırmızımsı, yeşilimsi veya mavimsi) ve iki bileşen aynı en güçlü yoğunluğa sahip olduğunda, renk bir tondur. a sekonder renk (bir gölge mavi , eflatun veya san ). İkincil renk, eşit yoğunluktaki iki ana rengin toplamından oluşur: camgöbeği yeşil+mavi, macenta mavi+kırmızı ve sarı kırmızı+yeşildir. Her ikincil renk bir ana rengin tamamlayıcısıdır: camgöbeği kırmızıyı, macenta yeşili ve sarı maviyi tamamlar. Tüm ana renkler eşit yoğunlukta karıştırıldığında sonuç beyazdır.

RGB renk modeli , kırmızı , yeşil ve mavi ile ne kastedildiğini kolorimetrik olarak tanımlamaz ve bu nedenle bunların karıştırılmasının sonuçları mutlak olarak değil, ana renklere göre belirlenir. Kırmızı, yeşil ve mavi birincillerin tam renklilikleri tanımlandığında, renk modeli sRGB veya Adobe RGB gibi mutlak bir renk uzayı olur ; bkz RGB renk alanı daha fazla ayrıntı için.

Kırmızı, yeşil ve mavi seçimi için fiziksel ilkeler

sRGB birincilleri gibi bir dizi birincil renk, bir renk üçgeni tanımlar ; sadece bu üçgen içindeki renkler, ana renkler karıştırılarak yeniden üretilebilir. Renk üçgeninin dışındaki renkler bu nedenle burada gri olarak gösterilir. sRGB'nin birincilleri ve D65 beyaz noktası gösterilir. Arka plandaki şekil, CIE xy renklilik diyagramıdır .

Ana renklerin seçimi insan gözünün fizyolojisi ile ilgilidir ; iyi primerler , insan retinasındaki koni hücrelerinin farklı dalga boylarındaki ışığa tepkileri arasındaki farkı en üst düzeye çıkaran ve böylece büyük bir renk üçgeni oluşturan uyaranlardır .

İnsan gözündeki normal üç çeşit ışığa duyarlı fotoreseptör hücresi (koni hücreleri) en çok sarı (uzun dalga boyu veya L), yeşil (orta veya M) ve mor (kısa veya S) ışığa (tepe dalga boyları 570 nm'ye yakın) yanıt verir. , sırasıyla 540 nm ve 440 nm). Üç türden alınan sinyallerdeki fark, beynin sarımsı-yeşil ışığa ve yeşil-turuncu bölgedeki tonlar arasındaki farklılıklara (genel olarak) en duyarlı iken, farklı renklerin geniş bir gamını ayırt etmesine izin verir .

Örnek olarak, turuncu dalga boylarında (yaklaşık 577 nm ila 597 nm) ışığın göze girdiğini ve retinaya çarptığını varsayalım. Bu dalga boylarının ışığı, retinanın hem orta hem de uzun dalga boyu konilerini aktive eder, ancak eşit derecede değil - uzun dalga boylu hücreler daha fazla tepki verir. Tepkideki farklılık beyin tarafından algılanabilir ve bu farklılık turuncu algımızın temelini oluşturur. Böylece, bir nesnenin turuncu görünümü, nesneden gelen ışığın gözümüze girmesinden ve farklı konileri aynı anda ancak farklı derecelerde uyarmasından kaynaklanır.

Üç ana rengin kullanılması, tüm renkleri yeniden üretmek için yeterli değildir ; sadece birincillerin kromatiklikleri tarafından tanımlanan renk üçgeni içindeki renkler, bu ışık renklerinin negatif olmayan miktarlarının ilave karıştırılmasıyla yeniden üretilebilir.

RGB renk modeli teorisi ve kullanımının tarihçesi

RGB renk modeli dayanmaktadır Young-Helmholtz teorisi ait trichromatic renk görme tarafından geliştirilen, Thomas Young ve Hermann von Helmholtz erken Ondokuzuncu yüzyılın ve üzerinde James Clerk Maxwell , 1860 dolaylarında (yani teorisini geliştirdiler 'ın renk üçgeni ).

Erken renkli fotoğraflar
Tartan kurdeleden yapılmış bir yay.  Yayın merkezi yuvarlaktır, üst üste yığılmış şerit ilmeklerinden yapılmıştır ve altına biri fotoğrafın sol üst köşesine açılı ve diğeri sağ üst köşeye uzanan iki adet şerit iliştirilmiştir.  Ekose renkleri soluk, çoğunlukla mavi, pembe, bordo ve beyaz tonlarında;  yay benekli zeytin arka planına karşı ayarlanır.
1861'de JC Maxwell tarafından özellikle kırmızı, yeşil ve mor-mavi olmak üzere üç filtre kullanılarak çekilen ilk kalıcı renkli fotoğraf .
Aynı resmin yığılmış üç siyah beyaz versiyonundan oluşan bir sütuna bitişik (sağda) büyük renkli bir fotoğraf.  Üç küçük siyah beyaz fotoğrafın her biri, kullanılan renk filtresinin etkisiyle biraz farklıdır.  Dört fotoğrafın her biri sadece renk olarak farklıdır ve sarıklı ve sakallı bir adamı, köşede boş bir odada oturan, sağında açık bir kapısı ve solunda kapalı bir kapısı olan bir adamı tasvir etmektedir.  Adam, kareli kırmızı-siyah kurdele ile süslenmiş süslü, tam uzunlukta mavi bir elbise giyiyor.  Mavi kumaş, beyaz, mor ve mavi çiçek saplarının tasvirleriyle süslenmiştir.  Süslü bir altın kemer takıyor ve sol elinde altın bir kılıç ve kın tutuyor.  Sağ omuz askısının altında beyaz bir aiguillette;  Göğsünün üst kısmındaki cübbesine çeşitli şekillerde, belki askeri ya da kraliyet süslemelerinde dört çok noktalı rozet takılır.
Buhara Emiri Muhammed Alim Khan'ın (1880–1944) 1911'de Sergey Prokudin-Gorsky tarafından mavi, yeşil ve kırmızı filtrelerle üç pozlama kullanılarak çekilmiş bir fotoğrafı .

Fotoğrafçılık

Erken renkli fotoğrafçılıkta RGB ile ilk deneyler 1861'de Maxwell tarafından yapıldı ve üç renk filtreli ayrı çekimi birleştirme sürecini içeriyordu. Renkli fotoğrafı yeniden üretmek için, karanlık bir odada bir ekran üzerinde eşleşen üç projeksiyon gerekliydi.

Katmanlı RGB modeli ve turuncu-yeşil-mor gibi varyantlar, Autochrome Lumière renk plakalarında ve yirminci yüzyılın başlarında Joly renkli ekran ve Paget işlemi gibi diğer ekran plakası teknolojilerinde de kullanıldı . Üç ayrı plaka alarak renkli fotoğrafçılık, 1909'dan 1915'e kadar olan dönemde Rus Sergey Prokudin-Gorsky gibi diğer öncüler tarafından kullanıldı. Bu yöntemler, pahalı ve son derece karmaşık üç renkli karbro Ototip işlemi kullanılarak 1960'lara kadar sürdü .

Kullanıldığında, üç plakalı fotoğraflardan baskıların çoğaltılması, tamamlayıcı CMY modeli kullanılarak boyalar veya pigmentler tarafından, basitçe filtrelenmiş çekimlerin negatif plakaları kullanılarak yapıldı: ters kırmızı, camgöbeği plakasını verir, vb.

Televizyon

Pratik elektronik TV'nin geliştirilmesinden önce, 1889'da Rusya'da mekanik olarak taranan renk sistemlerine ilişkin patentler vardı . Renkli televizyon öncü John Logie Baird 1928 yılında dünyanın ilk RGB renk iletim gösterdi ve aynı zamanda 1938 yılında dünyanın ilk renkli yayın, Londra . Deneylerinde tarama ve görüntüleme, renklendirilmiş çarkları döndürerek mekanik olarak yapıldı.

Columbia yayın sistemi (CBS), deneysel bir RGB başladı alan-ardışıklı renk sistemi 1940 Görüntüler elektriksel olarak taranmış, sistem hala hareketli bir parçası kullanılır: şeffaf RGB renk çarkı dikey tarama ile eşzamanlı olarak 1200 rpm'de üzerinde dönen. Kamera ve katot ışını tüpünün (CRT) ikisi de tek renkliydi . Renk, kamera ve alıcıdaki renk çarkları ile sağlandı. Daha yakın zamanlarda, Texas Instruments monokrom DLP görüntüleyiciye dayalı saha sıralı projeksiyon TV alıcılarında renk tekerlekleri kullanılmıştır.

Renkli CRT ekranlar için modern RGB gölge maskesi teknolojisi, 1938'de Almanya'da Werner Flechsig tarafından patentlendi.

Kişisel bilgisayarlar

Erken kişisel bilgisayarlar böyle gelenler gibi 1970'lerin ve 1980'lerin, Apple ve Commodore'nin Commodore VIC-20 , kullanılan kompozit video oysa Commodore 64 ve Atari ailesi kullanılan S-Video türevleri. IBM , ilk IBM PC'si (1981) için Renkli Grafik Bağdaştırıcısı (CGA) ile 16 renk şemasını (dört bit - kırmızı, yeşil, mavi ve yoğunluk için bir bit) tanıttı ve daha sonra Gelişmiş Grafik Bağdaştırıcısı (EGA) ile geliştirildi. PC'ler için gerçek renkli bir grafik kartının (TARGA) ilk üreticisi 1987'de Truevision'du , ancak 1987'de Video Grafik Dizisi'nin (VGA) gelişine kadar RGB, esas olarak analog nedeniyle popüler hale gelmedi. çok geniş bir RGB renk yelpazesine izin veren adaptör ve monitör arasındaki bağlantıdaki sinyaller . Aslında, orijinal VGA kartları, VGA'dan daha fazla özgürlüğe sahip olmasına rağmen, ancak VGA konektörleri analog olduğu için, VGA'nın daha sonraki varyantları (çeşitli üreticiler tarafından gayri resmi olarak yapılmıştır) adı Super VGA) sonunda gerçek rengi ekledi. 1992'de dergiler, gerçek renkli Süper VGA donanımının yoğun bir şekilde reklamını yaptı.

RGB cihazları

RGB ve ekranlar

Renkli bir CRT'nin kesit gösterimi: 1.  Elektron tabancaları 2.  Elektron ışınları 3.  Odaklama bobinleri 4.  Saptırma bobinleri 5.  Anot bağlantısı 6.  Görüntülenen görüntünün kırmızı, yeşil ve mavi kısımları için ışınları ayırmak için maske 7.  Kırmızı ile fosfor tabakası , yeşil ve mavi bölgeler 8.  Ekranın fosfor kaplı iç tarafının yakından görünümü
Renklerin RGB pikselleri ile renk tekerleği
CRT monitörde RGB fosfor noktaları
LCD TV'deki RGB alt pikselleri (sağda: turuncu ve mavi renk; solda: yakın çekim)

RGB renk modelinin yaygın bir uygulaması, renklerin bir katot ışın tüpü (CRT), sıvı kristal ekran (LCD), plazma ekran veya televizyon, bilgisayar monitörü gibi organik ışık yayan diyot (OLED) ekranlarında gösterilmesidir. veya büyük ölçekli bir ekran. Ekrandaki her piksel , üç küçük ve çok yakın ancak yine de ayrılmış RGB ışık kaynakları sürülerek oluşturulur. Ortak görüş mesafesinde, ayrı kaynaklar ayırt edilemez, bu da göze belirli bir düz rengi görmesi için hile yapar. Dikdörtgen ekran yüzeyinde düzenlenen tüm pikseller renkli görüntüye uyar.

Dijital görüntü işleme sırasında her piksel bilgisayar belleğinde veya arayüz donanımında (örneğin bir grafik kartı ) kırmızı, yeşil ve mavi renk bileşenleri için ikili değerler olarak gösterilebilir. Düzgün yönetildiğinde, bu değerler, bazı cihazların doğal doğrusal olmama durumunu düzeltmek için gama düzeltmesi yoluyla yoğunluklara veya voltajlara dönüştürülür , böylece amaçlanan yoğunluklar ekranda yeniden üretilir.

Quattron Sharp tarafından yayımlanan, RGB renk kullanan ve sözde mevcut renklerin sayısında bir artış sağlayan bir alt piksel olarak sarı ekler.

video elektroniği

RGB aynı zamanda video elektroniği endüstrisinde kullanılan bir tür bileşen video sinyaline atıfta bulunan bir terimdir . Üç ayrı kablo/pin üzerinde taşınan üç sinyalden (kırmızı, yeşil ve mavi) oluşur. RGB sinyal formatları genellikle monokrom video için RS-170 ve RS-343 standartlarının değiştirilmiş versiyonlarına dayanır. Bu tür video sinyali, standart SCART konektöründe taşınabilen en kaliteli sinyal olduğu için Avrupa'da yaygın olarak kullanılmaktadır . Bu sinyal RGBS olarak bilinir (4 BNC / RCA ile sonlandırılmış kablo da mevcuttur), ancak bilgisayar monitörleri için kullanılan RGBHV ile doğrudan uyumludur (genellikle 15-pin D-sub veya 5 BNC konektörü ile sonlandırılmış 15-pin kablolarda taşınır ) ayrı yatay ve dikey senkronizasyon sinyalleri taşıyan .

Avrupa dışında, RGB bir video sinyali formatı olarak pek popüler değildir; S-Video, Avrupa dışındaki çoğu bölgede bu yeri alır. Ancak, dünyadaki neredeyse tüm bilgisayar monitörleri RGB kullanır.

Video çerçeve arabelleği

Bir çerçeve arabelleği , verileri video belleği olarak adlandırılan (bir dizi Video RAM veya benzer yongalardan oluşan ) depolayan bilgisayarlar için dijital bir aygıttır . Bu veriler , ana renk başına bir tane olmak üzere üç dijital-analog dönüştürücüye (DAC) (analog monitörler için) veya doğrudan dijital monitörlere gider . Tarafından tahrik edilen bir yazılım , işlemci (ya da başka özel çipleri) uygun bilgileri bayt görüntü tanımlamak için video belleği içine. Modern sistemler , R, G ve B bileşenlerinin her birine sekiz bit ayırarak piksel renk değerlerini kodlar . RGB bilgileri ya piksel bit kendileri ya da ayrı bir sağladığı doğrudan yapılabilir renk görünüm tablosu (CLUT) halinde dizinlenmiş renkli grafik modu kullanılır.

CLUT, belirli renkleri tanımlayan R, G ve B değerlerini depolayan özel bir RAM'dir . Her rengin kendi adresi (dizin) vardır—bunu, görüntünün ihtiyacı olduğunda o belirli rengi sağlayan açıklayıcı bir referans numarası olarak kabul edin. CLUT'un içeriği bir renk paleti gibidir. Dizine alınmış renk kullanan görüntü verileri, her seferinde bir piksel olmak üzere her belirli piksel için gerekli R, G ve B değerlerini sağlamak üzere CLUT içindeki adresleri belirtir. Elbette, görüntülemeden önce CLUT, oluşturulacak her görüntü için gereken renk paletini tanımlayan R, G ve B değerleriyle yüklenmelidir. Bazı video uygulamaları bu tür paletleri PAL dosyalarında saklar ( örneğin Age of Empires oyunu yarım düzineden fazlasını kullanır) ve CLUT'leri ekranda birleştirebilir.

RGB24 ve RGB32

Bu dolaylı şema , RGB24 CLUT tablosundaki her rengin her biri için 256 kodu temsil eden yalnızca 8 bit olmasına rağmen , bir görüntü CLUT'sindeki mevcut renklerin sayısını (tipik olarak 256 küplü) kısıtlar (üç renk kanalında 0–255 değerleriyle 8 bit). 16.777.216 olası renk oluşturan R, G ve B primerleri. Ancak avantajı, dizine alınmış renkli bir görüntü dosyasının, her birincil için piksel başına yalnızca 8 bit ile olacağından önemli ölçüde daha küçük olabilmesidir.

Ancak modern depolama, çok daha az maliyetlidir ve görüntü dosyası boyutunu en aza indirme ihtiyacını büyük ölçüde azaltır. Kırmızı, yeşil ve mavi yoğunluklarının uygun bir kombinasyonunu kullanarak birçok renk görüntülenebilir. Mevcut tipik ekran bağdaştırıcıları , her piksel için 24 bit'e kadar bilgi kullanır: bileşen başına 8 bit, üç bileşenle çarpılır ( aşağıdaki Dijital gösterimler bölümüne bakın ( 24 bit = 256 3 , her biri 0-255 arasında değerlerle 8 bitlik birincil değer). Bu sistemle, 16.777.216 (256 3 veya 2 24 ) R, G ve B değerlerinin ayrık kombinasyonlarına izin verilir ve milyonlarca farklı (mutlaka ayırt edilemese de) ton, doygunluk ve açıklık gölgesi sağlanır. .png ve .tga dosyaları gibi bazı formatlar, diğerleri arasında , genellikle RGB32 olarak adlandırılan dördüncü gri tonlamalı renk kanalını maskeleme katmanı olarak kullanır .

En koyudan en açık olana kadar mütevazı bir parlaklık aralığına sahip görüntüler için, birincil renk başına sekiz bit, iyi kalitede görüntüler sağlar, ancak aşırı görüntüler, gelişmiş ekran teknolojisinin yanı sıra birincil renk başına daha fazla bit gerektirir. Daha fazla bilgi için bkz. Yüksek Dinamik Aralıklı (HDR) görüntüleme.

doğrusal olmama

Klasik CRT cihazlarında, hızlandırılmış elektronların etkisiyle floresan ekran üzerindeki belirli bir noktanın parlaklığı , elektron tabancası kontrol ızgaralarına uygulanan voltajlarla değil, bu voltajın genişleyen işleviyle orantılıdır . Bu sapmanın miktarı, bu davranışı yakından tanımlayan bir güç yasası fonksiyonunun argümanı olan gama değeri ( ) olarak bilinir . 1.0'lık bir gama değeriyle doğrusal bir yanıt verilir, ancak gerçek CRT doğrusal olmayanlıkları 2.0 ila 2.5 civarında bir gama değerine sahiptir.

Benzer şekilde, TV ve bilgisayar görüntüleme aygıtlarındaki çıktının yoğunluğu, uygulanan R, G ve B elektrik sinyalleriyle (veya onları dijital-analog dönüştürücüler aracılığıyla yönlendiren dosya veri değerleriyle) doğru orantılı değildir. Tipik bir standart 2,2 gama CRT ekranında, (0,5, 0,5, 0,5) giriş yoğunluğu RGB değeri, %50 yerine yalnızca yaklaşık %22 tam parlaklığın (1,0, 1.0, 1.0) çıktısını verir. Doğru yanıtı elde etmek için , görüntü verilerinin kodlanmasında bir gama düzeltmesi ve muhtemelen cihazın renk kalibrasyon işleminin bir parçası olarak başka düzeltmeler kullanılır. Gama, siyah beyaz TV'yi rengin yanı sıra etkiler . Standart renkli TV'de yayın sinyalleri gama düzeltmelidir.

RGB ve kameralar

Bayer filtre renk düzenleme, bir dijital görüntü sensörünün piksel dizisi üzerinde filtre

1990'lardan önce üretilen renkli televizyon ve video kameralarda , gelen ışık prizmalar ve filtreler ile her rengi ayrı bir video kamera tüpüne (veya toplama tüpüne ) besleyen üç RGB ana rengine ayrıldı . Bu tüpler, CRT ekranlarınkiyle karıştırılmaması gereken bir tür katot ışın tüpüdür.

1980'lerde ticari olarak uygun şarj bağlantılı cihaz (CCD) teknolojisinin gelişiyle , ilk olarak, toplama tüpleri bu tür bir sensörle değiştirildi. Daha sonra, daha yüksek ölçekli entegrasyon elektroniği uygulandı (esas olarak Sony tarafından ), ara optikleri basitleştirdi ve hatta ortadan kaldırdı, böylece ev video kameralarının boyutunu küçülttü ve sonunda tam video kameraların geliştirilmesine yol açtı . Mevcut web kameraları ve kameralı cep telefonları , bu tür teknolojinin en minyatür ticari biçimleridir.

CMOS veya CCD görüntü sensörü kullanan fotoğrafik dijital kameralar genellikle RGB modelinin bazı varyasyonlarıyla çalışır. Bir Bayer filtre düzenlemesinde, krominans çözünürlüğünden daha yüksek parlaklık çözünürlüğü elde etmek için yeşile kırmızı ve mavinin iki katı kadar dedektör verilir (oran 1:2:1) . Sensör, ilk sıra RGRGRGRG, sonraki GBGBGBGB olacak ve bu sıra sonraki sıralarda tekrarlanacak şekilde düzenlenmiş kırmızı, yeşil ve mavi dedektörlerden oluşan bir ızgaraya sahiptir. Her kanal için, tam görüntüyü oluşturmak için demosaicing işleminde enterpolasyon yoluyla eksik pikseller elde edilir . Ayrıca, kamera RGB ölçümlerini sRGB olarak standart bir RGB renk uzayına eşlemek için başka işlemler de uygulanıyordu.

RGB ve tarayıcılar

Bilgisayarda görüntü tarayıcı , görüntüleri (basılı metin, el yazısı veya bir nesne) optik olarak tarayan ve bilgisayara aktarılan dijital bir görüntüye dönüştüren bir cihazdır. Diğer biçimlerin yanı sıra düz, tamburlu ve film tarayıcılar mevcuttur ve bunların çoğu RGB rengini destekler. Ardışık tarama hatlarını , standart telefon hatları aracılığıyla uygun alıcılara analog genlik modülasyon sinyalleri olarak gönderebilen erken telefoto giriş cihazlarının halefleri olarak kabul edilebilirler ; bu tür sistemler 1920'lerden 1990'ların ortalarına kadar basında kullanılıyordu . Renkli telefotolar arka arkaya üç ayrı RGB filtreli görüntü olarak gönderildi.

Halihazırda mevcut tarayıcılar , görüntü sensörü olarak tipik olarak CCD veya kontak görüntü sensörünü (CIS) kullanırken, eski tambur tarayıcılar , görüntü sensörü olarak bir fotoçoğaltıcı tüp kullanır. Erken renkli film tarayıcıları bir halojen lamba ve üç renkli bir filtre çarkı kullanıyordu, bu nedenle tek bir renkli görüntüyü taramak için üç pozlama gerekiyordu. En kötüsü taranan filmin olası tahribatı olan ısınma sorunları nedeniyle, bu teknolojinin yerini daha sonra renkli LED'ler gibi ısıtmayan ışık kaynakları aldı .

sayısal gösterimler

Grafik yazılımında tipik bir RGB renk seçici. Her kaydırıcı 0 ile 255 arasında değişir.
Ana 125 rengin onaltılık 8 bit RGB gösterimleri

RGB renk modelindeki bir renk, kırmızı, yeşil ve mavinin her birinin ne kadarının dahil edildiğini belirterek tanımlanır. Renk , her bir bileşeni sıfırdan tanımlanmış bir maksimum değere kadar değişebilen bir RGB üçlüsü ( r , g , b ) olarak ifade edilir . Tüm bileşenler sıfırdaysa sonuç siyahtır; hepsi maksimumdaysa, sonuç, temsil edilebilen en parlak beyazdır.

Bu aralıklar birkaç farklı şekilde ölçülebilir:

  • 0'dan 1'e, aralarında herhangi bir kesirli değer. Bu gösterim teorik analizlerde ve kayan nokta gösterimlerini kullanan sistemlerde kullanılır .
  • Her bir renk bileşeni değeri, %0 ile %100 arasında bir yüzde olarak da yazılabilir .
  • Bilgisayarlarda, bileşen değerleri genellikle 0 ila 255 aralığında, tek bir 8 bitlik baytın sunabileceği aralıkta, işaretsiz tamsayılar olarak depolanır . Bunlar genellikle ondalık veya onaltılık sayılar olarak temsil edilir .
  • Üst düzey dijital görüntü ekipmanı genellikle her bir ana renk için 0..1023 (10 bit), 0..65535 (16 bit) veya daha da büyük tamsayı aralıklarıyla 24 biti genişleterek ( üç 8-bit değer) ila 32-bit , 48-bit veya 64-bit birimlere (belirli bilgisayarın kelime boyutundan aşağı yukarı bağımsız ).

Örneğin, en parlak doygun kırmızı , farklı RGB gösterimlerinde şu şekilde yazılır:

gösterim RGB üçlüsü
Aritmetik (1.0, 0.0, 0.0)
Yüzde (%100, %0, %0)
Kanal başına dijital 8 bit (255, 0, 0) veya bazen
#FF0000 (onaltılık)
Kanal başına dijital 12 bit (4095, 0, 0)
Kanal başına dijital 16 bit (65535, 0, 0)
Kanal başına dijital 24 bit (16777215, 0, 0)
Kanal başına dijital 32 bit (4294967295, 0, 0)

Birçok ortamda, aralıklar içindeki bileşen değerleri, örneğin dijital kameralarda ve TV yayınlarında ve gama düzeltmesi nedeniyle alımda olduğu gibi doğrusal olarak yönetilmez (yani sayılar temsil ettikleri yoğunluklarla doğrusal olmayan bir ilişki içindedir). Doğrusal ve doğrusal olmayan dönüşümler genellikle dijital görüntü işleme yoluyla ele alınır. Gama kodlaması kullanılıyorsa, bileşen başına yalnızca 8 bitlik gösterimler yeterli kabul edilir .

RGB alanı ile HSI alanı arasındaki matematiksel ilişki aşağıdadır (ton, doygunluk ve yoğunluk: HSI renk alanı ):

Eğer öyleyse .

Renk derinliği

RGB renk modeli, hesaplamada rengi kodlamanın en yaygın yollarından biridir ve birkaç farklı dijital temsil kullanılmaktadır. Hepsinin temel özelliği, bileşen başına (teknik olarak bir örnek ) olası değerlerin , yalnızca belirli bir aralıkta, genellikle 0'dan iki eksi birin bir kuvvetine (2 n  - 1) sığdırmak için tamsayı sayıları kullanarak nicelenmesidir . bazı bit gruplamaları. Renk başına 1, 2, 4, 5, 8 ve 16 bitlik kodlamalar yaygın olarak bulunur; bir RGB rengi için kullanılan toplam bit sayısına genellikle renk derinliği denir .

geometrik temsil

Bir küple eşlenen RGB renk modeli. Yatay x ekseni sola doğru artan kırmızı değerler, y ekseni sağ alta doğru artan mavi ve yukarıya doğru artan yeşil olarak dikey z ekseni. Köken, siyah, görünümden gizlenen tepe noktasıdır.
Ayrıca bkz. RGB renk alanı

Renkler genellikle yalnızca RGB modelinde değil , diğerlerinin yanı sıra CIELAB ve Y'UV gibi diğer renk modellerinde de olmak üzere genellikle üç bileşen tarafından tanımlandığından , bileşen değerlerinin sıradan Kartezyen koordinatları olarak ele alınmasıyla üç boyutlu bir hacim tanımlanır. bir de Öklid uzayında . RGB modeli için bu, 0-1 aralığında negatif olmayan değerler kullanan, tepe noktasındaki orijine (0, 0, 0) siyah atanan ve üç eksen boyunca artan yoğunluk değerleri ile temsil edilen bir küp ile temsil edilir. köşede beyaza (1, 1, 1), çapraz olarak siyahın karşısına.

Bir RGB üçlüsü ( r , g , b ), verilen rengin noktasının küp veya yüzleri veya kenarları boyunca üç boyutlu koordinatını temsil eder. Bu yaklaşım, verilen iki RGB renginin renk benzerliğinin , aralarındaki mesafeyi basitçe hesaplayarak hesaplanmasını sağlar : mesafe ne kadar kısaysa, benzerlik o kadar yüksek olur. Gamut dışı hesaplamalar da bu şekilde gerçekleştirilebilir.

Web sayfası tasarımında renkler

HTML için RGB renk modeli , HTML 3.2'de bir İnternet standardı olarak resmen benimsendi, ancak bundan önce bir süredir kullanılıyordu. Başlangıçta, çoğu video donanımının sınırlı renk derinliği, Netscape Renk Küpü tarafından tanımlanan 216 RGB renkten oluşan sınırlı bir renk paletine yol açtı. 24 bit ekranların baskın olmasıyla, HTML RGB renk kodunun 16.7 milyon renginin tamamının kullanılması artık çoğu izleyici için sorun teşkil etmiyor.

Web uyumlu renk paleti 216 (6 oluşur 3 her renk (altı değerlerden birini alabilir nerede, kırmızı, yeşil ve mavinin) kombinasyonları onaltılık # 00, # 33, # 66, # 99, #CC:) veya #FF (yukarıda tartışılan her bir değer için 0 ila 255 aralığına göre). Bu onaltılık değerler = 0, 51, 102, 153, 204, 255 ondalık olarak, yani yoğunluk açısından = %0, %20, %40, %60, %80, %100. Bu, 216 rengi 6 boyutlu bir küp halinde bölmek için iyi görünüyor. Ancak, gama düzeltmesi olmadığında, standart bir 2.5 gama CRT / LCD'de algılanan yoğunluk yalnızca: %0, %2, %10, %28, %57, 100%. Üretilen renklerin çoğunun çok koyu olduğuna dair görsel bir onay için gerçek web uyumlu renk paletine bakın.

Sözdizimi CSS geçerli:

rgb(#,#,#)

burada # sırasıyla kırmızı, yeşil ve mavinin oranına eşittir. Bu sözdizimi, "background-color:" veya (metin için) "color:" gibi seçicilerden sonra kullanılabilir.

Renk yönetimi

Renklerin özellikle profesyonel ortamlarda uygun şekilde yeniden üretilmesi, üretim sürecine dahil olan ve çoğu RGB kullanan tüm cihazların renk yönetimini gerektirir. Renk yönetimi , süreç boyunca renk tutarlılığını sağlamak için tipik bir üretim döngüsü sırasında cihazdan bağımsız ve cihaza bağlı renk uzayları (renkli baskı için CMYK olarak RGB ve diğerleri) arasında birkaç şeffaf dönüşümle sonuçlanır . Yaratıcı işleme ile birlikte, dijital görüntülere yapılan bu tür müdahaleler, özellikle gamutun azaldığı durumlarda renk doğruluğuna ve görüntü detayına zarar verebilir. Profesyonel dijital cihazlar ve yazılım araçları, bu tür hasarları en aza indirmek için 48 bpp (piksel başına bit) görüntülerin manipüle edilmesine (kanal başına 16 bit) izin verir.

Gibi ICC uyumlu uygulamalar, Adobe Photoshop , kullanım ya Lab renk boşluğunda veya CIE 1931 renk alanı bir şekilde Profil Bağlantı Space çeviri renk boşlukları arasında.

RGB modeli ve parlaklık-renklilik biçimleri ilişkisi

NTSC için YIQ , PAL için YUV , SECAM için YD B D R ve bileşen video için YP B P R gibi farklı TV ve video standartlarında kullanılan tüm parlaklık –renklilik biçimleri , RGB renkli görüntülerin oluşturulabileceği renk farkı sinyallerini kullanır. yayın/kayıt için kodlanmış ve daha sonra bunları görüntülemek için tekrar RGB'ye deşifre edilmiştir. Bu ara formatlar, önceden var olan siyah beyaz TV formatlarıyla uyumluluk için gerekliydi. Ayrıca, bu renk farkı sinyalleri , tam RGB sinyallerine kıyasla daha düşük veri bant genişliğine ihtiyaç duyar .

Benzer şekilde, JPEG ve MPEG gibi mevcut yüksek verimli dijital renkli görüntü veri sıkıştırma şemaları, RGB rengini dahili olarak YC B C R biçiminde, YP B P R'ye dayalı bir dijital parlaklık-renklilik biçimi olarak depolar . YC kullanımı B Cı- R de bilgisayarlar gerçekleştirmek için olanak sağlar kayıplı alt örnekleme krominans kanalları (tipik olarak 4: 2: 2 ya da 4: 1: 1 oranında), elde edilen dosya boyutunu azaltır.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar