RGB-värimalli

RGB ja displayEdit

Yksi RGB-värimallin yleinen sovellus on värien näyttäminen katodisädeputki (CRT), nestekidenäyttö (LCD), plasmanäyttö tai orgaanista valoa emittoiva di ode (OLED) -näyttö, kuten televisio, tietokoneen näyttö tai laajamittainen näyttö. Jokainen näytön pikseli on rakennettu ajamalla kolmea pientä ja hyvin lähellä olevaa, mutta silti erotettua RGB-valonlähdettä. Tavallisella katseluetäisyydellä erillisiä lähteitä ei voida erottaa toisistaan, mikä huijaa silmää näkemään tietyn kiinteän värin. Kaikki suorakulmaiselle ruudulle järjestetyt pikselit vastaavat värikuvaa.

Digitaalisen kuvankäsittelyn aikana kukin pikseli voidaan esittää tietokoneen muistissa tai liitäntälaitteistossa (esimerkiksi näytönohjaimessa) binaariarvoina punainen, vihreä ja sininen väriosat. Kun niitä hallitaan oikein, nämä arvot muunnetaan intensiteeteiksi tai jännitteiksi gammakorjauksen avulla joidenkin laitteiden luontaisen epälineaarisuuden korjaamiseksi siten, että suunnitellut intensiteetit toistetaan näytöllä.

Sharpin julkaisema Quattron käyttää RGB-värejä ja lisää keltaisen alipikselinä, mikä oletettavasti sallii käytettävissä olevien värien määrän kasvun.

Video electronicsEdit

RGB on myös termi, joka viittaa käytettyyn komponenttivideosignaaliin. videoelektroniikkateollisuudessa. Se koostuu kolmesta signaalista – punaisesta, vihreästä ja sinisestä -, jotka kulkevat kolmella erillisellä kaapelilla / nastalla. RGB-signaalimuodot perustuvat usein yksivärisen videon RS-170- ja RS-343-standardien muunnettuihin versioihin. Tämän tyyppistä videosignaalia käytetään laajalti Euroopassa, koska se on parasta laatua oleva signaali, jota voidaan kuljettaa tavallisella SCART-liittimellä. Tämä signaali tunnetaan nimellä RGBS (on olemassa myös 4 BNC / RCA-päätteistä kaapelia), mutta se on suoraan yhteensopiva RGBHV: n kanssa, jota käytetään tietokonenäytöissä (yleensä 15-napaisilla kaapeleilla, jotka on päätetty 15-napaisilla D-sub- tai 5 BNC-liittimillä) , joka kuljettaa erillisiä vaaka- ja pystysuuntaisia synkronointisignaaleja.

Euroopan ulkopuolella RGB ei ole kovin suosittu videosignaalin muoto; S-Video vie tämän paikan useimmilla Euroopan ulkopuolisilla alueilla. Kuitenkin melkein kaikki tietokonenäytöt ympäri maailmaa käyttävät RGB: tä.

Video framebufferEdit

Kehyspuskuri on digitaalinen laite tietokoneille, joka tallentaa tietoja ns. Videomuistiin (joka sisältää matriisin) videomuistia tai vastaavia siruja). Nämä tiedot menevät joko kolmeen digitaalinen-analoginen muuntimeen (DAC) (analogisille näytöille), yksi per pääväri tai suoraan digitaalisiin näyttöihin. Ohjelmiston ohjaamana keskusyksikkö (tai muut erikoistuneet sirut) kirjoittaa sopivat tavut videomuistiin kuvan määrittelemiseksi. Nykyaikaiset järjestelmät koodaavat pikselivärien arvoja osoittamalla kahdeksan bittiä kullekin R-, G- ja B-komponentille. RGB-tiedot voidaan joko kuljettaa suoraan itse pikselibiteillä tai antaa erillinen värihakutaulukko (CLUT), jos käytetään indeksoituja värigrafiikkatiloja.

CLUT on erikoistunut RAM, joka tallentaa R, G- ja B-arvot, jotka määrittelevät tietyt värit. Jokaisella värillä on oma osoite (hakemisto) – pidä sitä kuvailevana viitenumerona, joka antaa kyseisen värin, kun kuva sitä tarvitsee. CLUT: n sisältö on paljon kuin väripaletti. Indeksoituja värejä käyttävät kuvatiedot määrittelevät osoitteet ryhmässä, jotta saadaan tarvittavat R-, G- ja B-arvot kullekin tietylle pikselille yksi pikseli kerrallaan. Tietenkin ennen näyttämistä CLUT on ladattava R-, G- ja B-arvoilla, jotka määrittelevät kullekin renderoitavalle kuvalle tarvittavan väripaletin. Jotkut videosovellukset tallentavat tällaisia paletteja PAL-tiedostoihin (esimerkiksi Age of Empires -peli käyttää yli puoli tusinaa) ja voivat yhdistää näytöllä olevat clutit.

RGB24 ja RGB32

Tämä epäsuora järjestelmä rajoittaa käytettävissä olevat värit kuvassa CLUT – tyypillisesti 256-kuutioinen (8 bittiä kolmessa värikanavassa, joiden arvot ovat 0–255) – vaikka jokaisessa RGB24 CLUT -taulukon värissä on vain 8 bittiä, jotka edustavat 256 koodia kullekin R-, G- ja B esivaalit, jolloin 16 777 216 mahdollista väriä. Etuna on kuitenkin se, että indeksoitu värillinen kuvatiedosto voi olla huomattavasti pienempi kuin se olisi vain 8 bittiä pikseliä kohden kutakin ensisijaista kuvaa kohden.

Moderni tallennus on kuitenkin paljon halvempaa, mikä vähentää huomattavasti tarvetta minimoida kuvatiedoston koko. Käyttämällä sopivaa yhdistelmää punaista, vihreää ja sinistä voimakkuutta voidaan näyttää useita värejä. Nykyiset tyypilliset näyttösovittimet käyttävät jopa 24-bittistä tietoa kullekin pikselille: 8-bittinen komponenttia kohden kerrottuna kolmella komponentilla (katso alla oleva Digitaalisen esityksen osio (24 bittiä = 2563, kukin ensisijainen arvo on 8 bittiä arvojen ollessa 0-255) Tämän järjestelmän avulla sallitaan 16 777 216 (2563 tai 224) erillistä R-, G- ja B-arvoyhdistelmää, jotka tarjoavat miljoonia erilaisia (vaikkakaan ei välttämättä erotettavissa olevia) sävy-, kyllästys- ja vaaleussävyjä. joissakin muodoissa, kuten .png- ja .tga-tiedostoissa, mm. peittokerroksena neljäs harmaasävyvärikanava, jota usein kutsutaan RGB32: ksi.

Kuville, joiden kirkkausalue on vaatimaton tummimmasta vaalimpaan, kahdeksan bittiä perusväri tuottaa laadukkaita kuvia, mutta äärimmäiset kuvat vaativat enemmän bittejä pääväriä kohti sekä edistyneen näyttötekniikan. Lisätietoja on kohdassa High Dynamic Range (HDR) -kuvantaminen.

NonlinearityEdit

Klassisissa katodisädeputkilaitteissa (CRT) tietyn pisteen kirkkaus fluoresoivalla näytöllä kiihdytettyjen elektronien vaikutuksesta johtuen ei ole verrannollinen elektronipistoolin ohjaukseen käytettyihin jännitteisiin verkkoon, mutta kyseisen jännitteen laajaan toimintaan. Tämän poikkeaman määrää kutsutaan sen gamma-arvoksi (γ {\ displaystyle \ gamma}), joka on teholainfunktion argumentti, joka kuvaa tarkasti tätä käyttäytymistä. Lineaarinen vaste saadaan gamma-arvosta 1,0, mutta todellisten CRT-epälineaarisuuksien gamma-arvo on noin 2,0 – 2,5.

Vastaavasti TV: n ja tietokoneen näyttölaitteiden lähdön voimakkuus ei ole suoraan verrannollinen R-, G- ja B-sovelletut sähköiset signaalit (tai tiedostodata-arvot, jotka ohjaavat niitä digitaalista analogiamuuntimien läpi). Tyypillisessä vakiomallisessa 2,2 gamman CRT-näytössä RGB-tulon voimakkuuden arvo (0,5, 0,5, 0,5) tuottaa vain noin 22% täydestä kirkkaudesta (1,0, 1,0, 1,0) 50%: n sijaan. Oikean vastauksen saamiseksi käytetään gamma-korjausta kuvatietojen koodauksessa ja mahdollisesti lisäkorjauksia osana laitteen värikalibrointiprosessia. Gamma vaikuttaa mustavalkoiseen televisioon sekä väreihin. Tavallisessa väritelevisiossa lähetyssignaalit korjataan gammalla.

RGB ja kameratMuokkaa

Ennen 1990-lukua valmistetuissa väritelevisio- ja videokameroissa tuleva valo erotettiin prismoilla suodatetaan kolmeen RGB-pääväriin ja syötetään kukin väri erilliseen videokameraputkeen (tai vastaanottoputkeen). Nämä putket ovat eräänlainen katodisädeputki, jota ei pidä sekoittaa CRT-näyttöjen kanssa.

Kun kaupallisesti kannattava latauskytketty laite (CCD) -tekniikka saapui 1980-luvulle, ensiksi noutoputket vaihdettiin tällaiseen anturiin. Myöhemmin (pääasiassa Sony) käytti laajempaa integraatioelektroniikkaa, yksinkertaistamalla ja jopa poistamalla välioptiikan, pienentäen siten kotivideokameroiden kokoa ja johtamalla lopulta täyskameroiden kehittämiseen. Nykyiset verkkokamerat ja matkapuhelimet, joissa on kamera, ovat tämän tekniikan pienimpiä kaupallisia muotoja.

CMOS- tai CCD-kuvakennoa käyttävät valokuvausdigikamerat toimivat usein RGB-mallin muunnelmilla. Bayerin suodatinjärjestelyssä vihreää annetaan kaksi kertaa niin monta ilmaisinta kuin punaista ja sinistä (suhde 1: 2: 1) korkeamman kirkkaustarkkuuden saavuttamiseksi kuin krominanssiresoluutio. Anturissa on punaisen, vihreän ja sinisen ilmaisimen ruudukko, joka on järjestetty siten, että ensimmäinen rivi on RGRGRGRG, seuraava on GBGBGBGB, ja tämä jakso toistetaan seuraavilla riveillä. Jokaiselle kanavalle puuttuvat pikselit saadaan interpoloimalla demosaosointiprosessissa koko kuvan rakentamiseksi. Myös muita prosesseja käytettiin kameran RGB-mittausten kartoittamiseksi tavalliseen RGB-väriavaruuteen sRGB: nä.

RGB ja scannersEdit

Laskennassa kuvaskanneri on laite, joka skannaa optisesti kuvat (painettu teksti, käsiala tai esine) ja muuntaa sen digitaaliseksi kuvaksi, joka siirretään tietokoneelle. Muiden formaattien joukossa on litteitä, rumpu- ja elokuvaskannereita, ja suurin osa niistä tukee RGB-värejä. Niitä voidaan pitää varhaisen telephotografian syöttölaitteiden seuraajina, jotka pystyivät lähettämään peräkkäiset skannauslinjat analogisina amplitudimodulointisignaaleina tavallisten puhelinlinjojen kautta sopiviin vastaanottimiin; Tällaiset järjestelmät olivat käytössä lehdistössä 1920-luvulta 1990-luvun puoliväliin. Väritelefotografiat lähetettiin kolmena erillisenä RGB-suodatettuna kuvana peräkkäin.

Tällä hetkellä saatavissa olevat skannerit käyttävät yleensä kuvakennona latauskytkettyä laitetta (CCD) tai kontaktikuvakennoa (CIS), kun taas vanhemmat rumpuskannerit käyttävät kuvakennona valomonistinputkea. Varhaisissa värikalvoskannereissa käytettiin halogeenilamppua ja kolmiväristä suodatinpyörää, joten kolmen valotuksen skannaamiseen tarvittiin kolme valotusta. Lämmitysongelmien vuoksi, joista pahin on skannatun kalvon mahdollinen tuhoutuminen, tämä tekniikka korvattiin myöhemmin lämmittämättömillä valonlähteillä, kuten värillisillä LEDeillä.