Цветови стандарт. Цветово пространство. Палитра. Цветна температура.Стандартите са, за да се следват. Докато не се измислят нови стандарти.
Отговорът на въпроса "Защо трябва да следваме стандартите при цветовъзпроизвеждането на телевизорите и мониторите?", е прост: Защото повечето производители на телевизори и монитори не спазват стандартите за цветовъзпроизвеждане. Тъй като нямат интерес от това. Защо ли? Ами защото ослепителното бяло продава бройки телевизори, в съзвучие с човешката некомпетентност. А защо? Ами защото цветът на праховете за пране,
или по-точно на изпраните от тях ризи, е вездесъщ -
ослепително бял. Произлизащото от подобни трикове "вдъхновение" от "ярките" и "живи" цветове преследва средностатистическите потребители на телевизори и в известна степен - тези на монитори, докато твърде ограничена, професионална част от потребителите,
знаят за какво иде реч.
Ако питате мен, по-важен от цвета на киселото мляко,
произведено в Балкана, в
абсолютно естествени нехигиенично-технологични условия, за нас, българите, няма. Маслено-жълт отгоре, дълбочината на слоя масло зависи от кравата и от това, дали е "кръщавано" с вода. Произведено с култура от млечно-кисели бактерии
lactobacillus bulgaricus и
streptococcus thermophilus, в нормално съотношение 1:2
http://e-vestnik.bg/5850
http://missby.wordpress.com/2009/01/27/7-kiseli-mleka-2/
Всъщност, колко
ТОЧНО "бял" е тоя цвят на ризата?
За цветовете, видими с човешко око има стандарт - D65 (Daylight 6500 K)Стандартизираният светлинен еталон D65 е често използван стандарт за източник на светлина, определен от Международната комисия по осветление (CIE - "
Commission
Internationale de l'
Eclairage" ). Той е опит да се дефинират стандартни условия на осветеност на открито в различни части на света.
http://en.wikipedia.org/wiki/D65Този стандарт е изграден върху спектър на светлината от Слънцето в безоблачен ден, на обяд, в Западна/Северна Европа (кой знае точно къде), поради което се нарича още "летен излъчвател". Както всеки стандартен светлинен източник, той е представен като таблица на средни спектрофотометрични данни (спектър). Всеки светлинен източник, който има същото спектрално разпределение на интензитета на излъчване, може да се счита за D65 светлинен източник. В действителност не съществуват други първични източници на светлина отговарящи на стандарта
D65, с изключение на Слънцето, а само симулатори. D65 представлява средностатистическата дневна светлина и има среднопретеглена по спектъра цветова температура от около
6500 К (по-точно 6503,6 К).
Определението "цветова температура" характеризира температурата, съответстваща на отделената спектрална енергия от "идеален" излъчвател, който в областта на физиката се нарича "абсолютно черно тяло". Излъчването на "абсолютно черно тяло" се определя единствено от топлинните процеси, протичащи в него. Като пример може да се посочи Слънцето (6780 К, измерени извън земната атмосфера), лампа с волфрамова жичка (1800-2000 K), инфрачервеното излъчване на човек в абсолютно тъмна стая (310 К).
Скала на "цветовите температури". По-висока температура [К] съответства на "по-хладен" (по-блиъзк до синята област на спектъра) цвят.http://www.morepc.ru/monitor/crt/display_calibration.htmlСтандартът D65 регламентира средната температура на слънчевата повърхност при горепосочените условия, такава, каквато я виждаме от Земята. Ще рече - къмто която са привикнали нашите средства за наблюдение -
очите. CIE D65 следва да се използва във всички цветови изчисления, изискващи представител на стандартизирана дневна светлина, освен ако няма някакви специални причини за използване на други светлинни източници. Разлики в спектралното разпределение на относителния интензитет на излъчване на дневната светлина се срещат, особено в ултравиолетовата област на спектъра, в зависимост от сезона, времето на деня и географското местоположение.
Е, след като Слънцето би трябвало да излъчва "бяла" светлина, защо тя е "жълта" гледана от Земята. Демек - защо Слънцето е "жълто" ?
Отговорът е прост: Земната атмосфера. Тя
разсейва най-силно лъчите, идващи от Слънцето с дължина на вълната попадаща в ултравиолетовата и във виолетовата област. Но нашето око е слабочувствително към тези дължини на вълните. Затова можем да видим "виолетово" небе само късно вечер или много рано сутрин. Затова и небето, което виждаме всеки ден, е синьо. Защото след виолетовия, идва ред на синия цвят. А към тоя цвят нашето око е вече достатъчно чувствително.
С други думи, като за нас, на Слънцето, при пряко наблюдение, не му остават други цветове в ярък слънчев ден, освен тези, които са включени в стандарта D65, зависещи от филтъра на земната атмосфера. На който филтър са свикнали и нашите очи. Поне по отношение на точката на бялото (среднопретеглената по спектъра цветова температура) - тази на Слънцето, гледано през нашата атмосфера. Съществуват и различни измервания на температурата на Слънцето, но засега
не са стандартизираниhttp://en.wikipedia.org/wiki/SunВсички цветове, които виждаме за предметите, са всъщност отразени от съответния предмет фотони, с определена дължина на вълната. Фотони, дошли най-често от слънчевата светлина. Исторически, очите ни са се развили така, че да са чувствителни именно в тази определена област от дължини на вълните на фотоните, която ние наричаме "видим спектър", характерен за Слънцето, във вида, в който достига земната повърхност. Когато виждаме предмет с "бял" цвят, това означава, че съответния предмет отразява целия видим светлинен спектър, идващ от източника на светлина (най-често-Слънцето). Само преди 200 години не е имало други изкуствени източници на светлина, освен огъня. Затова отговорът на въпроса: "Кое е естественото бяло" е: спектърът на Слънцето, такъв, какъвто го виждаме и измерваме от земната повърхност. Тоест - спектърът, определен чрез
D65.
Е, те затова си трябва калибриране. За да се напасне цветовъзпроизвеждането на нашия телевизор така, че той да предава
естествени цветове на обектите. За нашите очи.
Цветови модел наричаме абстрактен математически модел, описващ начина, по който цветовете могат да бъдат представени като набор от числа (обикновено от по три или четири независими параметъра), или още наречени
"цветови компоненти" (например RGB и CMYK са цветови модели, съответно примерно за дисплеи и принтери).
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c2/AdditiveColor.svg/400px-AdditiveColor.svg.png
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/19/SubtractiveColor.svg/400px-SubtractiveColor.svg.pngДобавянето на някаква изобразяваща функция (например във вид на n-мерна диаграма) между цветовия модел и някакво отправно (стандартизирано) n- мерно цветово пространство води до "отпечатък" в рамките на отправното цветово пространство. Този "отпечатък" е заключен в геометрична фигура с върхове - координатите на номиналните стойности на параметрите на математичния модел
("главни", "основни" цветове, primaries) и е известен като
цветова гама, палитра (gamut), а в комбинация с цветовия модел, определя ново (собствено) цветово подпространство.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/37/Colorspace.png/584px-Colorspace.pngТримерното цветово пространство
CIE XYZ 1931 е един от първите опити за възпроизвеждане на цветово пространство
на базата на измервания на човешкото възприемане на цветовете и е основа (отправно, референтно) за почти всички останали цветови пространства. В него осите са цветовете "червен" "зелен" "син".
Тъй като човешкото око има три вида сензори за цвят, които отговарят на различни диапазони от дължина на вълната, пълното изобразяване на всички видими цветове е
триизмерна фигура. Обаче, понятието "цвят" може да бъде разделено на две части:
яркост и хроматичност. Например, белият цвят е ярък цвят, а сивият цвят се счита за по-слабо ярка версия на същя бял цвят. С други думи,
хроматичността на белия и сивия цвят е една и съща, като се различават само по яркост.
Следователно, черният цвят, в такова представяне, е бял цвят с нулева яркост.В тези термини CIE XYZ (RGB) пространството може да бъде математически предефинирано така, че един отделен параметър (най-често означен с
"Y") да е мярка за "
яркостта" или "светимостта" на даден цвят. Тогава
хроматичността на всеки цвят се определя само от два параметъра (означени с
x, y) и в това представяне е независима от яркостта (светимостта) на цвета. Между двете представяния (
RGB, xyY) съществува проста и еднозначна линейна трансформация (зависимост).
Математически,
x и
y са координатите на даден цвят в двумерна (плоска) цветова диаграма (т. нар. CIE диаграма):
Диаграмата представя целия диапазон от цветове, които човешкото око може да различи (цветовото пространство на средностатистическо човешко око). Кривата на
"чистите цветове" за дължини на вълните от 380 до 700 nm е горната образуваща на диаграмата. Правата линия, свързваща точките 380 nm и 700 nm в долния й край е линията на виолетовите нюанси, свързваща цветовете с малка и голяма дължина на вълната. Тъмната крива линия в центъра представлява хода на цветната температура на
"белия" цвят, в зависимост от различните възможни, видими от човешкото око източници на "бяла" светлина. По-точно, източници на "бяла" светлина с различна цветова температура. В дясната част са източници на светлина с по-ниска температура (към червения край на спектъра), а в левия край се разполагат източници, чиято цвтетова температура се приближава към синия край на спектъра.
Координатите на белия цвят (точката на бялото), според стандартния източник на светлина D65, са върху тази крива и са: x=0.3128, y=0.3290.
http://en.wikipedia.org/wiki/Color_spacehttp://www.curtpalme.com/forum/viewtopic.php?p=115919&sid=7480b671bb3119ca3ae738d42fa2ef3a#115919REC.709Това е стандарт за телевизия с висока разрешаваща способност
(high-definition television), чиято първа ревизия (редакция) е публикувана през 1990 г. Цветовата му температура на точката на бялото е със същите координати, както и при D65. Координатите на основните цветови компоненти на палитрата му (червен (R), зелен(G), син(B)) в CIE 1931 диаграмата са:
xR yR xG yG xB yB
0.64 0.33 0.30 0.60 0.15 0.06
http://en.wikipedia.org/wiki/Rec._709За стандарт REC.709 линейната трансформация, задаваща връзката между RGB и xyY подпространствата, изглежда така:(
X = ( 0.412453 0.357580 0.180423 (
R Y 0.212671 0.715160 0.072169 G Z) 0.019334 0.119193 0.950227 )
B)
Средният ред в матрицата дава коефициентите, необходими за да се получи яркостта (светимостта) на цвета. Координатите на всеки от главните цветове
(primaries) в
xyY представяне
(x,y) се получават съгласно формулите:
x=X/(X+Y+Z);
y=Y/(X+Y+Z);
приложени за всяка от колонките на матрицата.
За да се получат координатите на точката на бялото, при дадени (еднакви! - (1,1,1)) стойности на
R, G и B, чрез матрицата се пресмятат стойностите на
X, Y и Z, след което по горните две формули се получават
x(white) и
y(white).
Повече информация за коефициентите на матрицата (оператора) на преобразуване при други стандарти, както и изобщо за науката на цветовъзпроизвеждането, може да се намери в книги като тази:
http://www.amazon.com/Digital-Video-HDTV-Algorithms-Interfaces/dp/1558607927#reader_1558607927
Линк за изтегляне:
http://rs325.rapidshare.com/files/90326170/digital_video_and_hdtv_-_algorithms_and_interfaces__morgan_kaufmann-2003_.pdf
http://books.google.com/books?id=ra1lcAwgvq4C&pg=RA1-PA206&dq=relative-luminance+100-units&lr=&as_brr=0&ei=lU18R8aTJ4iUtgOskqGeBw&sig=IEWpWLxN_3uSazaqN-6dBkJ3UXM#v=onepage&q=relative-luminance%20100-units&f=false
Стандартът
REC.709 играе и ще играе все по-голяма роля в калибрирането на съвременните HD Ready и FullHD телевизори, доколкото все повече потребители ще притежават именно такъв тип телевизори. Самите телевизори започват да притежават все повече възможности за калибриране в потребителското меню. Тъй като светът се движи към цифров сигнал, приет през цифров вход в HD телевизор,
като единствен недостатък на стандарта може да се отбележи неговата привързаност към разрядност 8 бита на цвят. Засега нямаме видео-сигнал с разрядност повече от 8 бита на цвят (общо 24 бита за трите основния цвята
RGB), въпреки, че вече има стандарти за предаване на видеосигнал с по-висока разрядност. Но такива сигнали ще се появят в близкото бъдеще...
Други определения, свързани с калибриранетоYPbPrYPbPr е цветово пространство, използвано във видео-електрониката, по-специално във връзка с компонентните видео кабели. YPbPr е аналогова версия на YCbCr цветовото пространство, двете са математически равностойни, но YPbPr е предназначено за използване в аналогови системи, докато YCbCr е предназначено за цифрово видео.
YPbPr се получава от RGB видео сигнал, чрез трансформация, която разделя сигнала на три компоненти:
*
Y : носи информция за яркостта на картината (черно-бялото изображение), както и синхронизираща информация. Пресмята се от компонентите
R,G,B чрез матрицата на преобразуване;
*
Pb носи информация за разликата между синия цвят и яркостта
(B − Y);
*
Pr носи информация за разликата между червения цвят и яркостта
(R - Y).
В това представяне, препредаване на сигнал със зелен цвят би било излишно, тъй като информацията за него е следствие (се изчислява) от информацията за яркостта, синия и червения цвят.
Данните за цвета в това представяне могат да бъдат предадени в пълен обем (4:4:4 subsampling) или в редуциран обем - 4:2:2 subsampling (Rec.601), 4:2:0 subsampling (JPEG/JFIF, H.261, MPEG-1, MPEG-2). При намаления обем данни за цвета се разчита на факта, че най-много информация за детайлите носи компонентът
Y.
http://en.wikipedia.org/wiki/YPbPr
http://www.equasys.de/colorconversion.htmlxvYCCxvYCC или още -
YCbCr пространство с разширен обхват (също
x.v.Color) е цветово пространство, което може да бъдат използвано във видео електрониката - телевизори, цифрови възпроизвеждащи устройства. То поддържа 1,8 пъти по-голям gamut (палитра) от този на
sRGB цветовото пространство. xvYCC е дефиниран от IEC през октомври 2005 г. и публикуван през януари 2006 г., като
IEC 61966-2-4 .
Появата на
xvYCC е мотивирана от факта, че съвременните дисплеи и камери имат по-широка цветова гама. Но тези съвременни средства нарушават исторически установеното калибриране, базирано на основните цветове на електронно-лъчевите тръби. Тъй като всичките съществуващи системи за съхранение и предаване на видео данни са базирани също на него и по този начин са ограничени от палитрата на CRT.
xvYCC кодираното видео запазва същите първични цветове и точка на бялото като
REC.709 (
D65) и използва
REC.601 или
REC.709 RGB-към-YCC матрица на преобразуване (линейна трансформация) и кодиране. Това му позволява да минава през съществуващите цифрови YCC канали и е съвместим с всички цветове, в рамките на нормалния диапазон.
xvYCC не бива да се бърка с новата функция - Deep Color на HDMI 1.3. Това е отделна функция, която повишава точността на яркостта и информацията за цвета, и е независима от xvYCC.
xvYCC не се поддържа от
DVD-Video или
Blu-Ray, но се поддържа от запис с висока разделителна способност във формат
AVCHD и
PlayStation 3.
На практика, какво означава
xvYCC за Вашия плоскопанелен телевизор, ако той притежава такива опции
(x.v.Color)?
1. Видеопроцесор с разрядност на регистрите повече от 8 бита (10,12 и повече бита);
2. Панел - (матрица+контролер), който може да възпроизведе
повече от 2Е8х2Е8х2Е8 = 16777216 цвята, тоест, също с разрядност повече от 8 бита на цвят;
3. Цветово пространство на матрицата -
много по-широко от REC.709 - това означава, че геометричната фигура, заключена между номиналните стойности на трите основни цвята в CIE диаграмата на телевизора Ви, измерена с независим прибор, е доста по-площна от стандартния (
REC.709) триъгълник.
4.Възможност за разпознаване на x.v. сигнал, ако се появи на някой
цифровите входове на телевизора.
http://en.wikipedia.org/wiki/XvYCC
http://en.wikipedia.org/wiki/BT.601