Τι είναι ο χρωματικός χώρος;

BenQ Color Technology Lab
2019/08/20

Ο ορισμός του χρωματικού χώρου

Ο χρωματικός χώρος ορίζεται ως η γκάμα των χρωμάτων τα οποία συγκεκριμένη συσκευή μπορεί να παράγει ή να καταγράφει. Συνήθως φαίνεται από μία περίκλειστη περιοχή των πρωτευόντων χρωμάτων της συσκευής στο χρωματικό διάγραμμα. Για παράδειγμα, τα πρωτεύοντα χρώματα της οθόνης είναι το κόκκινο, το πράσινο και το μπλε: συνεπώς, ο χρωματικός χώρος της οθόνης παρουσιάζεται σε μία τριγωνική περιοχή η οποία περικλείεται από τις χρωματικές συντεταγμένες του κόκκινου, πράσινου και μπλε χρώματος της οθόνης. Στην Εικόνα 1 φαίνεται ένα χρωματικό διάγραμμα με διαφορετικούς χρωματικούς χώρους.

Χρωματικός χώρος στις χρωματικές συντεταγμένες xy CIE 1931

Εικόνα 1: Διαφορετικοί χρωματικοί χώροι σχεδιασμένοι σε χρωματικό διάγραμμα CIE 1931

 

Ένα πολύ σημαντικό χαρακτηριστικό του χρωματικού χώρου είναι πως είναι τρισδιάστατος, και όχι δισδιάστατος. Επειδή όταν περιγράφουμε ένα χρώμα, συνήθως χρησιμοποιούνται τρία στοιχεία: η απόχρωση, ο κορεσμός και η φωτεινότητα. Εφόσον ένας χρωματικός χώρος αποτελεί μία συλλογή χρωμάτων, είναι λογικό πως και αυτός θα χαρακτηρίζεται από απόχρωση, κορεσμό και φωτεινότητα. Οπότε κατά τον σχεδιασμό του χρωματικού χώρου, θα πρέπει να λαμβάνεται μια τρισδιάστατη γραφική παράσταση, όπως φαίνεται στην Εικόνα 2. Ωστόσο, ο σχεδιασμός μιας τρισδιάστατης γραφικής παράστασης δεν είναι ποτέ κάτι εύκολο, ακόμα και στις μέρες μας. Γι' αυτό συχνά χρησιμοποιούμε μια δισδιάστατη γραφική παράσταση για ένα χρωματικό χώρο, όπως φαίνεται στην Εικόνα 1. Η διάσταση που λείπει είναι η φωτεινότητα, η οποία είναι κάθετη στην οθόνη ή το χαρτί όπου αποτυπώνεται η γραφική παράσταση.

Figure 2: Three-Dimensional Representation of Color Gamut

 

Ευρέως γνωστά πρότυπα χρωματικού χώρου

Ο πιο ευρέως γνωστός χρωματικός χώρος μπορεί να είναι ο "NTSC" (καθιερώθηκε το 1953 από την FCC), ωστόσο, δεν αποτελεί τον πρότυπο χρωματικό χώρο. Ο "sRGB" είναι ο πρότυπος χρωματικός χώρος ο οποίος τυποποιήθηκε από την IEC από το 1999. Ο λόγος της τυποποίησης ενός χρωματικού χώρου είναι για να καθιερωθεί βαθμιαία ένας ευκολότερος τρόπος αναπαραγωγής χρωμάτων. Αν όλες οι έγχρωμες συσκευές, συμπεριλαμβανομένων των ψηφιακών φωτογραφικών μηχανών, των σαρωτών, των οθονών, των εκτυπωτών, των βιντεοπροβολέων κ.λ.π. μπορούν να αναπαράγουν σωστά στο χρωματικό χώρο sRGB, τότε οι εικόνες θα μπορούν να αναπαραχθούν με μεγάλη πιστότητα ανάμεσα σε αυτές τις έγχρωμες συσκευές. Αυτό το φαινόμενο οφείλεται στο ότι οι έγχρωμες συσκευές έχουν την ίδια ικανότητα εγγραφής (με κατάλληλη βαθμονόμηση φυσικά), εμφάνισης ή εκτύπωσης της ίδιας γκάμας χρωμάτων, οπότε για την ίδια εικόνα, θα ελαχιστοποιηθεί η απόκλιση των χρωμάτων που αναπαράγονται σε διαφορετικές συσκευές. Συνεπώς, θα μπορούσε να επιτευχθεί χρωματική πιστότητα ή διαχείριση των χρωμάτων. Αυτή είναι και η ιδέα της αναπαραγωγής χρωμάτων εντός του υποστηριζόμενου εύρους.

Ωστόσο, για την επίτευξη της χρωματικής πιστότητας ή διαχείρισης χρωμάτων, θα πρέπει να συμφωνηθούν οι ακριβείς χρωματικές συντεταγμένες R, G, B στο χρωματικό διάγραμμα. Κάθε ζεύγος χρωματικών συντεταγμένων καθορίζει ένα διακριτό ή μοναδικό χρώμα. Για παράδειγμα, το ζεύγος (x, y) = (0,64, 0,30) δεν είναι ίσο με το (x, y) = (0,63, 0,29), παρόλο που οι αριθμοί βρίσκονται πολύ κοντά μεταξύ τους. Στην βιομηχανία οθονών, υπάρχει ακόμα μία παραπλανητική πληροφορία. Ορισμένοι κατασκευαστές ή μάρκες οθονών παρουσιάζουν στην αγορά τις οθόνες τους ως "72% NTSC" σε σχέση με το χρωματικό χώρο ώστε να είναι "συμβατές με τον "sRGB". Ωστόσο, αυτό δεν ισχύει. Αν πάρουμε τις χρωματικές συντεταγμένες από κάθε χρωματικό χώρο από τον Πίνακα 1, και υπολογίσουμε το μέγεθος της επιφάνειας κάθε χρωματικού χώρου: Μπορούμε να ανακαλύψουμε πως η αναλογία επιφάνειας του sRGB προς το NTSC είναι 0,72 προς 1. Από εδώ προέρχεται η παραπλανητική ιδέα πως το 72% NTSC ισούται με το sRGB. Η σωστή ερμηνεία είναι πως "ο αριθμός των χρωμάτων που μπορεί να αναπαράγει το sRGB ισούται με το 72% του NTSC, αλλά τα χρώματα που αναπαράγονται δεν είναι απαραίτητα τα ίδια χρώματα." Επειδή ο μόνος περιορισμός στο 72% είναι η αναλογία μεγέθους των επιφανειών, και δεν υπάρχουν πληροφορίες για τις χρωματικές συντεταγμένες R, G, και B. Συνεπώς, δεν θα μπορούσαμε να πούμε πως το 72% του χρωματικού χώρου NTSC ισούται με τον χρωματικό χώρο sRGB. Επομένως, ισχύει μόνο όταν πρόκειται για "αναλογία κάλυψης" κατά τη σύγκριση των δύο χρωματικών χώρων. Ένα παράδειγμα φαίνεται στην Εικόνα 3. Στην αριστερή πλευρά, οι δύο χρωματικοί χώροι έχουν την ίδια αναλογία επιφανειών, αλλά δεν αλληλοεπικαλύπτονται κατά 100%. Στην δεξιά πλευρά, μόνο ένα συγκεκριμένο ποσοστό του χρωματικού χώρου της οθόνης καλύπτει τον sRGB, και δεν είναι το 100%. Είναι προφανές πως η συγκεκριμένη οθόνη δεν μπορεί να αναπαράγει το 100% του εύρους sRGB, ως προς το χρώμα.

Χρωματικοί χώροι και σχετικές χρωματικές συντεταγμένες R, G, και B

Color Gamut

 

1931 x-coordinate

1931 y-coordinate

Color Gamut

NTSC

 

R

1931 x-coordinate

0.67

1931 y-coordinate

0.33

Color Gamut

G

 

0.21

1931 x-coordinate

0.71

Color Gamut

B

 

0.14

1931 x-coordinate

0.08

Color Gamut

sRGB

 

R

1931 x-coordinate

0.64

1931 y-coordinate

0.33

Color Gamut

G

 

0.30

1931 x-coordinate

0.60

Color Gamut

B

 

0.15

1931 x-coordinate

0.06

Color Gamut

AdobeRGB

 

R

1931 x-coordinate

0.64

1931 y-coordinate

0.33

Color Gamut

G

 

0.21

1931 x-coordinate

0.71

Color Gamut

B

 

0.15

1931 x-coordinate

0.06

Color Gamut

DCI-P3

 

R

1931 x-coordinate

0.680

1931 y-coordinate

0.320

Color Gamut

G

 

0.265

1931 x-coordinate

0.690

Color Gamut

B

 

0.150

1931 x-coordinate

0.060

Color Gamut

Rec. 2020

 

R

1931 x-coordinate

0.708

1931 y-coordinate

0.292

Color Gamut

G

 

0.170

1931 x-coordinate

0.797

Color Gamut

B

 

0.131

1931 x-coordinate

0.046

Εικόνα 3: Παράδειγμα δύο χρωματικών χώρων με την ίδια αναλογία επιφανειών, που όμως δεν αλληλοεπικαλύπτονται

 

Φυσικά, στην αγορά υπάρχουν πολλοί παραπάνω χρωματικοί χώροι από τον NTSC και τον sRGB. Για παράδειγμα, τα AdobeRGB, DCI-P3, EBU, AppleRGB, κλπ. Όλα έχουν τις δικές τους χρωματικές συντεταγμένες R, G και B και τα σχετικά λευκά σημεία και προδιαγραφές φωτεινότητας, και φυσικά την δική τους εφαρμογή. Για παράδειγμα, το AdobeRGB έχει σχεδιαστεί για χρήση στον κλάδο των γραφικών τεχνών, ειδικά με σκοπό την εκτύπωση, το DCI-P3 χρησιμοποιείται κυρίως στον ψηφιακό κινηματογράφο, και το EBU χρησιμοποιείται στην Ευρωπαϊκή Τηλεοπτική Βιομηχανία. Το πρότυπο Rec. 2020 είναι ένα πρότυπο που έχει δημιουργηθεί πρόσφατα για όλες τις συσκευές του μέλλοντος, και αντιπροσωπεύει σχεδόν όλα τα χρώματα που μπορεί να αντιληφθεί το ανθρώπινο μάτι.

Ποιον χρωματικό χώρο να επιλέξω;

Η επιλογή του χρωματικού χώρου εξαρτάται από την ροή εργασιών σας και τις απαιτήσεις που δημιουργούνται. Αν εργάζεστε κυρίως με φωτογραφίες και το τελικό αποτέλεσμά σας είναι σε έντυπη μορφή, τότε ο "AdobeRGB" μπορεί να είναι η καλύτερη επιλογή χρωματικού χώρου για την εργασία σας. Αν τα αποτελέσματα της εργασίας σας είναι ψηφιακά άλμπουμ ή κάτι που διαμοιράζεστε στο Facebook, τότε συνιστάται να επεξεργάζεστε τις φωτογραφίες σας στον χρωματικό χώρο "AdobeRGB" για να διατηρείτε τα περισσότερα χρώματα, και μετά να τις μετατρέπετε σε "sRGB" πριν τις δημοσιεύσετε στο διαδίκτυο. Επειδή επί του παρόντος το πρόγραμμα περιήγησης στο διαδίκτυο υποστηρίζει μόνο τον χρωματικό χώρο "sRGB", οποιοδήποτε χρωματικό εύρος μεγαλύτερο του sRGB θεωρείται "ευρύς χρωματικός χώρος", και δεν θα γίνει κατάλληλη διαχείρισή του. Επομένως αν επεξεργάζεστε ή βελτιώνετε τις φωτογραφίες σας στον χρωματικό χώρο "AdobeRGB", τότε όταν αυτές δημοσιευτούν στο διαδίκτυο, μπορεί να δείχνουν αρκετά ανοιχτόχρωμες και χωρίς κορεσμό. Συνεπώς, η καλύτερη στρατηγική για να αποφύγετε αυτήν την καταστροφή είναι να μετατρέψετε τις φωτογραφίες σε "sRGB" πριν τις δημοσιεύσετε στο διαδίκτυο.

Αν εργάζεστε με βίντεο, η πιο πρόσφατη τάση είναι η μετατροπή από το "Rec. 709" στο "DCI-P3" ή στο "Display P3". Το "DCI" σημαίνει Πρωτοβουλία ψηφιακού κινηματογράφου (Digital Cinema Initiative), και το Ρ3 αναφέρεται σε μια σειρά συνθηκών θέασης. Οι μοντέρνοι κινηματογράφοι μπορούν να αναπαράγουν πλήρως ένα χρωματικό χώρο με ζωηρά χρώματα, χρησιμοποιώντας ψηφιακά συστήματα προβολής κινηματογράφου. Ωστόσο, το λευκό σημείο του DCI-P3 έχει επιλεγεί να έχει πρασινωπή απόχρωση λόγω του συστήματος προβολής. Οι Apple, YouTube, Netflix και άλλοι πάροχοι περιεχομένου βίντεο έχουν υιοθετήσει τον ίδιο χρωματικό χώρο με τον DCI-P3 αλλά χρησιμοποιούν το D65 ως το λευκό σημείο, και το αποτέλεσμα ονομάζεται "Display P3". Ένα ουδέτερο λευκό είναι πιο ευπρόσδεκτο στις περισσότερες οθόνες και τις τηλεοράσεις, και η δημοφιλία του αυξάνεται στον κλάδο της επεξεργασίας βίντεο μετά την λήψη.

Περίληψη

Σε αυτό το άρθρο, μάθαμε τον ορισμό του χρωματικού χώρου, και πώς αυτός αναπαριστάται σε ένα χρωματικό διάγραμμα. Ο χρωματικός χώρος θα πρέπει να αναπαριστάται σε τρισδιάστατη γραφική παράσταση αλλά απλοποιείται σε δισδιάστατη γραφική παράσταση για ευκολότερη παρουσίαση. Μιλήσαμε επίσης για τον λόγο της τυποποίησης ενός χρωματικού χώρου, του sRGB, για την διευκόλυνση της χρωματικής αντιστοίχισης σε διαφορετικές έγχρωμες συσκευές. Επιπλέον, συζητήθηκε και εξηγήθηκε η παραπλανητική ιδέα πως το 72% του NTSC ισούται με το sRGB. Η ισότητα της αναλογίας επιφανειών του χρωματικού χώρου δεν εγγυάται απαραίτητα την ίδια ικανότητα απόδοσης των χρωμάτων. Αντίθετα, θα πρέπει να εξετάζεται η αναλογία κάλυψης κατά τη σύγκριση δύο χρωματικών χώρων. Τέλος, είδαμε διαφορετικούς χρωματικούς χώρους και τις εφαρμογές τους. Μάθαμε επίσης πώς να επιλέγουμε τον σωστό χρωματικό χώρο και να διατηρούμε τη συνέπεια του χρώματος για την δημοσίευση φωτογραφιών στο διαδίκτυο.

Βρήκατε το άρθρο χρήσιμο?

ναι Οχι
TOP