CIE XYZ renk gamı ile CIE RGB arasında neden bir fark var?
Renk uzayıyla ilgili bir başka soru daha ...
CIE XYZ sistemi üzerine yaptığım araştırmada, CIE RGB renk eşleştirme deneylerine dayandığını ve RGB sisteminin ara sıra negatif değerlere ihtiyaç duyması nedeniyle XYZ'nin tamamen negatif olmayan bir sisteme sahip olmak için geliştirildiğini buldum. Buradan, x (), y () ve z () renk eşleştirme işlevlerinin, tamamen aynı verileri kullanan orijinal r (), g () ve b () işlevlerinin dönüştürmeleri olduğu sonucuna varıyorum. Ayrıca çevrimiçi olarak XYZ ve RGB sistemlerinin tamamen birbirinin yerine geçebilir olduğunu ve XYZ'nin herhangi bir olumsuz bileşen bulunmadığı için tercih edildiğini öğrendim.
Bu yanlışsa lütfen beni düzeltin!
Bununla birlikte, birbirlerinin yerine geçebiliyorlarsa ve aynı verilere dayanıyorlarsa, neden Wikipedia'nın iki boşluk karşılaştırması belirgin bir fark gösteriyor? İç üçgenin dışındaki eksik kıvrımlı bölüm, yalnızca CIE RGB sisteminin negatif olması gereken alanlar mı?
https://en.wikipedia.org/wiki/CIE_1931_color_space#CIE_RGB_color_space
Yanıtlar
Doğru, yeşil-camgöbeği-mavi alanındaki eksik kıvrımlı bölüm, bu renkleri CIE RGB koordinatlarında ifade etmek için kırmızı bileşenin nerede negatif olması gerektiğini temsil ediyor.
RGB ve XYZ, bir seviyede, aynı renk uzayını kaplayan farklı koordinat sistemleridir - tipik insan görüşünün görebildiği tüm renklerin alanı. Matematiksel anlamda, koordinatlar olarak kullanıldığında, negatif RGB değerlerinde herhangi bir sorun yoktur (rengin genel parlaklığı pozitif kaldığı sürece). Ancak, geleneksel görüntü formatları ve HDMI vb. Gibi görüntü sinyali protokolleri yalnızca pozitif değerlere izin verdiğinden, bu tür değerlerin depolanması veya iletilmesi için bir sorun teşkil eder.
Başka bir düzeyde, çeşitli RGB renk uzayları kullanılır çünkü bunlar, ekrandaki gerçek kırmızı, yeşil ve mavi alt pikselleri aşağı yukarı doğrudan temsil eder. Bunlar elbette negatif ışık yayamazlar ve bu nedenle renk uzayındaki RGB üçgeni, ekran tarafından üretilebilecek renk gamını temsil eder.
Ne yazık ki, spektral konum eğri olduğu için, 3 primerin her şeyi örtmesi mümkün değil. Tüm RGB alanları kaçınılmaz olarak oldukça doygun yeşil / mavi renklerin büyük bir bölümünü keser.
XYZ uzayının da tersi bir sorunu var. Tüm görünür renkler, XYZ'de yalnızca pozitif değerler kullanılarak temsil edilebilir, ancak XYZ ana renkleri fiziksel olarak olası renkler değildir - görünür gamutun çok dışındadırlar. Yani, renk olarak geçerli olmayan büyük bir XYZ alanı var. Eğri spektral lokusun içine mi yoksa dışına mı düştüklerini test etmeniz gerektiğinden, tam olarak hangi değerlerin geçerli olduğunu veya olmadığını belirlemek önemsiz değildir. Bu aynı zamanda, iyi bir hassasiyet elde etmek için bileşen başına daha fazla bite ihtiyacınız olduğu anlamına gelir, eğer XYZ'de ifade edilen görüntüleri depolar / iletirseniz - 8 bit işe yaramaz, muhtemelen 10 bit de olmaz, belki 12 bit iş görür.
Görünür gamın daha fazlasını kapsayan ekranlar yapmak istiyorsak, sonunda 4, 5 veya daha fazla primere geçmemiz gerekecek. Ancak bu, 4 veya 5 boyutlu renk alanlarına ihtiyacımız olduğu anlamına gelmez. Örneğin, fütüristik bir görüntüleme cihazı XYZ alanındaki görüntülerle beslenebilir ve cihaz, sahip olduğu primerleri kullanarak her bir rengin en iyi nasıl üretileceğine karar verir.
Negatif ışık veya açık renk diye bir şey yoktur. Negatif değerlere sahip bir modele sahip olmak insanlara komik fikirler verebilir. Yani ışık, kesinlikle pozitif doğal sayılar gibi davranır.
Koordinatlar gittiği sürece negatif değerlere sahip olabilirler. Ancak bu, sahip olduğunuz soruyu gündeme getirir: Aralık dışında değerlere nasıl sahip olabilirsiniz? Eh, görmeye alışkın olduğunuz gibi bir gamut grafiği değil, sadece kullanılan koordinat sistemidir. Cihaz hakkında bir sRGB konusu gibi hiçbir şey söylemiyor. Öyleyse, aynı şekilde çizmek biraz yanıltıcı olabilir.
Evet, bir üçgenin dışındaki iki merkezli bir koordinat sisteminin değerleri negatif değerlere ihtiyaç duyar.
Orijinal CIE RGB renkleri, gerçek kodlamada parlaklık içeriyordu ve CIE RGB için seçilen orijinal temel renkler, o sırada yeniden üretilmeleri kolay olduğu için seçildi. Bu, insanların renkleri gerçek fiziksel ekipmanla üretirken renkleri sınıflandırmalarını gerektiren renk deneyleri yaparken çok daha kolay ve daha doğru hale getirdi.
Ancak, bu iki seçenek nedeniyle, bazı renkler kırmızı değerin (bir grafik üzerine çizildiğinde) sıfırın altına düşmesini gerektirdi. O zamanlar, gözün 700 nm renk aralığında zor bir zamana sahip olması nedeniyle negatif değerlere sahip olmanın iyi olduğu düşünülüyordu, bu yüzden burada küçük bir hata genel olarak daha fazla doğruluk için izin verdi.
Ancak bu, CIE RGB renklerini gerçek fiziksel renklere çevirirken bir soruna neden oldu. Bu yüzden bir panel topladılar, sonra tartıştılar ve CIE XYZ renk uzayını buldular. CIE XYZ, Y kanalında kodlayarak lumanansı (algılanan parlaklık) renk gamından ayırmaya çalışır ve ayrıca bu sinir bozucu negatif değerleri de ortadan kaldırır.
Ancak, yeni CIE XYZ renk uzayındaki orijinal CIE RGB renk uzayındaki tüm renkleri temsil etmeleri gerekiyordu. Böylece, CIE paneli, CIE XYZ renk gamındaki CIE RGB renk gamını tam olarak temsil eden renk eşleştirme işlevleri (veya nasıl baktığınıza bağlı olarak matris) oluşturdu. Bu nedenle, her iki gamı da bir 2D grafiğe eşlediğinizde, bunlar aslında aynı grafikteki farklı noktalara çizim yapacaklardır çünkü bunlar farklı değerlerle temsil edilmektedir.
Spektral dağılımların ağırlıklı toplamı eşdeğer olduğu sürece, iki farklı dalga boyundaki ışığın aynı tam renk olarak algılanmasının mümkün olduğunu unutmayın. Ama bu farklı bir hikaye.