Цветовые пространства RGB
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1e/CIE1931xy_gamut_comparison.svg/300px-CIE1931xy_gamut_comparison.svg.png)
Цветовое пространство RGB (аббревиатура английских слов red, green, blue — красный, зелёный, синий) — это любое аддитивное цветовое пространство, основанное на цветовой модели RGB.[1][2]
Цветовые пространства RGB обычно описывают входной сигнал, поступающий на устройства отображения, такие как телевизионные экраны и компьютерные мониторы.
Определение
[править | править код]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/83/RGB_Cube_Show_lowgamma_cutout_b.png/300px-RGB_Cube_Show_lowgamma_cutout_b.png)
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.
Цветовое пространство RGB определяется следующими характеристиками:
- Координаты цветности аддитивных основных цветов — красного, зеленого и синего.
- Цветность точки белого, которая обычно является стандартным источником света.
- Передаточная функция, также известная как кривая тонального отклика или гамма, которая отображает цветность на трехстимулные значения.
Цветовое пространство RGB использует основные цвета цветовой модели RGB. Смешивание трех основных цветов в разных пропорциях создает восприятие всех остальных цветов. Применяя закон Грассмана об аддитивности света, можно получить диапазон цветов, заключенный в треугольник на диаграмме цветности, определенной с помощью основных цветов в качестве вершин. Кривая тонального отклика и точка белого дополнительно определяют возможные цвета, создавая объем кодируемых цветов, заключенный в трёхмерном треугольнике.[3]
Использование
[править | править код]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d6/1Mcolors.png/100px-1Mcolors.png)
Цветовые пространства RGB хорошо подходят для описания электронного отображения цвета, например, компьютерных мониторов и цветного телевидения. Эти устройства часто воспроизводят цвета с помощью массива красных, зеленых и синих люминофоров, возбуждаемых электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ), или массив красных, зеленых и синих ЖК-дисплеев, освещаемых подсветкой, и поэтому естественно описываются аддитивной цветовая моделью 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 адаптированное для компьютерных мониторов в sRGB . Оба используют одни и те же основные цвета и точку белого, но разные передаточные функции. Передаточная функция sRGB имеет более низкое значение покателя степени ("гаммы"), чем Rec. 709. поскольку HDTV предназначен для темной гостиной, а sRGB — для более ярких офисных пространств.[4] [5]Цветовой охват этих пространств ограничен —покрывается только 35,9% цветового охвата CIE 1931 года.[6] Это позволяет использовать ограниченную разрядность без возникновения цветовых полос и, следовательно, уменьшает полосу пропускания передачи, но в то же время это мешает кодированию 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 цветовыми охватами 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 цветового охвата. Большое пространство с низкой битовой глубиной может отрицательно сказаться на плотности цветового охвата и привести к высокой ошибки .
Более поздние цветовые пространства, такие как Rec. 2020 для UHD-телевизоров определяет чрезвычайно широкий цветовой охват, покрывающий 63,3% пространства CIE 1931.[7] Этот стандарт в настоящее время невозможно реализовать с помощью современной технологии ЖК-дисплеев, и в настоящее время разрабатываются альтернативные архитектуры, такие как устройства на основе квантовых точек [8] или OLED [9] .
Характеристики цветовых пространств RGB
[править | править код]Цветовое пространство | Стандарт | Год | Точка белого | Основные цвета | Гамма дисплея (показатель степени) | Параметры передаточной функции | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Красный | Зеленый | Синий | γ | α | β | δ | βδ | ||||||||
xʀ | yʀ | xɢ | yɢ | xʙ | yʙ | EOTF | a + 1 | K0/φ = Et | φ | K0 | |||||
NTSC-J | Основано на NTSC(M) | 1987 | D93 | 0.63 | 0.34 | 0.31 | 0.595 | 0.155 | 0.07 | 2.5 | |||||
NTSC, MUSE | SMPTE RP 145 (C), 170M, 240M | 1987 | D65 | 20/9 | 1.1115 | 0.0057 | 4 | 0.0228 | |||||||
Apple RGB | (компьютер Apple) | 0.625 | 0.28 | 1.8 | |||||||||||
PAL / SECAM | EBU 3213-E, BT.470/601 (B/G) | 1970 | 0.64 | 0.33 | 0.29 | 0.60 | 0.15 | 0.06 | 2.8 | 14/5 | |||||
sRGB | IEC 61966-2-1 | 1996, 1999 | 0.30 | 2.2 | 12/5 | 1.055 | 0.0031308 | 12.92 | 0.04045 | ||||||
scRGB | IEC 61966-2-2 | 2003 | |||||||||||||
HDTV | ITU-R BT.709 | 1999 | 2.4 | 20/9 | 1.099 | 0.004 | 4.5 | 0.018 | |||||||
Adobe RGB | (Adobe) | 1998 | 0.21 | 0.71 | 2.2 | 563/256 | |||||||||
M.A.C. | ITU-R BO.650-2 | 1985 | 0.67 | 0.14 | 0.08 | 2.8 | |||||||||
NTSC-FCC | ITU-R BT.470/601 (M) | 1953 | C | 2.5 | 11/5 | ||||||||||
PAL-M | ITU-R BT.470-6 | 1972 | 2.2 | ||||||||||||
eciRGB | ISO 22028-4 | 2008, 2012 | D50 | 1.8 | 3 | 1.16 | 0.008856 | 9.033 | 0.08 | ||||||
DCI-P3 | SMPTE RP 431-2 | 2011 | 6300K | 0.68 | 0.32 | 0.265 | 0.69 | 0.15 | 0.06 | 2.6 | 13/5 | ||||
Display P3 | SMPTE EG 432-1 | 2010 | D65 | ~2.2 | 12/5 | 1.055 | 0.0031308 | 12.92 | 0.04045 | ||||||
UHDTV | ITU-R BT.2020, BT.2100 | 2012, 2016 | 0.708 | 0.292 | 0.170 | 0.797 | 0.131 | 0.046 | 2.4 | 1.0993 | 0.018054 | 4.5 | 0.081243 | ||
Wide Gamut | (Adobe) | D50 | 0.7347 | 0.2653 | 0.1152 | 0.8264 | 0.1566 | 0.0177 | 2.2 | 563/256 | |||||
RIMM | ISO 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 | |
ProPhoto (ROMM) | ISO 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 | |
CIE RGB | CIE 1931 color space | 1931 | E | 0.73474284 | 0.26525716 | 0.27377903 | 0.7174777 | 0.16655563 | 0.00891073 | ||||||
CIE XYZ | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
Стандарт цветового пространства CIE 1931 определяет как пространство CIE RGB, которое является цветовым пространством RGB с монохроматическими основными цветами, так и цветовое пространство CIE XYZ, которое функционально аналогично линейному цветовому пространству RGB, однако основные цвета не являются физически реализуемыми, поэтому не описываются как красный, зеленый и синий.
См. также
[править | править код]- Веб-цвета
- Цветовая модель RGB
- Цветовая модель RGBA
Примечания
[править | править код]- ↑ Saini, Harvinder Singh. Innovations in Computer Science and Engineering / Harvinder Singh Saini, Rishi Sayal, Rajkumar Buyya … [и др.]. — Singapore : Springer Singapore, 2020. — P. 235. — ISBN 9789811520433. Архивная копия от 28 сентября 2023 на Wayback Machine
- ↑ Pascale, Danny. A Review of RGB color spaces...from xyY to R'G'B' . Дата обращения: 20 октября 2021. Архивировано 10 октября 2014 года.
- ↑ Hunt, R. W. G. The Reproduction of Colour (6th ed.). — Chichester UK: Wiley–IS&T Series in Imaging Science and Technology, 2004. — ISBN 0-470-02425-9.
- ↑ What are display color gamuts? sRGB, DCI-P3, Rec. 2020 explained (англ.). Android Authority (17 мая 2023). Дата обращения: 28 сентября 2023. Архивировано 28 сентября 2023 года.
- ↑ Color spaces - REC.709 vs. sRGB . www.image-engineering.de. Дата обращения: 28 сентября 2023. Архивировано 28 сентября 2023 года.
- ↑ Yamashita; Nishida, Yukihiro; Emoto, Masaki; Ohmura, Kohei; Masaoka, Kenichiro Super Hi-Vision as Next-Generation Television and Its Video Parameters . Information Display. Архивировано 10 февраля 2018 года.
- ↑ Baker. The Pointer's Gamut - The Coverage of Real Surface Colors by RGB Color Spaces and Wide Gamut Displays (англ.). TFTCentral (19 февраля 2014). Дата обращения: 13 января 2023. Архивировано 13 января 2023 года.
- ↑ Chen, Haiwei (September 2017). "Recent Advances on Quantum-Dot-Enhanced Liquid-Crystal Displays". IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 23 (5): 1—11. Bibcode:2017IJSTQ..2349466C. doi:10.1109/JSTQE.2017.2649466. Архивировано 3 декабря 2023. Дата обращения: 28 сентября 2023.
- ↑ Huang, Yuge (18 June 2020). "Mini-LED, Micro-LED and OLED displays: present status and future perspectives". Light: Science & Applications (англ.). 9 (1): 105. Bibcode:2020LSA.....9..105H. doi:10.1038/s41377-020-0341-9. PMID 32577221.