Цветовые пространства RGB

RGB Цветовые пространства — это аддитивные колориметрические цветовые пространства. ^[1] определение части определения абсолютного цветового пространства с использованием цветовой модели RGB . ^[2]

Цветовые пространства RGB обычно описывают отображение цветовой модели RGB на воспринимаемый человеком цвет, но некоторые цветовые пространства RGB используют воображаемые (нереальные) основные цвета и, следовательно, не могут отображаться напрямую.

Как и в любом цветовом пространстве, хотя для описания пространства используется цветовая модель RGB, не обязательно использовать эту модель для передачи значений цвета пикселей; широковещательные цветовые пространства, такие как NTSC, PAL, Rec. 709, Рек. 2020 также описывают преобразование из RGB в YCbCr, и именно так они обычно обозначаются.

Определение

Нормальный человеческий глаз содержит три типа цветочувствительных колбочек . Каждая клетка реагирует на свет длинной, средней или короткой длины волны, который мы обычно классифицируем как красный, зеленый и синий. В совокупности реакции этих колбочек называются значениями тристимула , а комбинация их ответов преобразуется в психологический эффект цветового зрения.

Использование RGB в определениях цветового пространства использует основные цвета (и часто точку белого) на основе цветовой модели RGB для сопоставления с реальным цветом. Применяя закон аддитивности света Грассмана , можно получить диапазон цветов, заключенный в треугольник на диаграмме цветности, определенной с использованием основных цветов в качестве вершин . ^[3]

Основные цвета обычно сопоставляются с координатами цветности xyY , хотя можно использовать координаты uʹ,vʹ из диаграммы цветности UCS. И xyY, и uʹ,vʹ взяты из цветового пространства CIE 1931 , независимого от устройства пространства, также известного как XYZ , которое охватывает всю гамму воспринимаемых человеком цветов, видимых стандартному наблюдателю CIE 2° .

Приложения

Один миллион цветов в пространстве RGB, видимый на полноразмерном изображении.

Цветовые пространства RGB хорошо подходят для описания электронного отображения цвета, например, компьютерных мониторов и цветного телевидения . Эти устройства часто воспроизводят цвета, используя массив красных, зеленых и синих люминофоров, возбуждаемых электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ), или массив красных, зеленых и синих ЖК-дисплеев, освещенных подсветкой, и поэтому естественно описываются добавкой цветовая модель с основными цветами RGB.

Первые примеры цветовых пространств RGB появились с принятием стандарта цветного телевидения NTSC в 1953 году в Северной Америке, за которым последовали PAL и SECAM, охватившие остальной мир. Эти ранние пространства RGB частично определялись люминофором, используемым в ЭЛТ, использовавшимися в то время, и гаммой электронного луча. Хотя эти цветовые пространства воспроизводили заданные цвета с использованием аддитивных основных цветов красного, зеленого и синего, сам широковещательный сигнал кодировался из компонентов RGB в составной сигнал, такой как YIQ , и декодировался приемником обратно в сигналы RGB для отображения.

HDTV использует цветовое пространство BT.709 , позже преобразованное для компьютерных мониторов в sRGB . Оба используют одни и те же основные цвета и точку белого, но разные функции передачи, поскольку HDTV предназначен для темной гостиной, а sRGB — для более яркой офисной среды. ^{[ нужна ссылка ]} Диапазон этих пространств ограничен и охватывает лишь 35,9% гаммы CIE 1931. ^[4] Хотя это позволяет использовать ограниченную разрядность без возникновения цветовых полос и, следовательно, уменьшает полосу пропускания передачи, это также предотвращает кодирование глубоко насыщенных цветов, которые могут быть доступны в альтернативных цветовых пространствах. Некоторые цветовые пространства RGB, такие как Adobe RGB и ProPhoto, предназначенные для создания, а не передачи изображений, разработаны с расширенными гаммами для решения этой проблемы, однако это не означает, что в большем пространстве «больше цветов». Числовое количество цветов. связано с битовой глубиной, а не с размером или формой гаммы. Большое пространство с низкой битовой глубиной может отрицательно сказаться на плотности гаммы и привести к увеличению. $\Delta E$ ошибки ^{[ нужны дальнейшие объяснения ]}.

Более поздние цветовые пространства, такие как Rec. 2020 год для UHD-телевизоров определяет чрезвычайно широкую гамму, охватывающую 63,3% пространства CIE 1931 года. ^[5] Этот стандарт в настоящее время невозможно реализовать с помощью современной технологии ЖК-дисплеев и альтернативных архитектур, таких как квантовые точки. ^[6] или OLED ^[7] устройства на его базе в настоящее время находятся в разработке.

Характеристики цветового пространства RGB

Цветовые пространства RGB
Цветовое пространство	Справочный стандарт	Год	Белая точка	праймериз						Отображать гамма	Параметры передаточной функции
				Красный		Зеленый		Синий		Отображать гамма	с	а	б	д	др.
				х _ʀ	й _ʀ	х _ɢ	y _ɢ	х _ʙ	й _ʙ	ЕОТФ	с	а + 1	К ₀ /φ = E _t	ж	до ₀
NTSC-J	На основе NTSC(M)	1987	Д93	0.63	0.34	0.31	0.595	0.155	0.07	изогнутый
NTSC , МУЗА	СМПТЭ РП 145 ( С ), 170М, 240М	1987	Д65	0.63		0.31				изогнутый	⁠ 20 / 9 ⁠	1.1115	0.0057	4	0.0228
Яблоко RGB	(Эппл Компьютер)			0.625		0.28				1.8
ПАЛ / СЕКАМ	ЭБУ 3213-Е, ВТ.470/601 (Б/Г)	1970		0.64	0.33	0.29	0.60	0.15	0.06	изогнутый	⁠ 14 / 5 ⁠
sRGB	МЭК 61966-2-1	1996, 1999				0.30				2.2	⁠ 12 / 5 ⁠	1.055	0.0031308	12.92	0.04045
scRGB	МЭК 61966-2-2	2003								2.2	⁠ 12 / 5 ⁠	1.055	0.0031308	12.92	0.04045
HDTV	МСЭ-R BT.709	1999								изогнутый	⁠ 20 / 9 ⁠	1.099	0.004	4.5	0.018
Adobe RGB	(Адобе)	1998				0.21	0.71			2.2	⁠ 563 / 256 ⁠
МАК .	ИТ-Р БО.650-2 ^[8]	1985		0.67				0.14	0.08	2.8
NTSC-FCC	МСЭ-R BT.470/601 (М)	1953	С							2.2 ^[9]	⁠ 11 / 5 ⁠
ЛАДОНЬ	МСЭ-R BT.470-6 ^[10]	1972	С							2.2 ^[9]
eciRGB	ИСО 22028-4	2008, 2012	Д50							1.8	3	1.16	0.008856	9.033	0.08
DCI-P3	СМПТЭ РП 431-2	2011	6300К	0.68	0.32	0.265	0.69	0.15	0.06	2.6	⁠ 13 / 5 ⁠
Дисплей P3	СМПТЕ ЭГ 432-1	2010	Д65	0.68	0.32	0.265	0.69	0.15	0.06	~2.2	⁠ 12 / 5 ⁠	1.055	0.0031308	12.92	0.04045
UHDTV	МСЭ-R BT.2020 , BT.2100	2012, 2016	Д65	0.708	0.292	0.170	0.797	0.131	0.046	изогнутый		1.0993	0.018054	4.5	0.081243
Широкая гамма	(Адобе)		Д50	0.7347	0.2653	0.1152	0.8264	0.1566	0.0177	2.2	⁠ 563 / 256 ⁠
РИММ	ИСО 22028-3	2006, 2012		0.7347	0.2653	0.1596	0.8404	0.0366	0.0001	2.222	⁠ 20 / 9 ⁠	1.099	0.0018	5.5	0.099
ПроФото (РОММ)	ИСО 22028-2	2006, 2013		0.734699	0.265301	0.159597	0.840403	0.036598	000105	1.8	⁠ 9 / 5 ⁠	1	0.001953125	16	0.031248
МКО RGB	Цветовое пространство CIE 1931.	1931	И	0.73474284	0.26525716	0.27377903	0.7174777	0.16655563	0.00891073
CIE XYZ	Цветовое пространство CIE 1931.	1931	И	1	0	0	1	0	0		1

Стандарт цветового пространства CIE 1931 определяет как пространство CIE RGB, которое представляет собой цветовое пространство RGB с монохроматическими основными цветами , так и цветовое пространство CIE XYZ, которое функционально аналогично линейному цветовому пространству RGB, однако основные цвета физически не реализуемы, поэтому не описываются как красный, зеленый и синий.

MAC не следует путать с MacOS. Здесь MAC относится к мультиплексированным аналоговым компонентам .

См. также

Ссылки

^ «колориметрическое цветовое пространство (определение)» . Франция: Международная комиссия по освещению (CIE) . Проверено 8 октября 2023 г.
^ Паскаль, Дэнни. «Обзор цветовых пространств RGB... от xyY до R'G'B » (PDF) . Проверено 20 октября 2021 г.
^ Хант, RW G (2004). Воспроизведение цвета (6-е изд.) . Чичестер, Великобритания: Серия Wiley –IS&T по науке и технологиям обработки изображений. ISBN 0-470-02425-9 .
^ Ямасита, Такаюки; Нисида, Юкихиро; Эмото, Масаки; Омура, Кохей; Масаока, Кенитиро; Масуда, Хироясу; Сугавара, Масаюки. «Super Hi-Vision как телевидение нового поколения и его параметры видео» . Информационный дисплей . Архивировано из оригинала 10 февраля 2018 г.
^ Бейкер, Саймон (19 февраля 2014 г.). «Охват указателя — охват реальных цветов поверхности цветовыми пространствами RGB и дисплеями с широкой гаммой» . ТФЦентрал . Проверено 13 января 2023 г.
^ Чен, Хайвэй; Он, Хуан; Ву, Шин-Цон (сентябрь 2017 г.). «Последние достижения в области жидкокристаллических дисплеев с квантовыми точками» . Журнал IEEE по избранным темам квантовой электроники . 23 (5): 1–11. Бибкод : 2017IJSTQ..2349466C . дои : 10.1109/JSTQE.2017.2649466 . S2CID 1400159 .
^ Хуан, Юге; Сян, Энь-Линь; Дэн, Мин-Ян; Ву, Шин-Цон (18 июня 2020 г.). «Дисплеи Mini-LED, Micro-LED и OLED: современное состояние и перспективы на будущее» . Свет: наука и приложения . 9 (1): 105. Бибкод : 2020LSA.....9..105H . дои : 10.1038/s41377-020-0341-9 . ПМК 7303200 . ПМИД 32577221 . S2CID 235470310 .
^ «РЕКОМЕНДАЦИЯ ITU-R BO.650-2*,** | Стандарты для обычных телевизионных систем спутникового вещания на каналах, определенных Приложением 30 Регламента радиосвязи» (PDF) .
^ 47 CFR § 73.682 (20) (iv)
^ «Рекомендация ITU-R BT.470-6 | Традиционные телевизионные системы» (PDF) .

Внешние ссылки

Цветовая диаграмма RGB.
«Реестр трехкомпонентной кодировки цветов» . Международный консорциум по цвету (ICC) . Проверено 11 февраля 2022 г.
Сасстранк, Бакли и Свен. «Стандартные цветовые пространства RGB» (PDF) . Проверено 18 ноября 2005 г.
Линдблум, Брюс. «Информация о рабочем пространстве RGB» . Проверено 18 ноября 2005 г.
Колантони, Филипп. «Трансформация RGB-куба в разных цветовых пространствах» . Архивировано из оригинала 5 мая 2008 г.

[1] «колориметрическое цветовое пространство (определение)» . Франция: Международная комиссия по освещению (CIE) . Проверено 8 октября 2023 г.

[2] Паскаль, Дэнни. «Обзор цветовых пространств RGB... от xyY до R'G'B » (PDF) . Проверено 20 октября 2021 г.

[3] Хант, RW G (2004). Воспроизведение цвета (6-е изд.) . Чичестер, Великобритания: Серия Wiley –IS&T по науке и технологиям обработки изображений. ISBN 0-470-02425-9 .

[4] Ямасита, Такаюки; Нисида, Юкихиро; Эмото, Масаки; Омура, Кохей; Масаока, Кенитиро; Масуда, Хироясу; Сугавара, Масаюки. «Super Hi-Vision как телевидение нового поколения и его параметры видео» . Информационный дисплей . Архивировано из оригинала 10 февраля 2018 г.

[5] Бейкер, Саймон (19 февраля 2014 г.). «Охват указателя — охват реальных цветов поверхности цветовыми пространствами RGB и дисплеями с широкой гаммой» . ТФЦентрал . Проверено 13 января 2023 г.

[6] Чен, Хайвэй; Он, Хуан; Ву, Шин-Цон (сентябрь 2017 г.). «Последние достижения в области жидкокристаллических дисплеев с квантовыми точками» . Журнал IEEE по избранным темам квантовой электроники . 23 (5): 1–11. Бибкод : 2017IJSTQ..2349466C . дои : 10.1109/JSTQE.2017.2649466 . S2CID 1400159 .

[7] Хуан, Юге; Сян, Энь-Линь; Дэн, Мин-Ян; Ву, Шин-Цон (18 июня 2020 г.). «Дисплеи Mini-LED, Micro-LED и OLED: современное состояние и перспективы на будущее» . Свет: наука и приложения . 9 (1): 105. Бибкод : 2020LSA.....9..105H . дои : 10.1038/s41377-020-0341-9 . ПМК 7303200 . ПМИД 32577221 . S2CID 235470310 .

[8] «РЕКОМЕНДАЦИЯ ITU-R BO.650-2*,** | Стандарты для обычных телевизионных систем спутникового вещания на каналах, определенных Приложением 30 Регламента радиосвязи» (PDF) .

[9] 47 CFR § 73.682 (20) (iv)

[10] «Рекомендация ITU-R BT.470-6 | Традиционные телевизионные системы» (PDF) .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

v т и Цветовое пространство
Список цветовых пространств Цветные модели
САМ	CIECAM02 iCAM САМ16 CIECAM16
CIE	XYZ (1931) РГБ (1931) ЮВ (1960) УВВ (1964) СИЭЛАБ (1976) ЦИЕЛУВ (1976) CIECAM02 CIECAM16
RGB	Цветовые пространства RGB sRGB RGB цветность Adobe Широкая гамма ПроФото scRGB DCI-P3 Рек. 601 СМПТЭ 240М/"С" Рек. 709 Рек. 2020 год Рек. 2100
Ю'УВ	ЮВ PAL YDbDr СЕКАМ ПАДАТЬ NTSC YCbCr Рек. 601 Рек. 709 Рек. 2020 год Рек. 2100 ICtCp Рек. 2100 ЮПбПр MAC xvYCC YCoCg
Другой	ccMmYK CMYK ЦветДОБАВИТЬ Колороид система управления обучением Гексахром ХСЛ, ВПГ ХКЛ Воображаемый цвет Хорошо ОСА-UCS ПККС РГ РЫБА СПОСОБСТВОВАТЬ РОСТУ ЮЖК ТСЛ
Цветовые системы и стандарты	ТУЗЫ АНПА Международный индекс цвета Список красителей CI ДВС Федеральный стандарт 595 Гонконг Профиль ICC ISCC–НБС Манселл НКС Оствальд Пантон РАЛ список JIS Z8102 [ да ]
О зрительных способностях организмов или машин см. Цветовое зрение .