Barevný prostor

Barevný model je abstraktní matematický model popisující způsob, jakým mohou být barvy reprezentovány jako tuply čísel, typicky jako tři nebo čtyři hodnoty nebo barevné složky (např. RGB a CMYK jsou barevné modely). Nicméně barevný model bez přiřazené mapovací funkce k absolutnímu barevnému prostoru je víceméně libovolný barevný systém s malým napojením na požadavky dané aplikace.

Přidáním určité funkce mapování mezi barevným modelem a určitým referenčním barevným prostorem vznikne jednoznačná „stopa“ v referenčním barevném prostoru. Tato „stopa“ je známá jako gamut a v kombinaci s barevným modelem definuje nový barevný prostor. Například Adobe RGB a sRGB jsou dva různé absolutní barevné prostory, oba založené na modelu RGB.

V nejobecnějším smyslu výše uvedené definice mohou být barevné prostory definovány bez použití barevného modelu. Tyto prostory, například Pantone, jsou ve skutečnosti danou sadou jmen nebo čísel, které jsou definovány existencí odpovídající sady fyzických barevných vzorků. Tento článek se zaměřuje na matematický model konceptu.

Srovnání barevných modelů RGB a CMYK.

Většina lidí slyšela, že základní barvy červené, modré a žluté mohou vytvořit širokou škálu barev, pokud se pracuje s barvami. Tyto barvy pak definují barevný prostor. Můžeme specifikovat množství červené barvy jako osu X, množství modré jako osu Y a množství žluté jako osu Z, což nám dává trojrozměrný prostor, kde každá možná barva má jedinečnou pozici.

Toto však není jediný barevný prostor. Například když jsou barvy zobrazeny na monitoru počítače, jsou obvykle definovány v barevném prostoru RGB (červená, zelená a modrá). To je další způsob tvorby stejných barev a červená, zelená a modrá mohou být považovány za osy X, Y a Z. Další způsob tvorby stejných barev je použití jejich odstínu (osa X), jejich sytosti (osa Y) a jejich jasu (osa Z). To se nazývá barevný prostor HSV. Mnoho barevných prostorů může být tímto způsobem reprezentováno jako trojrozměrné (X,Y,Z) hodnoty, ale některé mají více nebo méně rozměrů a některé nemohou být tímto způsobem reprezentovány vůbec.

Doporučujeme:  Portoriko

Při formálním definování barevného prostoru je obvyklým referenčním standardem barevný prostor CIELAB nebo CIEXYZ, který byl speciálně navržen tak, aby zahrnoval všechny barvy, které průměrný člověk může vidět. Jedná se o nejpřesnější barevný prostor, ale je příliš složitý pro každodenní použití.

Vzhledem k tomu, že „barevný prostor“ je specifičtější termín pro určitou kombinaci barevného modelu plus funkce mapování barev, termín „barevný prostor“ bývá používán také pro identifikaci barevných modelů, protože identifikace barevného prostoru automaticky identifikuje přidružený barevný model. Neformálně jsou oba termíny často používány zaměnitelně, i když je to striktně nesprávné. Například, i když několik specifických barevných prostorů je založeno na RGB modelu, nic takového jako barevný prostor RGB neexistuje.

Vzhledem k tomu, že jakýkoliv barevný prostor definuje barvy jako funkci absolutního referenčního rámce, barevné prostory spolu s profilováním zařízení umožňují reprodukovatelné reprezentace barev v analogových i digitálních reprezentacích.

Barevný model RGB je implementován různými způsoby, v závislosti na možnostech použitého systému. Zdaleka nejčastější inkarnací obecného použití od roku 2006 je 24-bitová implementace s 8 bity, neboli 256 diskrétními úrovněmi barev na kanál. Jakýkoli barevný prostor založený na takovém 24-bitovém RGB modelu je tak omezen na gamut 256×256×256 ≈ 16,7 milionu barev. Některé implementace používají 16 bitů na komponentu, což vede ke stejnému rozsahu s větší hustotou odlišných barev. To je důležité zejména při práci s barevnými prostory s širokým gamutem (kde je většina běžnějších barev umístěna relativně blízko u sebe), nebo když je postupně použito velké množství algoritmů pro digitální filtrování. Stejný princip platí pro všechny barevné prostory založené na stejném barevném modelu, ale implementované v různých bitových hloubkách.

Částečný seznam barevných mezer

CIE 1931 XYZ barevný prostor je prvním pokusem o vytvoření barevného prostoru na základě měření lidského vnímání barev a je základem pro téměř všechny ostatní barevné prostory. Varianty CIE prostoru zahrnují

Doporučujeme:  Cornellův systém psaní poznámek

RGB používá aditivní míchání barev, protože popisuje, jaký druh světla je potřeba vyzářit, aby vznikla daná barva. Světlo se sčítá a vytváří formu ze tmy. RGB ukládá jednotlivé hodnoty pro červenou, zelenou a modrou. RGBA je RGB s doplňkovým kanálem alfa, který indikuje průhlednost.

Běžné barevné prostory založené na modelu RGB zahrnují sRGB, Adobe RGB a Adobe Wide Gamut RGB.

CMYK používá subtraktivní míchání barev používané v procesu tisku, protože popisuje, jaký druh inkoustů je třeba aplikovat, aby světlo odražené od podkladu a skrze inkousty vytvořilo danou barvu. Začíná se bílým podkladem (plátno, stránka atd.) a používá inkoust k odečtení barvy od bílé k vytvoření obrazu. CMYK ukládá hodnoty inkoustu pro azurovou, purpurovou, žlutou a černou. Existuje mnoho CMYK barevných prostorů pro různé sady inkoustů, podkladů a tiskových charakteristik (které mění funkci dot gain nebo transfer pro každý inkoust a tím mění vzhled).

YIQ byl dříve používán v NTSC (Severní Amerika, Japonsko a jinde) televizním vysílání z historických důvodů. Tento systém uchovává hodnotu jasu se dvěma hodnotami chrominance, které přibližně odpovídají množství modré a červené v barvě. Úzce odpovídá schématu YUV používanému v PAL (Austrálie, Evropa, kromě Francie, která používá SECAM) televizním vysílání s tím rozdílem, že barevný prostor YIQ je otočen o 33° vzhledem k barevnému prostoru YUV. Schéma YDbDr používané televizním vysíláním SECAM je otočeno jiným způsobem.

YPbPr je škálovaná verze YUV. Nejčastěji je k vidění ve své digitální podobě, YCbCr, široce používaná ve schématech komprese videa a obrazu, jako jsou MPEG a JPEG.

xvYCC je nový mezinárodní standard digitálního barevného prostoru pro video publikovaný IEC (IEC 61966-2-4). Je založen na standardech ITU BT.601 a BT.709, ale rozšiřuje škálu nad rámec primárek R/G/B specifikovaných v těchto standardech.

Doporučujeme:  Commensurability (filozofie vědy)

HSV (odstín, sytost, hodnota), také známý jako HSB (odstín, sytost, jas) je často používán umělci, protože je často přirozenější přemýšlet o barvě z hlediska odstínu a sytosti než z hlediska aditivních nebo subtraktivních barevných složek. HSV je transformace barevného prostoru RGB, a jeho složky a kolorimetrie jsou vzhledem k barevnému prostoru RGB, ze kterého byl odvozen.

HSL (hue, saturation, lightness/luminance), také známý jako HLS nebo HSI (hue, saturation, intensity) je docela podobný HSV, přičemž „lightness“ nahrazuje „brightness“. Rozdíl je v tom, že jas čisté barvy se rovná jasu bílé, zatímco světlost čisté barvy se rovná světlosti středně šedé.

YBR (svítivost, normalizovaná červená, normalizovaná modrá).

Speciální barevné prostory

Dřívější barevné prostory měly dvě složky. Většinou ignorovaly modré světlo, protože zvýšená složitost procesu se třemi složkami poskytovala jen nepatrný nárůst věrnosti ve srovnání s skokem z jednobarevné na dvousložkovou barvu.