Tại sao có sự khác biệt giữa gam màu CIE XYZ và CIE RGB?
Một câu hỏi khác về không gian màu ...
Trong nghiên cứu của tôi về hệ thống CIE XYZ, tôi nhận thấy rằng hệ thống này dựa trên các thí nghiệm đối sánh màu CIE RGB và vì hệ thống RGB thỉnh thoảng cần các giá trị âm nên XYZ đã được phát triển để có một hệ thống hoàn toàn không âm. Từ đó tôi suy ra rằng các hàm đối sánh màu x (), y () và z () chỉ là các phép biến đổi của các hàm r (), g () và b () ban đầu, sử dụng chính xác cùng một dữ liệu. Tôi cũng tìm thấy trên mạng rằng hệ thống XYZ và RGB hoàn toàn có thể hoán đổi cho nhau và XYZ chỉ được ưu tiên hơn vì thiếu bất kỳ thành phần tiêu cực nào.
Nếu điều đó là không chính xác, xin vui lòng sửa cho tôi!
Tuy nhiên, nếu chúng có thể hoán đổi cho nhau và dựa trên cùng một dữ liệu, tại sao việc so sánh hai không gian của Wikipedia lại cho thấy sự khác biệt rõ rệt? Có phải phần cong bị thiếu bên ngoài của tam giác bên trong đó chỉ là các khu vực mà hệ thống CIE RGB sẽ phải âm không?
https://en.wikipedia.org/wiki/CIE_1931_color_space#CIE_RGB_color_space
Trả lời
Đúng, phần cong bị thiếu trong vùng xanh lục-lục lam-lam đại diện cho nơi mà thành phần màu đỏ sẽ phải chuyển sang âm để thể hiện những màu đó trong tọa độ CIE RGB.
Ở một cấp độ, RGB và XYZ chỉ là các hệ tọa độ khác nhau bao phủ cùng một không gian màu — không gian của tất cả các màu mà thị giác thông thường của con người có thể nhìn thấy. Theo nghĩa toán học, khi được sử dụng làm tọa độ, không có gì sai với các giá trị RGB âm (miễn là độ chói tổng thể của màu vẫn dương). Nhưng nó gây ra vấn đề cho việc lưu trữ hoặc truyền các giá trị như vậy, vì các định dạng hình ảnh thông thường và các giao thức tín hiệu hiển thị như HDMI, v.v. chỉ cho phép các giá trị dương.
Ở một cấp độ khác, các không gian màu RGB khác nhau được sử dụng vì chúng ít nhiều đại diện trực tiếp cho các điểm con màu đỏ, xanh lục và xanh lam thực tế trên màn hình. Tất nhiên, những thứ đó không thể phát ra ánh sáng âm, và do đó, tam giác RGB trong không gian màu đại diện cho gam màu có thể được tạo ra bởi màn hình.
Thật không may vì quỹ tích quang phổ bị cong, không có cách nào mà 3 số nguyên tố có thể bao quát toàn bộ. Tất cả không gian RGB chắc chắn sẽ cắt bỏ một phần lớn các màu xanh lục / xanh lam có độ bão hòa cao.
Loại không gian XYZ có vấn đề ngược lại. Tất cả các màu có thể nhìn thấy chỉ có thể được biểu diễn bằng cách sử dụng các giá trị dương trong XYZ, nhưng bản thân các màu chính của XYZ không phải là các màu có thể nhìn thấy về mặt vật lý — chúng nằm ngoài gam hiển thị. Vì vậy, có một phần lớn không gian XYZ không có giá trị như một màu. Và việc xác định chính xác những giá trị nào là hợp lệ hay không hợp lệ không phải là chuyện nhỏ, vì bạn phải kiểm tra xem chúng nằm bên trong hay bên ngoài quỹ tích quang phổ cong. Điều này cũng có nghĩa là bạn cần nhiều bit hơn cho mỗi thành phần để có được độ chính xác tốt, nếu bạn lưu trữ / truyền hình ảnh được thể hiện bằng XYZ — 8 bit sẽ không làm được, có lẽ cũng không phải 10 bit, có thể 12 bit sẽ thực hiện được công việc.
Nếu chúng ta muốn tạo ra các màn hình bao phủ nhiều gam hiển thị hơn, thì cuối cùng chúng ta sẽ cần phải chuyển đến 4, 5 hoặc nhiều hơn nữa. Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là chúng ta cần không gian màu 4 hoặc 5 chiều. Ví dụ, một thiết bị hiển thị tương lai có thể được cung cấp bởi các hình ảnh trong không gian XYZ và thiết bị sẽ quyết định cách tốt nhất để tạo ra từng màu bằng cách sử dụng các màu cơ bản mà nó có sẵn.
Không có cái gọi là ánh sáng âm hoặc ánh sáng màu. Có một mô hình với các giá trị tiêu cực có thể mang lại cho mọi người những ý tưởng hài hước. Vì vậy, ánh sáng hoạt động đúng như các số tự nhiên dương.
Nói cách xa như tọa độ, chúng có thể có giá trị âm. Nhưng điều này sẽ làm nảy sinh câu hỏi mà bạn đang gặp phải: Làm thế nào bạn có thể có các giá trị nằm ngoài khoảng thời gian. Chà, nó không phải là một âm mưu gam màu như bạn thường thấy mà chỉ là hệ tọa độ được sử dụng. Nó không cho biết bất cứ điều gì của thiết bị giống như một âm mưu của sRGB nói. Vì vậy, có thể hơi sai lầm khi vẽ nó theo cùng một cách.
Có, các giá trị của hệ tọa độ trung tâm bên ngoài tam giác sẽ xử lý các giá trị âm.
Các màu CIE RGB ban đầu bao gồm độ chói trong mã hóa thực tế và các màu cơ bản ban đầu được chọn cho CIE RGB được chọn vì chúng dễ tái tạo vào thời điểm đó. Điều này giúp dễ dàng và chính xác hơn nhiều khi thực hiện các thí nghiệm về màu sắc đòi hỏi mọi người phải phân loại màu sắc khi tạo ra những màu đó bằng thiết bị vật lý thực.
Tuy nhiên, do hai lựa chọn này, một số màu yêu cầu giá trị màu đỏ (khi vẽ trên biểu đồ) giảm xuống dưới 0. Vào thời điểm đó, giá trị âm được coi là ổn vì mắt có thời gian khó khăn trong dải màu 700nm nên một chút sai số ở đây cho phép độ chính xác tổng thể cao hơn.
Tuy nhiên, điều này gây ra sự cố khi chuyển màu CIE RGB thành màu vật lý thực. Vì vậy, họ đã triệu tập một hội đồng, sau đó họ tranh luận (rất nhiều) và đưa ra không gian màu CIE XYZ. CIE XYZ cố gắng tách độ sáng (độ sáng cảm nhận) ra khỏi gam màu bằng cách mã hóa nó trong kênh Y và nó cũng loại bỏ các giá trị âm khó chịu đó.
Tuy nhiên, chúng cần thể hiện tất cả các màu trong không gian màu CIE RGB ban đầu trong không gian màu CIE XYZ mới. Vì vậy, bảng điều khiển CIE đã tạo ra các chức năng so khớp màu (hoặc ma trận tùy thuộc vào cách bạn nhìn vào nó) thể hiện chính xác gam màu CIE RGB trong gam màu CIE XYZ. Vì vậy, khi bạn ánh xạ cả hai gam sang một biểu đồ 2D, chúng sẽ thực sự vẽ biểu đồ đến các điểm khác nhau trong cùng một biểu đồ vì chúng được biểu thị bằng các giá trị khác nhau.
Hãy nhớ rằng có thể coi hai bước sóng ánh sáng khác nhau có cùng màu chính xác miễn là tổng trọng số của các phân bố quang phổ là tương đương. Nhưng đó là một câu chuyện khác.