Model kolorów RGB

RGB i wyświetlaczeEdytuj

Jednym z powszechnych zastosowań modelu kolorów RGB jest wyświetlanie kolorów na lampa elektronopromieniowa (CRT), wyświetlacz ciekłokrystaliczny (LCD), wyświetlacz plazmowy lub organiczna dioda elektroluminescencyjna wyświetlacz ode (OLED), taki jak telewizor, monitor komputera lub duży ekran. Każdy piksel na ekranie jest tworzony przez napędzanie trzech małych i bardzo bliskich, ale wciąż oddzielnych źródeł światła RGB. W zwykłej odległości oglądania oddzielne źródła są nie do odróżnienia, co oszukuje oko, aby zobaczyć dany jednolity kolor. Wszystkie piksele razem rozmieszczone na prostokątnej powierzchni ekranu odpowiadają kolorowemu obrazowi.

Podczas cyfrowego przetwarzania obrazu każdy piksel może być reprezentowany w pamięci komputera lub sprzęcie interfejsu (na przykład karta graficzna) jako wartości binarne dla składowe koloru czerwonego, zielonego i niebieskiego. Prawidłowo zarządzane wartości te są konwertowane na intensywności lub napięcia za pomocą korekcji gamma w celu skorygowania nieodłącznej nieliniowości niektórych urządzeń, tak że zamierzone intensywności są odtwarzane na wyświetlaczu.

Quattron wydany przez firmę Sharp wykorzystuje kolor RGB i dodaje żółty jako subpiksel, rzekomo umożliwiając zwiększenie liczby dostępnych kolorów.

Elektronika wideoEdit

RGB to również termin odnoszący się do typu sygnału składowego wideo w branży elektroniki wideo. Składa się z trzech sygnałów – czerwonego, zielonego i niebieskiego – przenoszonych na trzech oddzielnych kablach / pinach. Formaty sygnału RGB są często oparte na zmodyfikowanych wersjach standardów RS-170 i RS-343 dla monochromatycznego wideo. Ten typ sygnału wideo jest szeroko stosowany w Europie, ponieważ jest to sygnał najlepszej jakości, jaki można przesłać standardowym złączem SCART. Ten sygnał jest znany jako RGBS (istnieją również 4 kable zakończone BNC / RCA), ale jest bezpośrednio kompatybilny z RGBHV używanym do monitorów komputerowych (zwykle prowadzony na 15-pinowych kablach zakończonych 15-pinowymi złączami D-sub lub 5 złączami BNC) , który przenosi osobne sygnały synchronizacji poziomej i pionowej.

Poza Europą, RGB nie jest zbyt popularny jako format sygnału wideo; S-Video zajmuje to miejsce w większości regionów pozaeuropejskich. Jednak prawie wszystkie monitory komputerowe na całym świecie używają RGB.

Video framebufferEdit

Framebuffer to cyfrowe urządzenie dla komputerów, które przechowuje dane w tak zwanej pamięci wideo (składającej się z tablicy pamięci RAM wideo lub podobnych układów). Dane te trafiają albo do trzech przetworników cyfrowo-analogowych (DAC) (dla monitorów analogowych), po jednym na kolor podstawowy lub bezpośrednio do monitorów cyfrowych. Sterowany przez oprogramowanie procesor (lub inne specjalistyczne chipy) zapisuje odpowiednie bajty do pamięci wideo, aby zdefiniować obraz. Nowoczesne systemy kodują wartości kolorów pikseli, poświęcając osiem bitów każdemu ze składników R, G i B. Informacje RGB mogą być przenoszone bezpośrednio przez same bity pikseli lub dostarczane przez oddzielną tablicę wyszukiwania kolorów (CLUT), jeśli używane są indeksowane tryby grafiki kolorów.

CLUT to wyspecjalizowana pamięć RAM, która przechowuje R, Wartości G i B, które definiują określone kolory. Każdy kolor ma swój własny adres (indeks) – potraktuj go jako opisowy numer referencyjny, który zapewnia określony kolor, gdy obraz tego wymaga. Zawartość CLUT przypomina paletę kolorów. Dane obrazu, które używają koloru indeksowanego, określają adresy w CLUT, aby zapewnić wymagane wartości R, G i B dla każdego konkretnego piksela, po jednym pikselu na raz. Oczywiście przed wyświetleniem CLUT należy załadować wartościami R, G i B, które definiują paletę kolorów wymaganych dla każdego renderowanego obrazu. Niektóre aplikacje wideo przechowują takie palety w plikach PAL (na przykład gra Age of Empires używa ponad pół tuzina) i mogą łączyć CLUT na ekranie.

RGB24 i RGB32

Ten pośredni schemat ogranicza liczbę dostępne kolory w obrazie CLUT – zazwyczaj 256-sześcienny (8 bitów w trzech kanałach kolorów z wartościami 0–255) – chociaż każdy kolor w tabeli RGB24 CLUT ma tylko 8 bitów reprezentujących 256 kodów dla każdego z R, G i B kolory podstawowe, co daje 16 777 216 możliwych kolorów. Jednak zaletą jest to, że plik obrazu z kolorami indeksowanymi może być znacznie mniejszy niż miałby tylko 8 bitów na piksel dla każdego podstawowego.

Nowoczesne pamięci masowe są jednak znacznie mniej kosztowne, co znacznie ogranicza potrzebę minimalizowania rozmiaru pliku obrazu. Używając odpowiedniej kombinacji intensywności czerwieni, zieleni i niebieskiego, można wyświetlić wiele kolorów. Obecnie typowe karty graficzne wykorzystują do 24 bitów informacji na każdy piksel: 8 bitów na komponent pomnożone przez trzy składowe (patrz sekcja Reprezentacje cyfrowe poniżej (24 bity = 2563, każda podstawowa wartość 8 bitów z wartościami 0–255) . W tym systemie, 16 777 216 (2563 lub 224) dyskretnych kombinacji wartości R, G i B jest dozwolonych, zapewniając miliony różnych (choć niekoniecznie rozróżnialnych) odcieni barwy, nasycenia i jasności. Zwiększone cieniowanie zostało wdrożone na różne sposoby, niektóre formaty, takie jak .png i .tga, wykorzystują między innymi czwarty kanał koloru w skali szarości jako warstwę maskującą, często nazywany RGB32.

W przypadku obrazów o skromnym zakresie jasności od najciemniejszego do najjaśniejszego, osiem bitów na kolor podstawowy zapewnia obrazy dobrej jakości, ale obrazy ekstremalne wymagają większej liczby bitów na kolor podstawowy, a także zaawansowanej technologii wyświetlania. Więcej informacji można znaleźć w sekcji Obrazowanie w zakresie HDR.

NieliniowośćEdit

W klasycznych urządzeniach z lampą katodową (CRT) jasność danego punktu na ekranie fluorescencyjnym z powodu wpływu przyspieszonych elektronów nie jest proporcjonalna do napięć przyłożonych do sterowania wyrzutnią elektronową sieci, ale do ekspansywnej funkcji tego napięcia. Kwota tego odchylenia jest znana jako jego wartość gamma (γ {\ Displaystyle \ gamma}), argument dla funkcji prawa potęgowego, która ściśle opisuje to zachowanie. Liniową odpowiedź daje wartość gamma 1,0, ale rzeczywiste nieliniowości CRT mają wartość gamma około 2,0 do 2,5.

Podobnie, natężenie sygnału wyjściowego w telewizorach i urządzeniach wyświetlających komputer nie jest wprost proporcjonalne do R, G i B zastosowały sygnały elektryczne (lub wartości danych z plików, które napędzają je przez przetworniki cyfrowo-analogowe). Na typowym standardowym wyświetlaczu CRT 2,2-gamma, wartość natężenia wejściowego RGB wynosząca (0,5, 0,5, 0,5) zapewnia jedynie około 22% pełnej jasności (1,0, 1,0, 1,0) zamiast 50%. Aby uzyskać prawidłową odpowiedź, w kodowaniu danych obrazu wykorzystywana jest korekcja gamma, a także ewentualnie dalsze korekty w ramach procesu kalibracji kolorów urządzenia. Gamma wpływa zarówno na czarno-białą telewizję, jak i na kolor. W standardowym telewizorze kolorowym sygnały transmisji są korygowane pod względem gamma.

RGB i kameryEdytuj

W telewizji kolorowej i kamerach wideo wyprodukowanych przed 1990 rokiem, wpadające światło było oddzielone pryzmatami i filtruje do trzech kolorów podstawowych RGB, doprowadzając każdy kolor do oddzielnego przewodu kamery wideo (lub przewodu odbierającego). Lampy te są rodzajem lampy elektronopromieniowej, której nie należy mylić z wyświetlaczami CRT.

Wraz z pojawieniem się komercyjnie opłacalnej technologii urządzeń ze sprzężeniem ładunkowym (CCD) w latach osiemdziesiątych XX wieku, po pierwsze, lampy odbierające zostały zastąpione tym rodzajem czujnika. Później zastosowano elektronikę integrującą na większą skalę (głównie przez Sony), upraszczając, a nawet usuwając optykę pośrednią, zmniejszając w ten sposób rozmiar domowych kamer wideo i ostatecznie prowadząc do rozwoju pełnych kamer. Obecne kamery internetowe i telefony komórkowe z kamerami są najbardziej zminiaturyzowanymi komercyjnymi formami takiej technologii.

Cyfrowe aparaty fotograficzne, które wykorzystują czujnik obrazu CMOS lub CCD, często działają z pewnymi odmianami modelu RGB. W układzie filtrów Bayera zielony ma dwa razy więcej detektorów niż czerwony i niebieski (stosunek 1: 2: 1), aby uzyskać wyższą rozdzielczość luminancji niż rozdzielczość chrominancji. Czujnik posiada siatkę detektorów czerwonego, zielonego i niebieskiego ułożonych w taki sposób, że pierwszy rząd to RGRGRGRG, następny to GBGBGBGB i ta sekwencja jest powtarzana w kolejnych wierszach. Dla każdego kanału brakujące piksele są uzyskiwane poprzez interpolację w procesie demozaikowania w celu zbudowania pełnego obrazu. Stosowano również inne procesy w celu odwzorowania pomiarów RGB kamery na standardową przestrzeń kolorów RGB, taką jak sRGB.

RGB i skaneryEdytuj

W komputerach skaner obrazu jest urządzenie, które optycznie skanuje obrazy (drukowany tekst, pismo odręczne lub przedmiot) i konwertuje je na obraz cyfrowy, który jest przesyłany do komputera. Wśród innych formatów istnieją skanery płaskie, bębnowe i kliszowe, a większość z nich obsługuje kolor RGB. Można je uznać za następców wczesnych telefotograficznych urządzeń wejściowych, które potrafiły przesyłać kolejne linie skanowania jako analogowe sygnały modulacji amplitudy standardowymi liniami telefonicznymi do odpowiednich odbiorników; takie systemy były używane w prasie od lat dwudziestych do połowy lat dziewięćdziesiątych. Kolorowe teleobiektywy zostały wysłane jako trzy oddzielne obrazy z filtrem RGB po kolei.

Obecnie dostępne skanery zwykle wykorzystują urządzenie ze sprzężeniem ładunkowym (CCD) lub kontaktowy czujnik obrazu (CIS) jako czujnik obrazu, podczas gdy starsze skanery bębnowe wykorzystują fotopowielacz jako czujnik obrazu. Wczesne skanery filmów kolorowych wykorzystywały lampę halogenową i trójkolorowe koło filtrów, więc do zeskanowania jednego kolorowego obrazu potrzebne były trzy ekspozycje. Ze względu na problemy z nagrzewaniem, z których najgorszym było potencjalne zniszczenie skanowanej folii, technologia ta została później zastąpiona przez nie nagrzewające się źródła światła, takie jak kolorowe diody LED.