RGB színtér

RGB-kocka

Az RGB színtér egy olyan additív színmodell, ami a vörös, zöld és kék fény különböző mértékű keverésével határozza meg a különböző színeket. Az elnevezése ezen három alapszín angol megfelelőinek első betűiből ered: Red (piros), Green (zöld), Blue (kék). Elsődlegesen elektronikai eszközök és a számítástechnika terén alkalmazzák, pl. képernyők, kijelzők, érzékelők esetén.

Előzményei

[szerkesztés]
Az rgb koordináták fekete színűek, függőlegesek. Az xy koordináták piros színűek. Az E egyenlő energiájú pont értéke mindkét rendszerben 1/3
Az rgb spektrum, ahogyan az emberi színlátást leírja

A Nemzetközi Világítástechnikai Bizottság (John Guild és David Wright) 1914 és 1931 között dolgozta ki az első, metrikus (mérésen alapuló) RGB rendszert.[1][2][3] Ennek szakmai háttere a Young–Helmholtz-féle trikromatikus színlátás-elmélet és a Maxwell-féle egyenlő oldalú rgb színháromszög. Az eredeti monokromatikus alap-színingereket (450, 530 és 610 nm) az XYZ-re való áttérésnél megváltoztatták.[4] Az RGB és az XYZ közötti átszámítás harmadrendű mátrixszal lehetséges. Bár nem vonták vissza, gyakorlatilag nem használják, különösen azóta, hogy a számítástechnika számára azonos nevű rendszert hoztak létre.

Az RGB átszámítási mátrixoknak sokféle változata van; ezeknek csak egyike a CIE 1931 RGB[5]

Jelölések

CIE 1931 színinger összetevők

CIE 1931 színességi koordináták

CIE 1931 spektrális színinger megfeleltető függvények

CIE 1931 alap színingerek (primaries) színességi koordinátái

A fentiek 2 fokos látószögre (az éles látás zónájára) érvényesek. Ezeket 1964-ben kiegészítették a 10 fokos (általános látóterű) színtérrel.

A számítógépes adatfeldolgozásban R, G, B betűk igen sokféle jelentéssel jöttek létre. Gyakorlatilag minden, a színességi háromszögben leírható gamut alapszíningereit az R, a G és a B betűkkel jelölik.


Kezdeti alkalmazása

[szerkesztés]

A CCIR 601 (EBU 3203) 1982-ben a következő előírásokat tette a színes televízió számára[6]

színességi koordináta R G B
x 0,64 0,29 0,15
y 0,33 0,60 0,06
z 0,03 0,11 0,79
hullámhossz R G B
nm 645,16 526,32 444,44

A szabványos megvilágítás (a fehér) kezdetben a C, jelenleg a D65. Ezt követték időrendben a számítógépes megjelenítés, a digitális televízió (ITU-R BT.709-5, jelenleg az ITU 2020 az UHD TV céljára)
ITU Rec. 2020 UHD TV

színességi koordináta R G B
x 0,70792 0,17024 0,13137
y 0,29203 0,79762 0,04588
z 0,0 0,03324 0,82275
u' 0,5565 0,05573 0,15983
v' 0,51651 0,58674 0,12558
hullámhossz R G B
nm 630 532 467

Az RGB és a CIE 1931 alapszíningerek közötti eltérés

[szerkesztés]
D65, 2 fokos látószög CIE 1931 CIELAB Munsell RGB COLOROID
alapszíninger xy szög hab H R G B A
sRGB R 645 nm 0,17 40,00 7,92R 250 24 35 31,11
sRGB G 526 nm 92,69 136,02 9,92GY 103 255 40 71,11
sRGB B 444 nm 238,83 306,29 5,41RP 42 16 245 50,63
CIE R 700 nm 352,74 37,00 7,17R 247 17 30 31,24
CIE G 546 nm 94,17 126,86 7,97GY 139 242 45 72,25
CIE B 435 nm 242,66 309,41 8,45PB 87 20 217 50,1

Az sRGB és a CIE RGB vörös alapszíningere csaknem ugyanabba az irányba esik. 0,17° és 352,74° alig tér el a vízszintestől (az x tengely irányától) az xy koordináta-rendszerben. Az RGB háttárszínek szemléltetése a szabványosnál alacsonyabb telítettségi tisztaságú ebben a táblázatban az összehasonlíthatóság érdekében. Az összehasonlítás célja kizárólag a színezetek jellemzése, amelyet a CIE esetében a hab, valamint a hu'v' színezeti szög, Munsell esetében a Hue, COLOROID esetében az A színezet képvisel.

Az ITU 709 és az sRGB alapszíningerei és a megvilágítási szabványuk is azonos. Különbségük csupán annyi közöttük, hogy az ITU nemzetközi szakmai szabvány a videotechnika számára, míg az sRGB-t a Microsoft dolgozta ki. Utóbbit főként a digitális fényképezésnél alkalmazzák.

Reprezentáció

[szerkesztés]

Az RGB skálán egy színt az határoz meg, hogy milyen intenzitású a három komponense. Ezen koncepció szerint rajzolható egy háromdimenziós modell, ahol a 3 tengely sorra a 3 alapszínt adja meg, 0 és valamilyen maximális érték (általánosságban 1 vagy a 255) között, és ezen határokon belül értelmezhető a színtér összes eleme. Ha mindhárom 0, akkor az eredő szín fekete lesz, ha 1 (vagy a maximum), akkor fehér, az összes köztes érték eredményezi a különböző árnyalatokat, mint pl.:

  • Piros és zöld maximum sárgát eredményez
  • Kék és zöld maximum türkiz színű lesz
  • Piros 0,5 (vagy a maximum fele), kék maximum pedig lila

Jegyzetek

[szerkesztés]
  1. ↑ CIE. Commission internationale de l'Eclairage proceedings, 1931. Cambridge University Press, Cambridge (1932) 
  2. ↑ Smith, Thomas, Guild, John (1931–32). „The C.I.E. colorimetric standards and their use”. Transactions of the Optical Society 33 (3), 73–134. o. DOI:10.1088/1475-4878/33/3/301. 
  3. ↑ Fairman H.S., Brill M.H., Henry Hemmendinger (1997. February). „How the CIE 1931 Color-Matching Functions Were Derived from the Wright–Guild Data”. Color Research and Application 22 (1), 11–23. o.  és Fairman H.S., Brill M.H., Hemmendinger H. (1998. August). „Erratum: How the CIE 1931 Color-Matching Functions Were Derived from the Wright–Guild Data”. Color Research and Application 23 (4), 259–259. o. 
  4. ↑ Pascale, Danny: A review of RGB color spaces. babelcolor.com, 2011. (Hozzáférés: 2012. január 20.)
  5. ↑ Lindbloom, Bruce: RGB–XYZ Matrices. brucelindbloom.com, 2008. (Hozzáférés: 2012. január 20.)
  6. ↑ Pascale, Danny: A review of RGB color spaces. babelcolor.com, 2011. (Hozzáférés: 2012. január 26.) Ebben az időben Magyarországon még a SECAM szabványt használták

Források

[szerkesztés]