Pourquoi y a-t-il une différence entre la gamme de couleurs CIE XYZ et CIE RGB?
Encore une question sur l'espace colorimétrique ...
Dans mes recherches sur le système CIE XYZ, j'ai trouvé qu'il était basé sur les expériences de correspondance des couleurs CIE RVB, et que parce que le système RVB avait besoin de valeurs négatives occasionnelles, XYZ a été développé afin d'avoir un système entièrement non négatif. De cela, j'en déduis que les fonctions de correspondance des couleurs x (), y () et z () ne sont que des transformations des fonctions originales r (), g () et b (), utilisant exactement les mêmes données. J'ai également découvert en ligne que les systèmes XYZ et RGB étaient complètement interchangeables, et XYZ est simplement préféré pour l'absence de composants négatifs.
Si cela est incorrect, veuillez me corriger!
Cependant, s'ils sont interchangeables et basés sur les mêmes données, pourquoi la comparaison de Wikipédia des deux espaces montre-t-elle une différence marquée? La section courbée manquante à l'extérieur de ce triangle intérieur est-elle juste les zones où le système RVB CIE devrait être négatif?
https://en.wikipedia.org/wiki/CIE_1931_color_space#CIE_RGB_color_space
Réponses
Correct, la section curviligne manquante dans la zone vert-cyan-bleu représente l'endroit où le composant rouge devrait devenir négatif pour exprimer ces couleurs en coordonnées RVB CIE.
RVB et XYZ ne sont, à un niveau, que des systèmes de coordonnées différents couvrant le même espace colorimétrique - l'espace de toutes les couleurs visibles par la vision humaine typique. Dans un sens mathématique, lorsqu'il est utilisé comme coordonnées, il n'y a rien de mal avec les valeurs RVB négatives (tant que la luminance globale de la couleur reste positive). Mais cela pose un problème pour stocker ou transmettre de telles valeurs, car les formats d'image conventionnels et les protocoles de signal d'affichage comme HDMI, etc. ne permettent que des valeurs positives.
À un autre niveau, divers espaces colorimétriques RVB sont utilisés car ils représentent plus ou moins directement les sous-pixels rouges, verts et bleus réels sur l'écran. Ceux-ci ne peuvent évidemment pas émettre de lumière négative, et donc le triangle RVB dans l'espace colorimétrique représente la gamme de couleurs qui peut être produite par l'écran.
Malheureusement, parce que le locus spectral est incurvé, il n'y a aucun moyen que 3 primaires puissent couvrir le tout. Tous les espaces RVB coupent inévitablement une grande partie des couleurs vert / bleu hautement saturées.
L'espace XYZ a en quelque sorte le problème inverse. Toutes les couleurs visibles peuvent être représentées en utilisant uniquement des valeurs positives dans XYZ, mais les couleurs primaires XYZ elles-mêmes ne sont pas des couleurs physiquement possibles - elles sont bien en dehors de la gamme visible. Donc, il y a un gros morceau d'espace XYZ qui n'est pas valide en tant que couleur. Et ce n'est pas anodin de déterminer exactement quelles valeurs sont ou ne sont pas valides, car vous devez tester si elles se situent à l'intérieur ou à l'extérieur du locus spectral courbe. Cela signifie également que vous avez besoin de plus de bits par composant pour obtenir une bonne précision, si vous stockez / transmettez des images exprimées en XYZ - 8 bits ne feront pas l'affaire, probablement pas 10 bits non plus, peut-être que 12 bits feraient l'affaire.
Si nous voulons créer des écrans qui couvrent plus la gamme visible, nous devrons éventuellement passer à 4, 5 ou plus de couleurs primaires. Cependant, cela ne signifie pas que nous avons besoin d'espaces colorimétriques à 4 ou 5 dimensions. Un dispositif d'affichage futuriste pourrait être alimenté par des images dans l'espace XYZ, par exemple, et l'appareil déciderait de la meilleure façon de générer chaque couleur en utilisant les couleurs primaires dont il dispose.
Il n'y a pas de lumière négative ou de couleur claire. Avoir un modèle avec des valeurs négatives pourrait donner aux gens des idées amusantes. La lumière se comporte donc strictement comme des nombres naturels positifs.
En dehors des coordonnées, elles peuvent avoir des valeurs négatives. Mais cela soulèverait la question que vous avez: comment vous pouvez avoir des valeurs en dehors de la durée. Eh bien, ce n'est pas un tracé de gamme comme vous avez l'habitude de voir, c'est juste le système de coordonnées utilisé. Il ne dit rien de l'appareil comme un complot de dire sRGB. Cela pourrait donc être un peu trompeur de le dessiner de la même manière.
Oui, les valeurs d'un système de coordonnées barycentriques à l'extérieur d'un triangle nécessitent des valeurs négatives.
Les couleurs CIE RGB d'origine incluaient la luminance dans l'encodage réel, et les couleurs de base d'origine choisies pour CIE RGB ont été choisies car elles étaient faciles à reproduire à ce moment-là. Cela a rendu beaucoup plus facile et plus précis les expériences de couleurs qui obligeaient les gens à classer les couleurs lors de la production de ces couleurs avec un équipement physique réel.
Mais, en raison de ces deux choix, certaines des couleurs exigeaient que la valeur du rouge (lorsqu'elle est tracée sur un graphique) tombe en dessous de zéro. À l'époque, avoir des valeurs négatives était considéré comme correct parce que l'œil avait du mal dans la gamme de couleurs de 700 nm, donc une petite erreur ici permettait une plus grande précision globale.
Mais cela posait un problème lors de la traduction des couleurs RVB CIE en couleurs physiques réelles. Ils ont donc convoqué un panel, puis ils se sont disputés (beaucoup) et ont proposé l'espace colorimétrique CIE XYZ. CIE XYZ tente de séparer la lumanance (luminosité perçue) de la gamme de couleurs en l'encodant dans le canal Y, et il supprime également ces valeurs négatives embêtantes.
Mais ils devaient représenter toutes les couleurs de l'espace colorimétrique CIE RVB d'origine dans le nouvel espace colorimétrique CIE XYZ. Ainsi, le panneau CIE a créé des fonctions de correspondance des couleurs (ou une matrice en fonction de la façon dont vous le regardez) qui représentent exactement la gamme de couleurs CIE RVB dans la gamme de couleurs CIE XYZ. Ainsi, lorsque vous mappez les deux gammes sur un tracé 2D, elles seront en fait tracées à différents points dans le même graphique car elles sont représentées par des valeurs différentes.
Gardez à l'esprit qu'il est possible que deux longueurs d'onde différentes de la lumière soient perçues comme la même couleur exacte tant que la somme pondérée des distributions spectrales est équivalente. Mais c'est une autre histoire.