Barevný model RGB

RGB a displayEdit

Jednou z běžných aplikací barevného modelu RGB je zobrazení barev na katodová trubice (CRT), displej z tekutých krystalů (LCD), plazmový displej nebo organické světlo emitující di ode (OLED) displej, jako je televize, monitor počítače nebo velkoplošná obrazovka. Každý pixel na obrazovce je vytvořen řízením 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 společně uspořádané do obdélníkového povrchu obrazovky odpovídají barevnému obrazu.

Během digitálního zpracování obrazu může být každý pixel zobrazen v paměti počítače nebo hardwaru rozhraní (například grafická karta) jako binární hodnoty pro komponenty červené, zelené a modré barvy. Při správném řízení se tyto hodnoty převádějí na intenzity nebo napětí pomocí korekce gama, aby se opravila inherentní nelinearita některých zařízení, takže se zamýšlené intenzity reprodukují na displeji.

Quattron vydaný společností Sharp používá barvu RGB a přidává žlutou barvu jako subpixel, což údajně umožňuje zvýšení počtu dostupných barev.

Video elektronikaEdit

RGB je také termín odkazující na typ použitého komponentního video signálu. ve videoelektronickém průmyslu. Skládá se ze tří signálů – červeného, zeleného a modrého – vedených na třech samostatných kabelech / kolících. Formáty signálu RGB jsou často založeny na upravených verzích standardů RS-170 a RS-343 pro černobílé video. Tento typ video signálu je v Evropě široce používán, protože se jedná o signál nejvyšší kvality, který lze přenést na standardní konektor SCART. Tento signál je známý jako RGBS (existují také 4 zakončené kabely BNC / RCA), ale je přímo kompatibilní s RGBHV používaným pro počítačové monitory (obvykle se provádí na 15kolíkových kabelech zakončených 15kolíkovými konektory D-sub nebo 5 konektory BNC) , který přenáší samostatné 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 po celém světě však používají RGB.

Video framebufferEdit

Framebuffer je digitální zařízení pro počítače, které ukládá data do takzvané videopaměti (obsahující pole RAM nebo podobné čipy). Tato data směřují buď ke třem digitálně-analogovým převaděčům (DAC) (pro analogové monitory), jednom na primární barvu nebo přímo k digitálním monitorům. Poháněno softwarem, CPU (nebo jiné specializované čipy) zapisují příslušné bajty do video paměti, aby definovaly obraz. Moderní systémy kódují hodnoty barev pixelů tím, že věnují osm bitů každé ze složek R, G a B. Informace RGB mohou být přenášeny přímo samotnými pixelovými bity nebo poskytovány samostatnou vyhledávací tabulkou barev (CLUT), pokud jsou použity indexované barevné grafické režimy.

CLUT je specializovaná RAM, která ukládá R, Hodnoty G a B, které definují konkrétní barvy. Každá barva má svou vlastní adresu (index) – považujte ji za popisné referenční číslo, které poskytuje tuto konkrétní barvu, když ji obrázek potřebuje. Obsah CLUT je hodně jako paleta barev. Data obrazu, která používají indexovanou barvu, specifikuje adresy v CLUT, aby poskytly požadované hodnoty R, G a B pro každý konkrétní pixel po jednom pixelu. Samozřejmě před zobrazením musí být CLUT načteny s hodnotami R, G a B, které definují paletu barev požadovanou pro každý obrázek, který má být vykreslen. Některé video aplikace ukládají takové palety do souborů PAL (například hra Age of Empires používá více než půl tuctu) a mohou kombinovat CLUTY na obrazovce.

RGB24 a RGB32

Toto nepřímé schéma omezuje počet dostupné barvy v obrázku CLUT – obvykle 256 krychlí (8 bitů ve třech barevných kanálech s hodnotami 0–255) – ačkoli každá barva v tabulce RGB24 CLUT má pouze 8 bitů představujících 256 kódů pro každý z R, G a B primárky, takže 16 777 216 možných barev. Výhodou však je, že obrazový soubor s indexovanou barvou může být výrazně menší, než by byl s pouhými 8 bity na pixel pro každou primární.

Moderní úložiště je však mnohem méně nákladné, což výrazně snižuje potřebu minimalizovat velikost obrazového souboru. Použitím vhodné kombinace intenzity červené, zelené a modré lze zobrazit mnoho barev. Aktuální typické grafické adaptéry používají až 24 bitů informací pro každý pixel: 8 bitů na komponentu vynásobené třemi komponentami (viz část Digitální reprezentace níže (24 bitů = 2563, každá primární hodnota 8 bitů s hodnotami 0–255) . S tímto systémem je povoleno 16 777 216 (2563 nebo 224) samostatných kombinací hodnot R, G a B, které poskytují miliony různých (i když ne nutně rozlišitelných) odstínů, sytosti a světlosti. Zvýšené stínování bylo implementováno různými způsoby, některé formáty, jako jsou soubory .png a .tga, mimo jiné využívající jako maskovací vrstvu čtvrtý barevný kanál ve stupních šedi, který se často nazývá RGB32.

U obrázků se skromným rozsahem jasů od nejtmavších po nejsvětlejší, osm bitů na primární barvu poskytuje kvalitní obraz, ale extrémní obrázky vyžadují více bitů na primární barvu a také pokročilou technologii zobrazení. Další informace najdete v části Zobrazování vysokého dynamického rozsahu (HDR).

NonlinearityEdit

U klasických zařízení s katodovou trubicí (CRT) není jas daného bodu na fluorescenční obrazovce vlivem zrychlených elektronů úměrný napětím aplikovaným na ovládání elektronové zbraně mřížky, ale na expanzivní funkci tohoto napětí. Velikost této odchylky je známá jako její hodnota gama (γ {\ displaystyle \ gamma}), což je argument funkce funkce zákona o moci, která toto chování úzce popisuje. Lineární odezva je dána hodnotou gama 1,0, ale skutečné nelinearity CRT mají hodnotu gama kolem 2,0 až 2,5.

Podobně není intenzita výstupu na televizních a počítačových zobrazovacích zařízeních přímo úměrná R, G a B aplikovaly elektrické signály (nebo ukládaly hodnoty dat, které je poháněly přes digitálně-analogové převaděče). Na typickém standardním 2,2-gama CRT displeji má vstupní hodnota RGB (0,5, 0,5, 0,5) pouze 22% plného jasu (1,0, 1,0, 1,0), namísto 50%. Pro získání správné odezvy se při kódování obrazových dat používá gama korekce a případně další korekce v rámci procesu kalibrace barev zařízení. Gama ovlivňuje černobílý televizor i barvu. Ve standardní barevné televizi jsou vysílané signály korigovány gama.

RGB a fotoaparátyEdit

V barevných televizních a videokamerách vyrobených před 90. léty bylo příchozí světlo odděleno hranoly a filtry do tří primárních barev RGB, které každou barvu přivádějí do samostatné trubice videokamery (nebo snímací trubice). Tyto elektronky jsou typem katodové trubice, kterou nelze zaměňovat s obrazovkami CRT.

S příchodem technologie komerčně životaschopných zařízení s propojeným nábojem (CCD) v 80. letech 20. století byly snímací trubice první byly nahrazeny tímto druhem senzoru. Později byla použita elektronika pro integraci ve větším měřítku (hlavně Sony), což zjednodušilo a dokonce odstranilo střední optiku, čímž se zmenšila velikost domácích videokamer a nakonec to vedlo k vývoji plných videokamer. Současné webové kamery a mobilní telefony s fotoaparáty jsou nejvíce miniaturizovanými komerčními formami této technologie.

Fotografické digitální fotoaparáty, které používají obrazový snímač CMOS nebo CCD, často fungují s určitou variací modelu RGB. V uspořádání filtru Bayer je zelená dána dvakrát tolik detektorů než červená a modrá (poměr 1: 2: 1), aby bylo dosaženo vyššího rozlišení jasu než rozlišení chrominancí. Senzor má mřížku červených, zelených a modrých detektorů uspořádaných tak, že první řádek je RGRGRGRG, další je GBGBGBGB a tato sekvence se opakuje v následujících řádcích. Pro každý kanál jsou chybějící pixely získány interpolací v procesu demosaicing, aby se vytvořil kompletní obraz. K mapování měření RGB kamery do standardního barevného prostoru RGB jako sRGB se používaly také další procesy.

RGB a scannersEdit

Ve výpočtech je obrazový skener zařízení, které opticky skenuje obrázky (tištěný text, rukopis nebo objekt) a převádí je na digitální obraz, který se přenáší do počítače. Mezi jinými formáty existují ploché, bubnové a filmové skenery a většina z nich podporuje barvy RGB. Lze je považovat za nástupce raných telepotografických vstupních zařízení, která dokázala posílat po sobě jdoucí řádky skenování jako analogové signály amplitudové modulace přes standardní telefonní linky do příslušných přijímačů; takové systémy se v tisku používaly od 20. do poloviny 90. let. Barevné teleobjekty byly odeslány jako tři oddělené RGB filtrované obrazy za sebou.

Aktuálně dostupné skenery obvykle používají jako obrazový snímač zařízení s vazbou na náboj (CCD) nebo kontaktní obrazový snímač (CIS), zatímco starší bubnové skenery používají jako obrazový snímač tubus fotonásobiče. Brzy skenery barevných filmů používaly halogenovou lampu a tříbarevné filtrační kolečko, takže ke skenování jednoho barevného obrazu byly zapotřebí tři expozice. Kvůli problémům s ohřevem, z nichž nejhorší bylo potenciální zničení skenovaného filmu, byla tato technologie později nahrazena neohřívajícími se světelnými zdroji, jako jsou barevné LED.