Barevný model RGB - RGB color model

Představuje aditivní míchání barev. Promítání primárních barevných světel na bílou obrazovku ukazuje sekundární barvy, kde se dvě překrývají; kombinace všech tří červených, zelených a modrých se stejnou intenzitou vytváří bílou.
Aditivní míchání barev bylo demonstrováno na krytech CD používaných jako rozdělovače paprsků

Barevný model RGB je aditivní barevný model , ve kterém jsou červené , zelené a modré primární barvy jsou lehkého sečtou dohromady různými způsoby reprodukovat širokou škálu barev . Název modelu pochází z iniciál tří základních barev aditiv , červené, zelené a modré.

Hlavním účelem barevného modelu RGB je snímání, reprezentace a zobrazování obrazů v elektronických systémech, jako jsou televize a počítače, ačkoli byl také použit v konvenční fotografii . Před elektronickým věkem měl barevný model RGB za sebou solidní teorii založenou na lidském vnímání barev .

RGB je barevný model závislý na zařízení : různá zařízení detekují nebo reprodukují danou hodnotu RGB odlišně, protože barevné prvky (jako jsou luminofory nebo barviva ) a jejich odezva na jednotlivé úrovně červené, zelené a modré se liší výrobce od výrobce, nebo dokonce ve stejném zařízení v průběhu času. Hodnota RGB tedy nedefinuje stejnou barvu napříč zařízeními bez nějakého druhu správy barev .

Typickými vstupními zařízeními RGB jsou barevné televize a videokamery , skenery obrázků a digitální fotoaparáty . Typickými RGB výstupními zařízeními jsou televizory různých technologií ( CRT , LCD , plazma , OLED , kvantové body atd.), Displeje počítačů a mobilních telefonů , videoprojektory , vícebarevné LED displeje a velké obrazovky, jako je Jumbotron . Barevné tiskárny na druhé straně nejsou zařízeními RGB, ale subtraktivními barevnými zařízeními, která obvykle používají barevný model CMYK .

Aditivní barvy

Aditivní míchání barev: přidáním červené do zelené se získá žlutá; přidání zelené k modré poskytne azurovou barvu; přidáním modré k červené se získá purpurová; sečtením všech tří základních barev dohromady vznikne bílá.
Ve směru hodinových ručiček shora: červená , oranžová , žlutá , chartreuse , zelená , jarní , azurová , azurová , modrá , fialová , purpurová a růžová

K vytvoření barvy pomocí RGB je třeba překrýt tři světelné paprsky (jeden červený, jeden zelený a jeden modrý) (například vyzařováním z černé obrazovky nebo odrazem od bílé obrazovky). Každý ze tří paprsků se nazývá složkou této barvy a každý z nich může mít ve směsi libovolnou intenzitu od úplného vypnutí po úplné zapnutí.

Barevný model RGB je aditivní v tom smyslu, že se tři světelné paprsky sečtou a jejich světelná spektra se sčítají, vlnová délka pro vlnovou délku, aby se vytvořilo spektrum finální barvy.To je v zásadě proti subtraktivnímu barevnému modelu, zejména barevnému modelu CMY , který platí pro barvy, inkousty, barviva a další látky, jejichž barva závisí na odrazu světla, pod kterým je vidíme. Díky vlastnostem tyto tři barvy vytvářejí bílou barvu, což je v příkrém kontrastu k fyzickým barvám, jako jsou barviva, která po smíchání vytvářejí černou.

Nulová intenzita pro každou složku dává nejtmavší barvu (bez světla, považuje se za černou ) a plná intenzita každé dává bílou ; kvalita této bílé závisí na povaze primárních světelných zdrojů, ale pokud jsou správně vyvážená, výsledkem je neutrální bílé odpovídající systému je bílý bod . Když jsou intenzity všech složek stejné, výsledkem je odstín šedé, tmavší nebo světlejší v závislosti na intenzitě. Když jsou intenzity různé, výsledkem je barevný odstín , více či méně nasycený v závislosti na rozdílu nejsilnějších a nejslabších intenzit použitých primárních barev.

Když má jedna ze složek nejsilnější intenzitu, barva je odstín blízký této primární barvě (červená-ish, zelená-ish nebo modrá-ish), a když dvě složky mají stejnou nejsilnější intenzitu, pak barva je odstín o sekundární barvy (odstín azurová , purpurová a žlutá ). Sekundární barva je tvořena součtem dvou primárních barev stejné intenzity: azurová je zelená+modrá, purpurová je modrá+červená a žlutá je červená+zelená. Každá sekundární barva je doplňkem jedné primární barvy: azurová doplňuje červenou, purpurová doplňuje zelenou a žlutá doplňuje modrou. Když jsou všechny primární barvy smíchány ve stejné intenzitě, výsledkem je bílá.

Samotný barevný model RGB nedefinuje, co se rozumí kolorimetricky červenou , zelenou a modrou barvou , a proto výsledky jejich míchání nejsou specifikovány jako absolutní, ale relativní vůči primárním barvám. Když jsou definovány přesné chromatičnosti primárních barev červené, zelené a modré barvy, barevný model se pak stane absolutním barevným prostorem , například sRGB nebo Adobe RGB ; další podrobnosti najdete v barevném prostoru RGB .

Fyzikální principy pro výběr červené, zelené a modré

Sada primárních barev, jako jsou sRGB primární barvy, definuje barevný trojúhelník ; smícháním primárních barev lze reprodukovat pouze barvy v tomto trojúhelníku. Barvy mimo barevný trojúhelník jsou zde proto zobrazeny jako šedé. Jsou ukázány primárky a bílý bod D65 sRGB. Obrázek na pozadí je diagram chromatičnosti CIE xy .

Volba primárních barev souvisí s fyziologií lidského oka ; dobré primárky jsou podněty, které maximalizují rozdíl mezi reakcemi kuželových buněk lidské sítnice na světlo různých vlnových délek , a které tak vytvářejí velký barevný trojúhelník .

Normální tři druhy fotoreceptorových buněk citlivých na světlo v lidském oku (kuželové buňky) reagují nejvíce na žluté (dlouhé vlnové délky nebo L), zelené (střední nebo M) a fialové (krátké nebo S) světlo (špičkové vlnové délky blízko 570 nm (540 nm, respektive 440 nm). Rozdíl v signálech přijímaných ze tří druhů umožňuje mozku rozlišit široký rozsah různých barev, přičemž je nejcitlivější (celkově) na nažloutlé zelené světlo a na rozdíly mezi odstíny v zeleno-oranžové oblasti.

Předpokládejme například, že světlo v oranžovém rozsahu vlnových délek (přibližně 577 nm až 597 nm) vstupuje do oka a dopadá na sítnici. Světlo těchto vlnových délek by aktivovalo kužely střední a dlouhé vlnové délky sítnice, ale ne stejně-buňky s dlouhou vlnovou délkou budou reagovat více. Rozdíl v reakci může detekovat mozek a tento rozdíl je základem našeho vnímání oranžové. Oranžový vzhled předmětu tedy vyplývá ze světla z předmětu vstupujícího do našeho oka a stimulujícího různé čípky současně, ale v různé míře.

Použití tří primárních barev nepostačuje k reprodukci všech barev; pouze barvy uvnitř barevného trojúhelníku definovaného chromatičností primárních barev lze reprodukovat aditivním mícháním nezáporných množství těchto barev světla.

Historie teorie a použití barevného modelu RGB

RGB barevný model je založen na teorii Young-Helmholtz z trichromatické barevné vidění , vyvinutý Thomas Young a Hermann von Helmholtz v počátku do poloviny devatenáctého století, a James Clerk Maxwell ‚s barevným trojúhelníkem, který vypracoval tuto teorii (circa 1860 ).

Rané barevné fotografie
Mašlička z tartanové stuhy.  Střed luku je kulatý, vytvořený z navršených smyček stuhy, pod nimiž jsou připevněny dva kusy stužky, jeden se rozprostírá pod úhlem k levému hornímu rohu fotografie a druhý se rozprostírá vpravo nahoře.  Tartanové barvy jsou vybledlé, většinou v odstínech modré, růžové, kaštanové a bílé;  luk je nastaven na pozadí skvrnité olivy.
První trvalá barevná fotografie, kterou pořídil JC Maxwell v roce 1861 pomocí tří filtrů, konkrétně červeného, ​​zeleného a fialovomodrého.
Velká barevná fotografie přiléhající (napravo) ke sloupci tří skládaných černobílých verzí stejného obrázku.  Každá ze tří menších černobílých fotografií je mírně odlišná, a to vlivem použitého barevného filtru.  Každá ze čtyř fotografií se liší pouze barvou a zachycuje turbanového a vousatého muže, jak sedí v rohu prázdné místnosti, s otevřenými dveřmi napravo a zavřenými dveřmi nalevo.  Ten muž má na sobě ozdobenou modrou róbu po celé délce zdobenou kostkovanou červeno-černou stuhou.  Modrá tkanina je ozdobena vyobrazením stonků bílých, purpurových a modrých květů.  Nosí ozdobený zlatý opasek a v levé ruce drží zlatý meč a pochvu.  Pod pravým ramenním popruhem je bílá aiguillette;  K jeho rouchu přes jeho horní část hrudi jsou připevněny čtyři vícehroté odznaky různých tvarů, možná vojenské nebo královské vyznamenání.
Fotografie Mohammeda Alim Khana (1880–1944), emíra Bukhary , pořízeného v roce 1911 Sergejem Prokudinem-Gorským pomocí tří expozic s modrým, zeleným a červeným filtrem.

Fotografování

První experimenty s RGB v rané barevné fotografii byly provedeny v roce 1861 samotným Maxwellem a zahrnovaly proces kombinace tří barevně filtrovaných samostatných záběrů. K reprodukci barevné fotografie byly nutné tři shodné projekce na obrazovku v temné místnosti.

Aditivní model RGB a varianty, jako je oranžovo-zeleno-fialová, byly také použity v barevných deskách Autochrome Lumière a dalších technologiích obrazovkových desek, jako je barevná obrazovka Joly a proces Paget na počátku dvacátého století. Barevnou fotografii odebráním tří samostatných desek používali i další průkopníci, například ruský Sergej Prokudin-Gorskij v letech 1909 až 1915. Tyto metody trvaly přibližně do roku 1960 za použití nákladného a extrémně složitého tříbarevného postupu Carbro Autotype .

Při použití byla reprodukce tisků z fotografií na třech deskách prováděna barvivy nebo pigmenty pomocí komplementárního modelu CMY , jednoduše pomocí negativních desek filtrovaných záběrů: reverzní červená dává azurovou desku atd.

Televize

Před vývojem praktické elektronické televize existovaly patenty na mechanicky skenované barevné systémy již v roce 1889 v Rusku . Barevný televizor průkopník John Logie Baird demonstroval světově první barevné vysílání RGB v roce 1928, a také jako první na světě barevné vysílání v roce 1938 v Londýně . Při jeho experimentech bylo skenování a zobrazení prováděno mechanicky otáčením barevných koleček.

Systém Columbia Broadcasting System (CBS) zahájil experimentální barevný systém sekvenčního barevného pole RGB v roce 1940. Obrázky byly snímány elektricky, ale systém stále používal pohyblivou část: průhledné barevné kolečko RGB rotující nad 1 200 otáček za minutu synchronně s vertikálním skenováním. Kamera i katodová trubice (CRT) byly monochromatické . Barva byla poskytována barevnými kolečky ve fotoaparátu a přijímači. V nedávné době byla barevná kolečka použita v televizních přijímačích se sekvenční projekcí pole založených na monochromatickém DLP zobrazovači Texas Instruments.

Moderní technologie RGB stínové masky pro barevné CRT displeje byla patentována Wernerem Flechsigem v Německu v roce 1938.

Osobní počítače

Počáteční osobní počítače z konce sedmdesátých a na začátku osmdesátých let, například počítače od společnosti Apple , a Commodore Commodore VIC-20 , používaly kompozitní video, zatímco Commodore 64 a rodina Atari používaly deriváty S-Video . Společnost IBM představila 16barevné schéma (čtyři bity-jeden bit pro červenou, zelenou, modrou a intenzitu) s barevným grafickým adaptérem (CGA) pro svůj první počítač IBM PC (1981), později vylepšený s vylepšeným grafickým adaptérem (EGA ) v roce 1984. Prvním výrobcem grafické karty truecolor pro PC (TARGA) byla společnost Truevision v roce 1987, ale až po příchodu Video Graphics Array (VGA) v roce 1987 se RGB stalo populárním, hlavně díky analogovému signály ve spojení mezi adaptérem a monitorem, což umožňovalo velmi široký rozsah barev RGB. Ve skutečnosti to muselo počkat ještě několik let, protože původní VGA karty byly poháněny paletami stejně jako EGA, i když s větší volností než VGA, ale protože VGA konektory byly analogové, pozdější varianty VGA (vyrobené různými výrobci pod neformálním název Super VGA) nakonec přidal true-color. V roce 1992 časopisy silně inzerovaly hardware Super VGA v pravých barvách.

RGB zařízení

RGB a displeje

Vykreslení výřezu barevného CRT: 1.  Elektronová děla 2.  Elektronové paprsky 3.  Zaostřovací cívky 4.  Vychylovací cívky 5.  Připojení anody 6.  Maska pro oddělení paprsků pro červenou, zelenou a modrou část zobrazeného obrázku 7.  Fosforová vrstva s červenou , zelené a modré zóny 8.  Detail vnitřní strany obrazovky potažené fosforem
Barevné kolečko s RGB pixely barev
Fosforové body RGB na monitoru CRT
RGB subpixely v LCD TV (vpravo: oranžová a modrá barva; vlevo: detail)

Jednou z běžných aplikací barevného modelu RGB je zobrazení barev na katodové trubici (CRT), displeji z tekutých krystalů (LCD), plazmovém displeji nebo displeji OLED (Organic Light emitting diode ), jako je televize, monitor počítače nebo velká obrazovka. Každý pixel na obrazovce je postaven na řízení tří malých a velmi blízkých, ale stále oddělených zdrojů světla RGB. Při běžné pozorovací vzdálenosti jsou jednotlivé zdroje nerozeznatelné, což přiměje oko vidět danou plnou barvu. Všechny pixely dohromady uspořádané na obdélníkové ploše obrazovky odpovídají barevnému obrazu.

Během zpracování digitálního obrazu může být každý pixel v paměti počítače nebo hardwaru rozhraní (například grafická karta ) reprezentován jako binární hodnoty pro komponenty červené, zelené a modré barvy. Při správné správě jsou tyto hodnoty převedeny na intenzity nebo napětí pomocí gama korekce, aby se korigovala inherentní nelinearita některých zařízení, takže zamýšlené intenzity jsou reprodukovány na displeji.

Quattron vydané Sharp používá barvy RGB a přidává žlutá jako sub-pixelů, údajně umožňuje zvýšení počtu dostupných barev.

Video elektronika

RGB je také termín odkazující na typ komponentního video signálu používaného v průmyslu video elektroniky. Skládá se ze tří signálů - červeného, ​​zeleného a modrého - nesených na třech samostatných kabelech/pinech. Formáty signálu RGB často vycházejí z upravených verzí standardů RS-170 a RS-343 pro monochromatické video. Tento typ video signálu je v Evropě široce používán, protože jde o signál nejvyšší kvality, který lze přenášet na standardním konektoru SCART . Tento signál je známý jako RGBS ( existují také 4 ukončené kabely BNC / RCA ), ale je přímo kompatibilní s RGBHV používaným pro počítačové monitory (obvykle se přenáší na 15kolíkových kabelech zakončených 15kolíkovými konektory D-sub nebo 5 BNC) , který přenáší oddělené horizontální a vertikální synchronizační signály.

Mimo Evropu není RGB jako formát video signálu příliš populární; S-Video zaujímá toto místo ve většině mimoevropských regionů. Téměř všechny počítačové monitory na celém světě však používají RGB.

Video framebuffer

Framebuffer je digitální zařízení pro počítače, který ukládá data do tzv video paměti (obsahujících řadu video RAM nebo podobných čipů ). Tato data putují buď do tří převodníků digitálního signálu na analogový (DAC) (pro analogové monitory), jednoho na primární barvu, nebo přímo do digitálních monitorů. Řízený softwarem , CPU (nebo jiné specializované čipy) zapisují příslušné bajty do video paměti k definování obrazu. Moderní systémy kódují hodnoty barev pixelů věnováním osmi bitů každé ze složek R, G a B. Informace o RGB mohou být přenášeny přímo samotnými pixelovými bity nebo poskytovány samostatnou tabulkou barevného vyhledávání (CLUT), pokud jsou použity indexované barevné grafické režimy.

CLUT je specializovaná RAM, která ukládá hodnoty R, G a B, které definují konkrétní barvy. Každá barva má svou vlastní adresu (index) - považujte ji za popisné referenční číslo, které poskytuje konkrétní barvu, když ji obrázek potřebuje. Obsah CLUT je hodně podobný paletě barev. Obrazová data, která používají indexovanou barvu, určují adresy v CLUT, aby poskytly požadované hodnoty R, G a B pro každý konkrétní pixel, jeden pixel najednou. Samozřejmě před zobrazením musí být CLUT načteny hodnotami R, G a B, které definují paletu barev potřebnou pro každý obrázek, který má být vykreslen. Některé video aplikace ukládají takové palety do souborů PAL ( hra Age of Empires například používá více než půl tuctu) a mohou kombinovat CLUTy na obrazovce.

RGB24 a RGB32

Toto nepřímé schéma omezuje počet dostupných barev v obrázku CLUT-obvykle 256 kostek (8 bitů ve třech barevných kanálech s hodnotami 0–255)-ačkoli každá barva v tabulce RGB24 CLUT má pouze 8 bitů, což představuje 256 kódů pro každý primárních skupin R, G a B, což činí 16 777 216 možných barev. Výhodou však je, že soubor obrázku s indexovanými barvami může být podstatně menší, než by tomu bylo pouze s 8 bity na pixel pro každý primární.

Moderní úložiště je však mnohem méně nákladné, což výrazně snižuje potřebu minimalizovat velikost souboru obrázku. Použitím vhodné kombinace intenzity červené, zelené a modré lze zobrazit mnoho barev. Aktuální typické grafické adaptéry využívají až 24 bitů informací pro každý pixel: 8 bitů na komponentu vynásobených třemi komponentami (viz níže část Digitální reprezentace (24 bitů = 256 3 , každá primární hodnota 8 bitů s hodnotami 0–255) U tohoto systému je povoleno 16 777 216 (256 3 nebo 2 24 ) diskrétních kombinací hodnot R, G a B, které poskytují miliony různých (i když ne nezbytně rozlišitelných) odstínů, sytosti a světlosti . Zvýšené stínování bylo implementováno v různými způsoby, některé formáty, například soubory .png a .tga, mimo jiné využívající jako maskovací vrstvu čtvrtý barevný kanál ve stupních šedi , často nazývaný RGB32 .

U obrázků se skromným rozsahem jasů od nejtmavších po nejsvětlejší poskytuje osm bitů na primární barvu kvalitní obraz, ale extrémní snímky vyžadují více bitů na primární barvu a také pokročilou technologii zobrazení. Další informace najdete v tématu zobrazování s vysokým dynamickým rozsahem (HDR).

Nelineárnost

V klasických zařízeních CRT není jas daného bodu na fluorescenční obrazovce v důsledku dopadu zrychlených elektronů úměrný napětím aplikovaným na řídicí mřížky elektronových pistolí , ale expanzivní funkci tohoto napětí. Výše této odchylky je známá jako její hodnota gama ( ), argument pro mocninnou funkci, která toto chování podrobně popisuje. Lineární odezva je dána hodnotou gama 1,0, ale skutečné nelinearity CRT mají hodnotu gama kolem 2,0 až 2,5.

Podobně intenzita výstupu na televizních a počítačových zobrazovacích zařízeních není přímo úměrná použitým elektrickým signálům R, G a B (nebo hodnotám datových souborů, které je vedou přes převodníky digitálního signálu na analogový). Na typickém standardním 2,2-gama CRT displeji má vstupní hodnota RGB hodnoty (0,5, 0,5, 0,5) místo 50% pouze asi 22% plného jasu (1,0, 1,0, 1,0). K získání správné odpovědi se při kódování obrazových dat používá gama korekce a případně další opravy jako součást procesu kalibrace barev zařízení. Gamma ovlivňuje černobílou televizi i barvu. Ve standardní barevné televizi jsou vysílané signály korigovány gama.

RGB a kamery

Uspořádání Bayerových filtrů barevných filtrů v pixelovém poli digitálního obrazového snímače

V barevných televizích a videokamerách vyrobených před devadesátými léty bylo přicházející světlo odděleno hranoly a filtry do tří základních barev RGB, které přiváděly každou barvu do samostatné trubice pro videokameru (nebo snímací trubici ). Tyto trubice jsou typem katodové trubice, kterou nelze zaměňovat s CRT displeji.

S příchodem komerčně životaschopné technologie CCD (Charled Couled Device ) v 80. letech 20. století byly nejprve sběrné trubice nahrazeny tímto druhem senzoru. Později byla použita integrační elektronika vyššího rozsahu (hlavně společností Sony ), která zjednodušila a dokonce odstranila přechodnou optiku, čímž zmenšila velikost domácích videokamer a nakonec vedla k vývoji plnohodnotných videokamer . Současné webové kamery a mobilní telefony s kamerami jsou nejvíce miniaturizovanými komerčními formami takové technologie.

Fotografické digitální fotoaparáty, které používají obrazový snímač CMOS nebo CCD, často pracují s určitými variacemi modelu RGB. V uspořádání filtrů Bayer má zelená dvakrát větší počet detektorů než červená a modrá (poměr 1: 2: 1), aby bylo dosaženo vyššího jasu než chrominančního rozlišení. Senzor má mřížku červených, zelených a modrých detektorů uspořádaných tak, že první řada je RGRGRGRG, další je GBGBGBGB a tato sekvence se opakuje v následujících řadách. Pro každý kanál jsou chybějící pixely získány interpolací v procesu demosaicing, aby se vytvořil kompletní obraz. Rovněž byly použity jiné procesy k mapování měření RGB kamery do standardního barevného prostoru RGB jako sRGB.

RGB a skenery

Při práci na počítači je skener obrázků zařízení, které opticky skenuje obrázky (tištěný text, rukopis nebo předmět) a převádí je na digitální obraz, který je přenesen do počítače. Mezi jinými formáty existují ploché, bubnové a filmové skenery a většina z nich podporuje barvy RGB. Lze je považovat za nástupce raných teleobjektivních vstupních zařízení, která byla schopna posílat po sobě jdoucí skenovací řádky jako signály analogové amplitudové modulace prostřednictvím standardních telefonních linek do příslušných přijímačů; takové systémy se používaly v tisku od 20. let do poloviny 90. let minulého století. Barevné teleobjektivy byly posílány jako tři oddělené obrazy filtrované RGB za sebou.

V současnosti dostupné skenery obvykle používají jako obrazový snímač CCD nebo kontaktní obrazový snímač (CIS), zatímco starší bubnové skenery používají jako obrazový snímač tubus fotonásobiče . Rané skenery barevných filmů používaly halogenovou lampu a tříbarevné filtrační kolečko, takže ke skenování jednobarevného obrázku byly potřeba tři expozice. Kvůli problémům s ohřevem, z nichž nejhorší byla potenciální destrukce skenovaného filmu, byla tato technologie později nahrazena neohřívacími světelnými zdroji, jako jsou barevné LED diody .

Číselná vyjádření

Typický volič barev RGB v grafickém softwaru. Každý posuvník se pohybuje od 0 do 255.
Hexadecimální 8bitové RGB reprezentace hlavních 125 barev

Barva v barevném modelu RGB je popsána uvedením toho, kolik z každé červené, zelené a modré je zahrnuto. Barva je vyjádřena jako RGB triplet ( r , g , b ), jehož každá složka se může lišit od nuly do definované maximální hodnoty. Pokud jsou všechny komponenty na nule, výsledek je černý; pokud jsou všechny na maximu, výsledkem je nejjasnější reprezentovatelná bílá.

Tyto rozsahy lze kvantifikovat několika různými způsoby:

  • Od 0 do 1, s libovolnou zlomkovou hodnotou mezi nimi. Tato reprezentace se používá v teoretických analýzách a v systémech, které používají reprezentace s plovoucí desetinnou čárkou .
  • Každou hodnotu barevné složky lze také zapsat v procentech , od 0% do 100%.
  • V počítačích jsou hodnoty součástí často uloženy jako celá čísla bez znaménka v rozsahu 0 až 255, což je rozsah, který může nabídnout jeden 8bitový bajt . Ty jsou často reprezentovány buď desítkovými nebo šestnáctkovými čísly.
  • Špičková digitální obrazová zařízení jsou často schopna vypořádat se s většími celočíselnými rozsahy pro každou primární barvu, například 0..1023 (10 bitů), 0..65535 (16 bitů) nebo dokonce větší, rozšířením 24 bitů ( tři 8bitové hodnoty) až 32bitové , 48bitové nebo 64bitové jednotky (více či méně nezávislé na velikosti slova konkrétního počítače ).

Například nejjasnější sytá červená je zapsána v různých zápisech RGB jako:

Zápis RGB triplet
Aritmetický (1,0, 0,0, 0,0)
Procento (100%, 0%, 0%)
Digitální 8bitový na kanál (255, 0, 0) nebo někdy
#FF0000 (hexadecimální)
Digitální 12bitový na kanál (4095, 0, 0)
Digitální 16bitový na kanál (65535, 0, 0)
Digitální 24 bitů na kanál (16777215, 0, 0)
Digitální 32bitový na kanál (4294967295, 0, 0)

V mnoha prostředích nejsou hodnoty složek v rámci rozsahů spravovány jako lineární (to znamená, že čísla nelineárně souvisejí s intenzitami, které představují), jako například u digitálních fotoaparátů a televizního vysílání a příjmu například kvůli gama korekci. Lineární a nelineární transformace jsou často řešeny prostřednictvím digitálního zpracování obrazu. Reprezentace s pouhými 8 bity na komponentu jsou považovány za dostatečné, pokud je použito gama kódování .

Následuje matematický vztah mezi prostorem RGB k prostoru HSI (odstín, sytost a intenzita: barevný prostor HSI ):

Pokud , tak .

Barevná hloubka

Barevný model RGB je jedním z nejběžnějších způsobů kódování barev ve výpočetní technice a používá se několik různých digitálních reprezentací . Hlavní charakteristikou všech z nich je kvantifikace možných hodnot na složku (technicky vzorec ) pomocí pouze celých čísel v určitém rozsahu, obvykle od 0 do nějaké síly dvou mínus jedna (2 n  - 1), aby se vešly do nějaká bitová seskupení. Běžně se vyskytují kódování 1, 2, 4, 5, 8 a 16 bitů na barvu; celkový počet bitů použitých pro barvu RGB se obvykle nazývá barevná hloubka .

Geometrická reprezentace

Barevný model RGB namapovaný na krychli. Horizontální osa x jako červené hodnoty rostoucí vlevo, osa y jako modrá rostoucí vpravo dole a svislá osa z jako zelená rostoucí směrem nahoru. Původ, černý, je vrchol skrytý před pohledem.
Viz také barevný prostor RGB

Vzhledem k tomu, že barvy jsou obvykle definovány třemi složkami, a to nejen v modelu RGB, ale také v jiných barevných modelech, jako jsou mimo jiné CIELAB a Y'UV , je trojrozměrný objem popsán tak, že hodnoty složek jsou považovány za běžné kartézské souřadnice v euklidovském prostoru . U modelu RGB je to reprezentováno krychlí používající nezáporné hodnoty v rozsahu 0–1, přiřazující černou k počátku ve vrcholu (0, 0, 0) a se zvyšujícími se hodnotami intenzity probíhajícími podél tří os nahoru na bílou na vrcholu (1, 1, 1), diagonálně proti černé.

Trojice RGB ( r , g , b ) představuje trojrozměrnou souřadnici bodu dané barvy uvnitř krychle nebo jejích ploch nebo podél jejích okrajů. Tento přístup umožňuje výpočty barevné podobnosti dvou daných barev RGB jednoduchým výpočtem vzdálenosti mezi nimi: čím kratší vzdálenost, tím vyšší podobnost. Tímto způsobem lze také provádět výpočty mimo gamut.

Barvy v designu webových stránek

Barevný model RGB pro HTML byl formálně přijat jako internetový standard v HTML 3.2, i když se už nějakou dobu používal. Zpočátku omezená barevná hloubka většiny video hardwaru vedla k omezené paletě barev 216 barev RGB definovaných Netscape Color Cube. S převahou 24bitových displejů již použití celé 16,7 milionu barev barevného kódu HTML RGB nepředstavuje pro většinu diváků problémy.

Bezpečná webová barevná paleta se skládá z 216 (6 3 ) kombinací červené, zelené a modré, kde každá barva může mít jednu ze šesti hodnot (v hexadecimální ): # 00, # 33, # 66, # 99, #CC nebo #FF (na základě rozsahu 0 až 255 pro každou hodnotu diskutovanou výše). Tyto hexadecimální hodnoty = 0, 51, 102, 153, 204, 255 v desítkové soustavě, což = 0%, 20%, 40%, 60%, 80%, 100%z hlediska intenzity. To se zdá být v pořádku pro rozdělení 216 barev na krychli o rozměru 6. Avšak bez korekce gama je vnímaná intenzita na standardním 2,5 gama CRT / LCD pouze: 0%, 2%, 10%, 28%, 57%, 100%. Viz aktuální paleta barev bezpečných pro web pro vizuální potvrzení, že většina vyráběných barev je velmi tmavá.

Syntaxe v CSS je:

rgb(#,#,#)

kde # se rovná podílu červené, zelené a modré barvy. Tuto syntaxi lze použít za voliči jako „barva pozadí:“ nebo (pro text) „barva:“.

Správa barev

Správná reprodukce barev, zejména v profesionálním prostředí, vyžaduje správu barev všech zařízení zapojených do výrobního procesu, z nichž mnohé používají RGB. Správa barev má za následek několik transparentních převodů mezi barevnými prostory nezávislými na zařízení a na zařízení (RGB a další, jako CMYK pro barevný tisk) během typického výrobního cyklu, aby byla zajištěna konzistence barev v celém procesu. Spolu s kreativním zpracováním mohou takové zásahy do digitálních obrazů poškodit přesnost barev a detaily obrazu, zejména tam, kde je omezen gamut. Profesionální digitální zařízení a softwarové nástroje umožňují manipulaci s obrázky s rozlišením 48 bpp (bitů na pixel) (16 bitů na kanál), aby se minimalizovalo jakékoli takové poškození.

Aplikace kompatibilní s ICC, například Adobe Photoshop , používají při překládání mezi barevnými prostory buď barevný prostor Lab, nebo barevný prostor CIE 1931 jako prostor pro připojení profilu .

RGB model a vztah formátů jas a chrominance

Všechny formáty jasu a chrominance používané v různých televizních a video standardech, jako jsou YIQ pro NTSC , YUV pro PAL , YD B D R pro SECAM a YP B P R pro komponentní video, používají signály barevného rozdílu, pomocí nichž lze barevný obraz RGB zakódovány pro vysílání/záznam a později znovu dekódovány do RGB, aby se zobrazily. Tyto přechodné formáty byly potřebné pro kompatibilitu s již existujícími černobílými televizními formáty. Také tyto signály barevného rozdílu vyžadují nižší šířku datového pásma ve srovnání se signály plného RGB.

Podobně, současné vysoké účinnosti digitální barevný obraz komprese dat schémata, jako je JPEG a MPEG obchodu barvy RGB interně YC B C R formátu, digitální jasu, chrominance formátu na základě YP B P R . Použití YC B C R také umožňuje počítačům provádět ztrátové podvzorkování s kanály chrominance (obvykle na poměry 4: 2: 2 nebo 4: 1: 1), což snižuje výslednou velikost souboru.

Viz také

Reference

externí odkazy