درک فضاهای رنگی در تصاویر: راهنمای کامل RGB، CMYK، LAB، HSL و موارد دیگر

درک فضاهای رنگی در تصاویر دیجیتال

راهنمای کامل مدل‌های رنگی، فضاهای رنگی و کاربردهای آن‌ها در عکاسی، طراحی و تصویربرداری دیجیتال را بررسی کنید. مدیریت رنگ استاد برای نتایج عالی در همه دستگاه ها.

RGB و CMYK

HSL و HSV

LAB & XYZ

YCbCr و YUV

مقایسه فضاهای رنگی راهنمای عملی

راهنمای کامل فضاهای رنگی

فضاهای رنگی مدل‌های ریاضی هستند که به ما اجازه می‌دهند رنگ‌ها را به‌صورت سیستماتیک نمایش داده و دقیقاً توصیف کنیم. درک فضاهای رنگی برای عکاسان، طراحان، ویرایشگرهای ویدئو و هر کسی که با تصویربرداری دیجیتال کار می کند ضروری است. این راهنمای جامع همه چیز را از مفاهیم اساسی گرفته تا تکنیک های پیشرفته مدیریت رنگ را پوشش می دهد.

چرا فضاهای رنگی مهم هستند

فضاهای رنگی نحوه بازتولید رنگ ها در دستگاه ها و رسانه های مختلف را مشخص می کند. آنها محدوده رنگی (گستره) قابل نمایش یا چاپ را تعیین می کنند که بر دقت و شادابی تصاویر شما تأثیر می گذارد. بدون مدیریت مناسب فضای رنگی، تصاویری که با دقت ساخته شده‌اند ممکن است در هنگام مشاهده بر روی صفحه‌های مختلف یا مواد چاپی متفاوت با آنچه در نظر گرفته شده به نظر برسند.

دنیای دیجیتال بر ارتباطات رنگی دقیق متکی است. وقتی عکسی می گیرید، یک تصویر را ویرایش می کنید یا یک وب سایت طراحی می کنید، در حال کار در فضاهای رنگی خاصی هستید که مشخص می کند چه رنگ هایی در دسترس شما هستند و چگونه به صورت ریاضی نمایش داده می شوند. این فضاهای رنگی به‌عنوان یک زبان جهانی عمل می‌کنند که تضمین می‌کند رنگ قرمز شما روی صفحه نمایش دیگران یا در چاپ یکسان است.

بازتولید رنگ ثابت را در بین دستگاه ها تضمین می کند
محدوده رنگ موجود را برای رسانه شما به حداکثر می رساند
از تغییر رنگ در هنگام تبدیل فرمت جلوگیری می کند
برای خروجی با کیفیت حرفه ای ضروری است
برای ثبات نام تجاری در رسانه های دیجیتال و چاپ بسیار مهم است

درک مدل های رنگی و فضاها

مدل های رنگی در مقابل فضاهای رنگی

در حالی که اغلب به جای یکدیگر استفاده می شود، مدل های رنگی و فضاهای رنگی مفاهیم متمایز هستند. مدل رنگی یک چارچوب نظری برای نمایش رنگ ها (مانند RGB یا CMYK) است، در حالی که یک فضای رنگی پیاده سازی خاصی از یک مدل رنگی با پارامترهای تعریف شده (مانند sRGB یا Adobe RGB) است.

مدل رنگی را به عنوان یک رویکرد کلی برای توصیف رنگ‌ها در نظر بگیرید، مانند گفتن «نور قرمز، سبز و آبی را برای ایجاد رنگ‌ها مخلوط کنید». یک فضای رنگی قوانین خاصی را ارائه می کند: دقیقاً از چه سایه ای از قرمز، سبز و آبی استفاده کنید، و دقیقاً چگونه آنها را با هم ترکیب کنید تا نتایج ثابتی به دست آورید.

مدل های رنگی چارچوبی را برای نمایش رنگ تعریف می کنند
فضاهای رنگی پارامترهای دقیق را در یک مدل مشخص می کنند
فضاهای رنگی چندگانه می تواند در یک مدل وجود داشته باشد
فضاهای رنگی دارای مرزها و معادلات تبدیل هستند

رنگ افزودنی در مقابل رنگ تفریقی

مدل‌های رنگی بسته به اینکه چگونه رنگ‌ها را ایجاد می‌کنند، به‌عنوان افزودنی یا کاهشی دسته‌بندی می‌شوند. مدل های افزودنی (مانند RGB) نور را برای ایجاد رنگ ها ترکیب می کنند، در حالی که مدل های تفریق کننده (مانند CMYK) با جذب طول موج های نور کار می کنند.

تفاوت اساسی در نقطه شروع آنها نهفته است: رنگ افزودنی با تاریکی (بدون نور) شروع می شود و نور رنگی را برای ایجاد روشنایی اضافه می کند و زمانی که همه رنگ ها با شدت کامل ترکیب شوند به رنگ سفید می رسد. رنگ کسر با سفید شروع می شود (مانند یک صفحه خالی) و جوهرهایی را اضافه می کند که طول موج های خاصی را کم (جذب) می کند و زمانی که همه رنگ ها با شدت کامل ترکیب شوند به سیاه می رسد.

افزودنی: RGB (صفحه نمایش، صفحه نمایش دیجیتال)
تفریق: CMYK (چاپ، رسانه فیزیکی)
برنامه های مختلف نیاز به رویکردهای متفاوتی دارند
تبدیل رنگ بین سیستم های افزایشی و تفریقی نیاز به دگرگونی های پیچیده دارد

محدوده رنگ و عمق بیت

وسعت یک فضای رنگی به طیف رنگ هایی که می تواند نشان دهد اشاره دارد. عمق بیت تعیین می کند که چه تعداد رنگ متمایز را می توان در آن محدوده نشان داد. این عوامل با هم، قابلیت های یک فضای رنگی را مشخص می کنند.

وسعت را به‌عنوان پالت رنگ‌های موجود در نظر بگیرید، و عمق کمی را به عنوان اینکه چقدر می‌توان آن رنگ‌ها را با هم ترکیب کرد، در نظر بگیرید. ممکن است یک وسعت محدود رنگ‌های پر جنب و جوش خاصی را کاملاً از دست داده باشد، در حالی که عمق کمی ناکافی به جای انتقال صاف، نوارهای قابل مشاهده در شیب ایجاد می‌کند. کارهای حرفه ای معمولاً برای ثبت و نمایش طیف کامل اطلاعات بصری به وسعت وسیع و عمق بیت بالا نیاز دارند.

وسعت بیشتر می تواند رنگ های زنده تر را نشان دهد
عمق بیت های بالاتر، شیب های صاف تری را ایجاد می کند
8 بیت = 256 سطح در هر کانال (16.7 میلیون رنگ)
16 بیت = 65536 سطح در هر کانال (میلیاردها رنگ)
کار حرفه ای اغلب به فضاهای وسیع با عمق بیت بالا نیاز دارد

فضاهای رنگی RGB توضیح داده شده است

مدل رنگ RGB

RGB (قرمز، سبز، آبی) یک مدل رنگ افزودنی است که در آن نور قرمز، سبز و آبی به روش‌های مختلف ترکیب می‌شوند تا طیف وسیعی از رنگ‌ها را تولید کنند. این پایه و اساس نمایشگرهای دیجیتال است، از تلفن های هوشمند گرفته تا مانیتورهای کامپیوتر و تلویزیون.

در مدل RGB، هر کانال رنگی معمولاً از 8 بیت استفاده می کند که امکان 256 سطح در هر کانال را فراهم می کند. این عمق رنگ استاندارد 24 بیتی (8 بیت × 3 کانال) را ایجاد می کند که می تواند تقریباً 16.7 میلیون رنگ را نشان دهد. برنامه های حرفه ای اغلب از 10 بیت (بیش از 1 میلیارد رنگ) یا 16 بیت (بیش از 281 تریلیون رنگ) برای درجه بندی رنگ های دقیق تر استفاده می کنند.

RGB بر اساس پاسخ سیستم بینایی انسان به نور است، با سه رنگ اصلی تقریباً با سه نوع گیرنده رنگ (مخروط) در چشمان ما مطابقت دارد. این باعث می شود که به طور طبیعی برای نمایش محتوای دیجیتال مناسب باشد، اما همچنین به این معنی است که فضاهای رنگی مختلف RGB می توانند به طور قابل توجهی در محدوده و ویژگی های خود متفاوت باشند.

sRGB (RGB استاندارد)

sRGB که توسط HP و مایکروسافت در سال 1996 توسعه یافت، رایج‌ترین فضای رنگی است که در تصویربرداری دیجیتال، مانیتورها و وب استفاده می‌شود. حدود 35 درصد از طیف رنگی قابل مشاهده را پوشش می دهد و برای مطابقت با دستگاه های نمایش خانگی و اداری معمولی طراحی شده است.

علیرغم وسعت نسبتاً محدود آن، sRGB به دلیل سازگاری جهانی، استانداردی برای محتوای وب و عکاسی مصرف کننده باقی می ماند. اکثر دستگاه‌ها به‌طور پیش‌فرض برای نمایش صحیح sRGB کالیبره شده‌اند، و زمانی که می‌خواهید رنگ‌های ثابتی را در صفحه‌های مختلف بدون مدیریت رنگ داشته باشید، ایمن‌ترین انتخاب است.

فضای رنگی sRGB عمداً با وسعت نسبتاً کوچکی طراحی شد تا با قابلیت‌های نمایشگرهای CRT از دهه 1990 مطابقت داشته باشد. این محدودیت در اکوسیستم وب مدرن باقی مانده است، اگرچه استانداردهای جدیدتر به تدریج در کنار آن اتخاذ می شوند.

فضای رنگی پیش‌فرض برای اکثر محتوای دیجیتال
ظاهر ثابت را در اکثر دستگاه ها تضمین می کند
ایده آل برای محتوای مبتنی بر وب و عکاسی عمومی
به طور پیش فرض در اکثر دوربین های مصرف کننده و گوشی های هوشمند استفاده می شود
دارای مقدار گاما تقریباً 2.2 است

Adobe RGB (1998)

Adobe RGB که توسط Adobe Systems توسعه یافته است، گستره وسیع تری نسبت به sRGB ارائه می دهد و تقریباً 50٪ از طیف رنگی قابل مشاهده را پوشش می دهد. این به طور خاص طراحی شده است تا بیشتر رنگ های قابل دستیابی در چاپگرهای رنگی CMYK را در بر بگیرد و برای گردش کار تولید چاپ ارزشمند باشد.

وسعت گسترش یافته Adobe RGB به ویژه در رنگ های سبز فیروزه ای قابل توجه است که اغلب در sRGB کوتاه می شوند. این باعث محبوبیت آن در میان عکاسان و طراحان حرفه ای می شود که نیاز به حفظ رنگ های زنده، به ویژه برای خروجی چاپ دارند.

یکی از مزایای کلیدی Adobe RGB توانایی آن در نمایش طیف وسیع تری از رنگ های اشباع شده در ناحیه سبز-فیروزه ای است که برای عکاسی از منظره و سوژه های طبیعت مهم است. با این حال، این مزیت تنها زمانی محقق می شود که کل گردش کار (گرفتن، ویرایش و خروجی) از فضای رنگی Adobe RGB پشتیبانی کند.

گستره وسیع تر از sRGB، به خصوص در رنگ های سبز و فیروزه ای
برای گردش کار تولید چاپ بهتر است
مورد علاقه بسیاری از عکاسان حرفه ای
به عنوان گزینه عکسبرداری در دوربین های رده بالا موجود است
برای نمایش صحیح به مدیریت رنگ نیاز دارد

ProPhoto RGB

ProPhoto RGB (همچنین با نام ROMM RGB) که توسط Kodak توسعه یافته است، یکی از بزرگترین فضاهای رنگی RGB است که تقریباً 90٪ از رنگ های قابل مشاهده را در بر می گیرد. در برخی مناطق از محدوده دید انسان فراتر می رود و به آن اجازه می دهد تقریباً تمام رنگ هایی را که دوربین می تواند ثبت کند حفظ کند.

ProPhoto RGB به دلیل گستره وسیعی که دارد به عمق بیت بالاتری (16 بیت در هر کانال به جای 8 بیت) نیاز دارد تا از باند شدن در گرادیان ها جلوگیری کند. این در درجه اول در جریان کار عکاسی حرفه ای، به ویژه برای اهداف بایگانی و چاپ بالا استفاده می شود.

ProPhoto RGB فضای کاری استاندارد در Adobe Lightroom است و اغلب برای حفظ حداکثر اطلاعات رنگ در طول فرآیند توسعه خام توصیه می شود. آنقدر بزرگ است که برخی از رنگ‌های آن «خیالی» (خارج از دید انسان) هستند، اما این اطمینان را ایجاد می‌کند که هیچ رنگی که توسط دوربین گرفته شده در حین ویرایش قطع نمی‌شود.

وسعت بسیار وسیعی که بیشتر رنگ های قابل مشاهده را پوشش می دهد
رنگ های گرفته شده توسط دوربین های سطح بالا را حفظ می کند
برای جلوگیری از باند شدن به گردش کار 16 بیتی نیاز دارد
فضای کاری پیش فرض در Adobe Lightroom
برای فرمت های تحویل نهایی بدون تبدیل مناسب نیست

صفحه نمایش P3

صفحه نمایش P3 که توسط اپل توسعه یافته است بر اساس فضای رنگی DCI-P3 مورد استفاده در سینمای دیجیتال است. این پوشش حدود 25 درصد بیشتر از sRGB پوشش رنگی را ارائه می دهد، به خصوص در رنگ های قرمز و سبز، و باعث می شود تصاویر زنده تر و زنده تر به نظر برسند.

صفحه نمایش P3 با پشتیبانی از دستگاه های اپل، از جمله آیفون، آی پد و مک با نمایشگرهای گسترده، محبوبیت قابل توجهی به دست آورده است. این نشان‌دهنده حد وسط بین sRGB و فضاهای وسیع‌تر مانند Adobe RGB است و رنگ‌های پیشرفته‌تری را ارائه می‌کند و در عین حال سازگاری معقول را حفظ می‌کند.

فضای رنگی P3 در ابتدا برای نمایش سینمای دیجیتال (DCI-P3) توسعه داده شد، اما اپل آن را برای فناوری نمایش با استفاده از نقطه سفید D65 (همان sRGB) به جای نقطه سفید DCI تطبیق داد. این باعث می‌شود که برای محیط‌های ترکیبی مناسب‌تر باشد و در عین حال رنگ‌های بسیار زنده‌تری نسبت به sRGB ارائه می‌دهد.

وسعت وسیع با پوشش عالی رنگ های قرمز و سبز
بومی نمایشگرهای رتینا و دستگاه های موبایل اپل است
پشتیبانی رو به رشد در پلتفرم های دیجیتال
از همان نقطه سفید (D65) به عنوان sRGB استفاده می کند
اهمیت فزاینده ای برای طراحی وب و برنامه مدرن می شود

Rec.2020 (BT.2020)

Rec.2020 که برای تلویزیون با وضوح فوق العاده بالا (UHDTV) طراحی شده است، بیش از 75 درصد از رنگ های قابل مشاهده را در بر می گیرد. این به طور قابل توجهی بزرگتر از هر دو sRGB و Adobe RGB است و تولید رنگ استثنایی را برای محتوای 4K و 8K ارائه می دهد.

در حالی که تعداد کمی از نمایشگرها در حال حاضر می‌توانند وسعت کامل Rec.2020 را بازتولید کنند، به عنوان یک استاندارد آینده‌نگر برای تولید و مسترینگ ویدیوی سطح بالا عمل می‌کند. با پیشرفت فناوری نمایشگر، دستگاه های بیشتری به این فضای رنگی گسترده نزدیک می شوند.

Rec.2020 بخشی از استاندارد بین المللی Ultra HDTV است و در ارتباط با فناوری های محدوده دینامیکی بالا (HDR) مانند HDR10 و Dolby Vision استفاده می شود. وسعت بسیار گسترده آن از رنگ های اصلی تک رنگ (467 نانومتر آبی، 532 نانومتر سبز و 630 نانومتر قرمز) استفاده می کند که نزدیک به لبه طیف مرئی هستند و به آن اجازه می دهد تقریباً تمام رنگ هایی را که انسان می تواند درک کند را در بر بگیرد.

وسعت بسیار گسترده برای محتوای با کیفیت فوق العاده بالا
استاندارد ضد آینده برای فناوری های نمایشگر در حال ظهور
در گردش کار حرفه ای تولید ویدیو استفاده می شود
بخشی از اکوسیستم HDR برای ویدیوهای نسل بعدی
در حال حاضر هیچ نمایشگری نمی‌تواند گستره کامل Rec.2020 را بازتولید کند

فضاهای رنگی CMYK و تولید چاپ

مدل رنگ CMYK

CMYK (فیروزه ای، سرخابی، زرد، کلیدی/مشکی) یک مدل رنگی است که عمدتاً در چاپ استفاده می شود. برخلاف RGB، که نور را برای ایجاد رنگ‌ها اضافه می‌کند، CMYK با جذب (کم کردن) طول موج‌های خاصی از نور سفید، با استفاده از جوهر روی کاغذ یا سایر بسترها کار می‌کند.

وسعت CMYK معمولاً از فضاهای رنگی RGB کوچکتر است، به همین دلیل است که تصاویر دیجیتال پر جنب و جوش گاهی اوقات هنگام چاپ کدرتر به نظر می رسند. درک رابطه بین RGB و CMYK برای طراحان و عکاسانی که محتوا را برای رسانه های دیجیتال و چاپی ایجاد می کنند بسیار مهم است.

در تئوری، ترکیب رنگ فیروزه‌ای، سرخابی و زرد با قدرت کامل باید مشکی ایجاد کند، اما به دلیل ناخالصی‌های موجود در جوهرهای دنیای واقعی، این امر معمولاً منجر به قهوه‌ای تیره گل آلود می‌شود. به همین دلیل است که یک جوهر مشکی جداگانه (K) اضافه شده است که مشکی واقعی را ارائه می دهد و جزئیات سایه را بهبود می بخشد. “K” مخفف “Key” است زیرا صفحه سیاه جزئیات کلیدی و تراز را برای رنگ های دیگر در چاپ سنتی ارائه می دهد.

انواع مختلف کاغذ، روش‌های چاپ و فرمولاسیون جوهر می‌توانند به طور چشمگیری بر نحوه ظاهر شدن رنگ‌های CMYK در خروجی نهایی تأثیر بگذارند. به همین دلیل است که گردش کار حرفه ای چاپ به شدت به مدیریت رنگ و مشخصات استاندارد CMYK متناسب با محیط های تولید خاص وابسته است.

فضاهای رنگی استاندارد CMYK

برخلاف RGB که دارای فضاهای رنگی مشخصی مانند sRGB و Adobe RGB است، فضاهای رنگی CMYK بر اساس شرایط چاپ، انواع کاغذ و فرمولاسیون جوهر بسیار متفاوت است. برخی از استانداردهای رایج CMYK عبارتند از:

U.S. Web Coated (SWOP) v2 – استاندارد برای چاپ افست وب در آمریکای شمالی
پوشش داده شده FOGRA39 (ISO 12647-2:2004) – استاندارد اروپا برای کاغذ پوشش داده شده
ژاپن رنگ 2001 روکش شده – استاندارد برای چاپ افست در ژاپن
GRACOL 2006 روکش شده – مشخصات چاپ تجاری با کیفیت بالا
FOGRA27 – استاندارد برای کاغذ پوشش داده شده در اروپا (نسخه قدیمی)
نسخه 2 روکش دار با ورق تغذیه شده ایالات متحده – برای چاپ افست روی کاغذ روکش دار
U.S. Uncoated v2 – برای چاپ روی کاغذهای بدون روکش
FOGRA47 – برای کاغذ بدون پوشش در اروپا

تبدیل RGB به CMYK

تبدیل از RGB به CMYK هم شامل تغییر رنگ ریاضی و هم نگاشت گستره است، زیرا CMYK نمی تواند همه رنگ های RGB را بازتولید کند. این فرآیند، که به عنوان تبدیل رنگ شناخته می شود، یک جنبه مهم از گردش کار حرفه ای چاپ است.

تبدیل RGB به CMYK پیچیده است زیرا از یک مدل رنگی افزودنی به یک مدل رنگ تفریق تبدیل می‌شود در حالی که همزمان رنگ‌ها را از یک طیف بزرگ‌تر به یک طیف کوچکتر نگاشت می‌کند. بدون مدیریت رنگ مناسب، آبی و سبزهای پر جنب و جوش در RGB می توانند در CMYK کدر و گل آلود شوند، قرمزها می توانند به سمت نارنجی تغییر کنند و تغییرات ظریف رنگ ممکن است از بین بروند.

برای دقت به سیستم های مدیریت رنگ نیاز دارد
برای بهترین نتایج باید با استفاده از پروفایل های ICC انجام شود
اغلب ظاهر رنگ های زنده را تغییر می دهد
بهترین عملکرد در اواخر جریان کار تولید است
Soft proof می‌تواند ظاهر CMYK را روی نمایشگرهای RGB پیش‌نمایش کند
مقاصد رندر متفاوت نتایج متفاوتی ایجاد می کند

رنگ های نقطه ای و وسعت گسترده

برای غلبه بر محدودیت‌های CMYK، چاپ اغلب از رنگ‌های نقطه‌ای (مانند پنتون) یا سیستم‌های گستره وسیعی استفاده می‌کند که جوهرهای نارنجی، سبز و بنفش (CMYK+OGV) را برای گسترش دامنه رنگ‌های قابل تکرار اضافه می‌کنند.

رنگ‌های نقطه‌ای جوهرهای ترکیبی خاصی هستند که برای تطبیق دقیق رنگ، به‌ویژه برای عناصر برندسازی مانند لوگوها استفاده می‌شوند. برخلاف رنگ‌های فرآیند CMYK که با ترکیب نقاط چهار جوهر استاندارد ایجاد می‌شوند، رنگ‌های نقطه‌ای از قبل با فرمول دقیق مخلوط می‌شوند و از یکنواختی کامل در تمام مواد چاپی اطمینان می‌دهند.

سیستم تطبیق پنتون رنگ های نقطه ای استاندارد را ارائه می دهد
چاپ وسعت گسترده به محدوده رنگ RGB نزدیک می شود
Hexachrome و سایر سیستم ها جوهرهای اولیه اضافی را اضافه می کنند
برای دقت رنگ برند در بسته بندی و بازاریابی بسیار مهم است
سیستم های CMYK + نارنجی، سبز، بنفش (7 رنگ) می توانند تا 90 درصد رنگ های پنتون را تولید کنند.
ماشین های دیجیتال مدرن اغلب از چاپ وسعت یافته پشتیبانی می کنند

فضاهای رنگی مستقل از آزمایشگاه و دستگاه

مدل های رنگی مستقل از دستگاه

برخلاف RGB و CMYK که وابسته به دستگاه هستند (ظاهر آنها بر اساس سخت افزار متفاوت است)، فضاهای رنگی مستقل از دستگاه مانند CIE L*a*b* (Lab) و CIE XYZ قصد دارند رنگ ها را همانطور که توسط چشم انسان درک می شوند، بدون توجه به نحوه نمایش یا بازتولید آنها توصیف کنند.

این فضاهای رنگی به عنوان پایه و اساس سیستم های مدیریت رنگ مدرن عمل می کنند و به عنوان یک “مترجم جهانی” بین دستگاه های مختلف و مدل های رنگی عمل می کنند. آنها بر اساس درک علمی از درک رنگ انسان هستند تا قابلیت های دستگاه.

فضاهای رنگی مستقل از دستگاه ضروری هستند زیرا یک نقطه مرجع پایدار در جریان کار مدیریت رنگ ارائه می دهند. در حالی که مقادیر RGB یکسان ممکن است در نمایشگرهای مختلف متفاوت به نظر برسند، یک مقدار رنگ آزمایشگاهی بدون در نظر گرفتن دستگاه، همان رنگ درک شده را نشان می دهد. به همین دلیل است که Lab به عنوان فضای اتصال پروفایل (PCS) در مدیریت رنگ ICC عمل می‌کند و تبدیل دقیق بین فضاهای رنگی مختلف را تسهیل می‌کند.

فضای رنگی CIE XYZ

فضای رنگی XYZ که در سال 1931 توسط کمیسیون بین المللی روشنایی (CIE) ایجاد شد، اولین فضای رنگی تعریف شده ریاضی بود. تمام رنگ های قابل مشاهده برای چشم عادی انسان را در بر می گیرد و به عنوان پایه ای برای سایر فضاهای رنگی عمل می کند.

در XYZ، Y نشان دهنده درخشندگی است، در حالی که X و Z مقادیر انتزاعی مربوط به اجزای رنگی رنگ هستند. این فضا در درجه اول به عنوان استاندارد مرجع و به ندرت برای رمزگذاری مستقیم تصویر استفاده می شود. این برای علم رنگ و اساس دگرگونی رنگ ها اساسی است.

فضای رنگی CIE XYZ از مجموعه‌ای از آزمایش‌ها بر روی درک رنگ انسان به دست آمده است. محققان نقشه‌برداری کردند که چگونه یک فرد معمولی طول موج‌های مختلف نور را درک می‌کند و فضای رنگی CIE 1931 را ایجاد کرد که شامل نمودار رنگی معروف “نعل اسبی شکل” است که همه رنگ‌های ممکن را که برای انسان قابل مشاهده است را ترسیم می‌کند.

اساس اندازه گیری رنگ علمی
تمام رنگ های قابل مشاهده برای انسان را در بر می گیرد
به عنوان مرجع تغییر رنگ استفاده می شود
بر اساس اندازه گیری درک رنگ انسان
با استفاده از مدل ناظر استاندارد توسعه یافته است

فضای رنگی CIE Lab* (Lab).

CIE L*a*b* (اغلب به سادگی “Lab” نامیده می شود) که در سال 1976 توسعه یافت، به گونه ای طراحی شده است که از نظر ادراکی یکنواخت باشد، به این معنی که فواصل مساوی در فضای رنگی با تفاوت های درک شده تقریباً مساوی در رنگ مطابقت دارد. این آن را برای اندازه گیری تفاوت رنگ ها و انجام اصلاحات رنگی ایده آل می کند.

در Lab، L* نشان دهنده سبکی (0-100)، a* نشان دهنده محور سبز-قرمز، و b* نشان دهنده محور آبی-زرد است. این جدایی روشنایی از اطلاعات رنگ، Lab را به ویژه برای کارهای ویرایش تصویر مانند تنظیم کنتراست بدون تأثیر بر رنگ ها مفید می کند.

یکنواختی ادراکی آزمایشگاه آن را برای تصحیح رنگ و کنترل کیفیت بسیار ارزشمند می کند. اگر دو رنگ تفاوت عددی کمی در مقادیر آزمایشگاهی داشته باشند، برای ناظران انسانی فقط کمی متفاوت به نظر می رسند. این ویژگی برای RGB یا CMYK صادق نیست، زیرا تفاوت عددی یکسان می‌تواند منجر به تغییرات قابل‌توجه درک متفاوتی بسته به اینکه رنگ‌ها در کجای فضای رنگی قرار دارند، شود.

از نظر ادراکی یکنواخت برای اندازه گیری دقیق رنگ
روشنایی را از اطلاعات رنگ جدا می کند
در ویرایش پیشرفته تصویر و تصحیح رنگ استفاده می شود
جزء اصلی گردش کار مدیریت رنگ ICC
می تواند رنگ ها را خارج از محدوده RGB و CMYK بیان کند
برای محاسبات تفاوت رنگ Delta-E استفاده می شود

فضای رنگی CIE Luv*

CIE L*u*v* در کنار L*a*b* به عنوان یک فضای رنگی یکنواخت ادراکی جایگزین توسعه یافت. این به ویژه برای برنامه‌هایی که شامل ترکیب رنگ افزودنی و نمایشگر هستند مفید است، در حالی که L*a*b* اغلب برای سیستم‌های رنگی کم‌رنگ مانند چاپ ترجیح داده می‌شود.

مانند Lab، L*u*v* از L* برای سبکی استفاده می کند، در حالی که u* و v* مختصات رنگی هستند. این فضای رنگی معمولاً در سیستم های پخش تلویزیونی و محاسبات تفاوت رنگ برای فناوری های نمایش استفاده می شود.

یکی از تفاوت های کلیدی بین L*a*b* و L*u*v* این است که L*u*v* به طور خاص برای کنترل بهتر رنگ ها و نورهای تابشی طراحی شده است. این شامل توانایی نمایش رنگ ها از نظر مختصات رنگی است که می تواند به راحتی با نمودارهای رنگی مورد استفاده در رنگ سنجی و طراحی نور مرتبط باشد.

برای کاربردهای رنگ افزودنی مناسب است
مورد استفاده در صنایع تلویزیون و پخش
اندازه گیری تفاوت رنگ یکنواخت را ارائه می دهد
برای رنگ های پرتاب کننده و طراحی نور بهتر است
شامل نگاشت دمای رنگ همبسته است

HSL، HSV، و فضاهای رنگی ادراکی

نمایش رنگ بصری

در حالی که RGB و CMYK رنگ‌ها را از نظر ترکیب رنگ اصلی توصیف می‌کنند، HSL (رنگ، اشباع، روشنایی) و HSV/HSB (رنگ، اشباع، ارزش/روشنایی) رنگ‌ها را به‌گونه‌ای نشان می‌دهند که به طرز شهودی‌تری نسبت به نحوه تفکر انسان در مورد رنگ‌ها نشان می‌دهند.

این فضاها اجزای رنگ (رنگ) را از ویژگی‌های شدت (اشباع و روشنایی/روشنایی) جدا می‌کنند، و آنها را به ویژه برای انتخاب رنگ، طراحی رابط کاربری و برنامه‌های هنری که در آن تنظیمات بصری رنگ مهم هستند، مفید می‌سازد.

مزیت کلیدی HSL و HSV این است که آنها با نحوه تفکر و توصیف طبیعی مردم در مورد رنگ ها هماهنگی بیشتری دارند. وقتی کسی می‌خواهد «آبی تیره‌تر» یا «قرمز پر جنب و جوش‌تر» ایجاد کند، به رنگ، اشباع و روشنایی فکر می‌کند – نه از نظر مقادیر RGB. به همین دلیل است که انتخاب‌کننده‌های رنگ در نرم‌افزار طراحی اغلب هر دو لغزنده RGB و گزینه‌های HSL/HSV را ارائه می‌دهند.

فضای رنگی HSL

HSL رنگ‌ها را در یک سیستم مختصات استوانه‌ای نشان می‌دهد، با Hue به‌عنوان زاویه (0-360 درجه) نشان‌دهنده نوع رنگ، اشباع (0-100٪) شدت رنگ و روشنایی (0-100٪) روشن یا تیره بودن رنگ را نشان می‌دهد.

HSL به ویژه برای برنامه های طراحی مفید است زیرا پارامترهای آن به طور مستقیم با نحوه توصیف رنگ ها ترسیم می شوند. این به طور گسترده در توسعه وب از طریق CSS استفاده می شود، جایی که رنگ ها را می توان با استفاده از تابع hsl() مشخص کرد. این باعث می‌شود که ایجاد طرح‌های رنگی و تنظیم رنگ‌ها برای حالت‌های رابط مختلف (هوور، فعال و غیره) بسیار بصری‌تر باشد.

رنگ: رنگ پایه (قرمز، زرد، سبز و غیره)
اشباع: شدت رنگ از خاکستری (0%) تا رنگ خالص (100%)
روشنایی: روشنایی از سیاه (0%) تا رنگی به سفید (100%)
رایج در طراحی وب و مشخصات رنگ CSS
حداکثر روشنایی (100٪) همیشه بدون توجه به رنگ، رنگ سفید ایجاد می کند
مدل متقارن با روشنایی متوسط (50%) برای رنگ های خالص

فضای رنگی HSV/HSB

HSV (همچنین HSB نامیده می شود) شبیه HSL است اما از Value/Brightness به جای Lightness استفاده می کند. در HSV، حداکثر روشنایی (100٪) بدون در نظر گرفتن میزان اشباع، رنگ کامل را ایجاد می کند، در حالی که در HSL، حداکثر روشنایی همیشه سفید را ایجاد می کند.

مدل HSV اغلب در رابط‌های انتخاب رنگ ترجیح داده می‌شود، زیرا به طور واضح‌تری از نحوه ترکیب رنگ‌ها با رنگ توسط هنرمندان ترسیم می‌شود – با شروع با سیاه (بدون نور/ارزش) و افزودن رنگدانه برای ایجاد رنگ‌هایی با روشنایی فزاینده. این به ویژه برای ایجاد سایه ها و تن های رنگ در حالی که رنگ درک شده آن را حفظ می کند، بصری است.

رنگ: رنگ پایه (قرمز، زرد، سبز و غیره)
اشباع: شدت رنگ از سفید/خاکستری (0%) تا رنگ خالص (100%)
مقدار/روشنایی: شدت از سیاه (0%) تا تمام رنگ (100%)
معمولا در انتخابگرهای رنگ نرم افزار طراحی گرافیک استفاده می شود
حداکثر مقدار (100%) رنگ کامل را در شدیدترین حالت خود ایجاد می کند
بصری تر برای ایجاد سایه ها و تن

سیستم رنگ مونسل

سیستم Munsell یک فضای رنگی ادراکی تاریخی است که رنگ ها را در سه بعد سازماندهی می کند: رنگ، ارزش (سبک بودن) و کروما (خالص رنگ). این برای ارائه یک روش سازمان یافته برای توصیف رنگ ها بر اساس ادراک انسان ایجاد شد.

این سیستم که در اوایل قرن بیستم توسط پروفسور آلبرت اچ. مونسل ابداع شد، انقلابی بود، زیرا یکی از اولین سیستم هایی بود که رنگ ها را بر اساس یکنواختی ادراکی و نه ویژگی های فیزیکی سازماندهی کرد. برخلاف فضاهای رنگی دیجیتال مدرن، این یک سیستم فیزیکی بود که از تراشه های رنگی رنگ شده در فضایی سه بعدی استفاده می کرد.

قدیمی‌تر از مدل‌های رنگی دیجیتال است اما هنوز در برخی زمینه‌ها استفاده می‌شود
تاثیرگذار در توسعه تئوری رنگ مدرن
هنوز در طبقه بندی خاک، آموزش هنری و تجزیه و تحلیل رنگ استفاده می شود
بر اساس فاصله ادراکی به جای فرمول های ریاضی
رنگ ها را در یک ساختار درخت مانند با رنگی که از یک محور مرکزی تابش می کند سازمان می دهد

فضای رنگی HCL

HCL (Hue, Chroma, Luminance) یک فضای رنگی ادراکی یکنواخت است که ماهیت بصری HSL را با یکنواختی ادراکی Lab ترکیب می کند. این به ویژه برای ایجاد پالت های رنگی و شیب هایی که از نظر روشنایی و اشباع درک شده سازگار به نظر می رسند مفید است.

در حالی که HCL به اندازه HSL یا HSV در نرم‌افزار پیاده‌سازی نمی‌شود، اما HCL (همچنین LCh نامیده می‌شود، زمانی که پارامترها به طور متفاوتی مرتب می‌شوند) برای تجسم و طراحی داده‌ها محبوبیت پیدا می‌کند زیرا مقیاس‌های رنگی از نظر ادراکی سازگارتری ایجاد می‌کند. این به ویژه برای تجسم داده ها که از رنگ برای نمایش مقادیر استفاده می شود، مهم است.

برخلاف HSL/HSV از نظر ادراکی یکنواخت است
عالی برای ایجاد مقیاس های رنگی ثابت
بر اساس فضای رنگی Lab اما با مختصات قطبی
به طور فزاینده ای در تجسم داده ها و طراحی اطلاعات استفاده می شود
طرح های رنگی هماهنگ و متعادل تری ایجاد می کند

فضاهای رنگی YCbCr و ویدیو

جداسازی درخشندگی-کرومینانس

سیستم‌های فشرده‌سازی ویدئو و تصویر اغلب از فضاهای رنگی استفاده می‌کنند که اطلاعات روشنایی (روشنایی) را از کرومینانس (رنگ) جدا می‌کند. این رویکرد از حساسیت بالاتر سیستم بینایی انسان به جزئیات روشنایی نسبت به تغییرات رنگی بهره می برد.

با کدگذاری روشنایی با وضوح بالاتر نسبت به اجزای کرومینانس، این فضاها فشرده سازی قابل توجهی داده را در عین حفظ کیفیت تصویر درک شده امکان پذیر می کنند. این پایه و اساس اکثر فرمت های ویدئویی دیجیتال و فناوری های فشرده سازی است.

سیستم بینایی انسان نسبت به تغییر در روشنایی بسیار حساس تر از تغییر رنگ است. این واقعیت بیولوژیکی در فشرده سازی ویدئو با اختصاص پهنای باند بیشتر به اطلاعات روشنایی نسبت به رنگ مورد سوء استفاده قرار می گیرد. این رویکرد که زیر نمونه‌برداری کروما نامیده می‌شود، می‌تواند اندازه فایل‌ها را تا ۵۰ درصد یا بیشتر کاهش دهد و در عین حال کیفیت بصری را حفظ کند که تقریباً مشابه منبع غیرفشرده به نظر می‌رسد.

فضای رنگی YCbCr

YCbCr رایج ترین فضای رنگی است که در فشرده سازی ویدئو و تصویر دیجیتال استفاده می شود. Y نشان دهنده درخشندگی است، در حالی که Cb و Cr اجزای کرومینانس با تفاوت آبی و تفاوت قرمز هستند. این فضا ارتباط نزدیکی با YUV دارد اما برای سیستم های دیجیتالی سازگار شده است.

تصاویر JPEG، ویدئوهای MPEG و اکثر فرمت های ویدئویی دیجیتال از رمزگذاری YCbCr استفاده می کنند. عمل استاندارد “زیرزنمونه برداری کروم” (کاهش وضوح کانال های Cb و Cr) در این فرمت ها به دلیل جدایی درخشندگی-کرومینانس امکان پذیر است.

نمونه‌برداری فرعی کروما معمولاً به صورت نسبتی از سه عدد، مانند 4:2:0 یا 4:2:2 بیان می‌شود. در نمونه‌برداری فرعی 4:2:0 (معمول در پخش ویدئو)، به ازای هر چهار نمونه درخشندگی، تنها دو نمونه کرومینانس به صورت افقی و هیچ‌کدام به صورت عمودی وجود ندارد. این امر وضوح رنگ را به یک چهارم وضوح درخشندگی کاهش می دهد و به طور قابل توجهی اندازه فایل را کاهش می دهد و در عین حال کیفیت درک شده عالی را حفظ می کند.

تقریباً در تمام فرمت های ویدئویی دیجیتال استفاده می شود
پایه فشرده سازی تصویر JPEG
نمونه‌برداری کارآمد کروما را فعال می‌کند (4:2:0، 4:2:2، 4:4:4)
انواع مختلفی برای استانداردهای ویدئویی مختلف وجود دارد
در کدک های H.264، H.265، VP9 و AV1 استفاده می شود

فضای رنگی YUV

YUV برای سیستم های تلویزیون آنالوگ توسعه داده شد تا سازگاری عقب بین پخش های رنگی و سیاه و سفید را فراهم کند. مانند YCbCr، درخشندگی (Y) را از اجزای کرومینانس (U و V) جدا می کند.

در حالی که YUV اغلب به صورت محاوره ای برای اشاره به هر فرمت روشنایی-کرومینانس استفاده می شود، YUV واقعی مختص استانداردهای تلویزیون آنالوگ است. سیستم‌های دیجیتال مدرن معمولاً از YCbCr استفاده می‌کنند، اگرچه این اصطلاحات اغلب اشتباه گرفته می‌شوند یا به جای یکدیگر استفاده می‌شوند.

توسعه اولیه YUV یک دستاورد مهندسی قابل توجه بود که چالش پخش سیگنال های تلویزیونی رنگی را حل کرد و در عین حال سازگاری با تلویزیون های سیاه و سفید موجود را حفظ کرد. مهندسان با رمزگذاری اطلاعات رنگی به گونه‌ای که تلویزیون‌های سیاه و سفید نادیده می‌گیرند، سیستمی را ایجاد کردند که در آن می‌توان یک پخش واحد را در هر دو نوع مجموعه مشاهده کرد.

اهمیت تاریخی در توسعه پخش تلویزیونی
اغلب به اشتباه به عنوان یک اصطلاح عمومی برای YCbCr استفاده می شود
انواع مختلفی برای استانداردهای مختلف تلویزیون آنالوگ وجود دارد
سیستم های PAL، NTSC و SECAM از پیاده سازی های مختلف YUV استفاده کردند
سازگاری عقب با تلویزیون سیاه و سفید را فعال کرد

Rec.709 و HD Video

Rec.709 (ITU-R Recommendation BT.709) فضای رنگ و پارامترهای رمزگذاری را برای تلویزیون با کیفیت بالا تعریف می کند. هم RGB اولیه و هم رمزگذاری YCbCr را برای محتوای HD، با گستره ای شبیه به sRGB مشخص می کند.

این استاندارد یکنواختی را در تولید و نمایش ویدیوی HD در دستگاه‌ها و سیستم‌های پخش مختلف تضمین می‌کند. این شامل مشخصات اولیه رنگ، توابع انتقال (گاما) و ضرایب ماتریس برای تبدیل RGB به YCbCr است.

Rec.709 در دهه 1990 به عنوان استاندارد HDTV ایجاد شد و نه تنها فضای رنگی بلکه نرخ فریم، وضوح و نسبت تصویر را نیز مشخص می کرد. منحنی گامای آن کمی با sRGB متفاوت است، اگرچه رنگ های اولیه یکسانی دارند. در حالی که Rec.709 در زمان خود انقلابی بود، استانداردهای جدیدتر مانند Rec.2020 و فرمت‌های HDR طیف رنگی و دامنه دینامیکی بسیار گسترده‌تری را ارائه می‌کنند.

فضای رنگی استاندارد برای تلویزیون HD
طیفی مشابه sRGB اما با کدگذاری متفاوت
در دیسک های بلوری و پخش HD استفاده می شود
یک تابع انتقال غیرخطی خاص (گاما) را تعریف می کند.
با استانداردهای HDR مانند PQ و HLG تکمیل شده است

ویدیو با برد دینامیکی بالا

ویدیوی با محدوده دینامیکی بالا (HDR) هم وسعت رنگ و هم محدوده روشنایی ویدیوهای سنتی را افزایش می دهد. استانداردهایی مانند HDR10، Dolby Vision، و HLG (Hybrid Log-Gamma) نحوه کدگذاری و نمایش این محدوده گسترده را تعریف می کنند.

ویدیوی HDR معمولاً از توابع انتقال جدید (EOTF) مانند PQ (کوانتایزر ادراکی، استاندارد شده به عنوان SMPTE ST 2084) استفاده می‌کند که می‌تواند طیف وسیع‌تری از سطوح روشنایی را نسبت به منحنی‌های گامای سنتی نشان دهد. در ترکیب با طیف‌های رنگی گسترده‌ای مانند P3 یا Rec.2020، این تجربه تماشای بسیار واقعی‌تر و همه‌جانبه‌تری ایجاد می‌کند.

تفاوت بین محتوای SDR و HDR چشمگیر است – HDR می‌تواند همه چیز را از سایه‌های عمیق گرفته تا هایلایت‌های روشن را در یک فریم نشان دهد، شبیه به اینکه چشم انسان صحنه‌های واقعی را درک می‌کند. این امر نیاز به مصالحه در نوردهی و محدوده دینامیکی را که در طول تاریخ فیلم و ویدیو ضروری بوده است، از بین می برد.

هم محدوده رنگ و هم محدوده روشنایی را افزایش می دهد
از توابع انتقال جدید مانند PQ و HLG استفاده می کند
HDR10 رنگ 10 بیتی را با ابرداده ایستا ارائه می کند
Dolby Vision رنگ 12 بیتی را با ابرداده های صحنه به صحنه ارائه می دهد
HLG برای سازگاری پخش طراحی شده است

مقایسه فضاهای رنگی رایج

فضاهای رنگی در یک نگاه

این مقایسه ویژگی های کلیدی و موارد استفاده را برای رایج ترین فضاهای رنگی برجسته می کند. درک این تفاوت ها برای انتخاب فضای رنگی مناسب برای نیازهای خاص شما ضروری است.

مقایسه فضاهای رنگی RGB

sRGB: کوچکترین طیف، استاندارد برای وب، سازگاری جهانی
Adobe RGB: طیف گسترده تر، برای چاپ بهتر است، به خصوص در مناطق سبز فیروزه ای
صفحه نمایش P3: رنگ‌های قرمز و سبز پیشرفته، مورد استفاده دستگاه‌های اپل
ProPhoto RGB: وسعت بسیار گسترده، به عمق 16 بیتی نیاز دارد، ایده آل برای عکاسی
Rec.2020: گستره بسیار وسیع برای ویدیوهای 4K/8K، استاندارد متمرکز بر آینده

ویژگی های فضای رنگی

CMYK: کسر، چاپ گرا، وسعت کوچکتر از RGB
آزمایشگاه: مستقل از دستگاه، از نظر ادراکی یکنواخت، بزرگترین گستره
HSL/HSV: انتخاب رنگ بصری، نه از نظر ادراکی یکنواخت
YCbCr: درخشندگی را از رنگ جدا می کند و برای فشرده سازی بهینه شده است
XYZ: فضای مرجع برای علم رنگ، مستقیماً برای تصاویر استفاده نمی شود

از توصیه های موردی استفاده کنید

محتوای وب و دیجیتال: sRGB یا نمایشگر P3 (با sRGB بازگشتی)
عکاسی حرفه ای: Adobe RGB یا ProPhoto RGB در 16 بیت
تولید چاپ: Adobe RGB برای فضای کاری، پروفایل CMYK برای خروجی
تولید ویدئو: Rec.709 برای HD، Rec.2020 برای UHD/HDR
هنر و طراحی دیجیتال: Adobe RGB یا Display P3
تصحیح رنگ: آزمایشگاه برای تنظیمات مستقل از دستگاه
طراحی UI/UX: HSL/HSV برای انتخاب رنگ بصری
فشرده سازی ویدئو: YCbCr با زیر نمونه برداری رنگی مناسب

مدیریت فضای رنگ عملی

سیستم های مدیریت رنگ

سیستم‌های مدیریت رنگ (CMS) با استفاده از نمایه‌های دستگاه و تغییر فضای رنگ، بازتولید رنگ ثابت را در دستگاه‌های مختلف تضمین می‌کنند. آنها برای گردش کار حرفه ای در عکاسی، طراحی و چاپ ضروری هستند.

اساس مدیریت رنگ مدرن سیستم پروفایل ICC (کنسرسیوم بین المللی رنگ) است. این پروفایل ها ویژگی های رنگ دستگاه ها یا فضاهای رنگی خاص را توصیف می کنند و امکان ترجمه دقیق بین آنها را فراهم می کنند. بدون مدیریت رنگ مناسب، مقادیر RGB یکسان می تواند در دستگاه های مختلف به طور چشمگیری متفاوت به نظر برسد.

بر اساس پروفایل های ICC که رفتار رنگ دستگاه را مشخص می کند
از پروفایل های مستقل از دستگاه (مانند آزمایشگاه) به عنوان فضای تبادل استفاده می کند
نقشه برداری گاموت را برای فضاهای مقصد مختلف انجام می دهد
هدف های رندرینگ را برای اهداف تبدیل مختلف ارائه می دهد
از هر دو پیوند دستگاه و تحولات چند مرحله ای پشتیبانی می کند

کالیبراسیون نمایشگر

کالیبراسیون مانیتور پایه و اساس مدیریت رنگ است و اطمینان حاصل می کند که نمایشگر شما رنگ ها را به طور دقیق نشان می دهد. بدون مانیتور کالیبره شده، تمام تلاش های مدیریت رنگ دیگر ممکن است تضعیف شود.

کالیبراسیون شامل تنظیم تنظیمات مانیتور و ایجاد یک نمایه ICC است که هرگونه انحراف از رفتار رنگ استاندارد را تصحیح می کند. این فرآیند معمولاً به یک رنگ سنج سخت افزاری یا اسپکتروفتومتر برای نتایج دقیق نیاز دارد، اگرچه کالیبراسیون نرم افزاری اولیه بهتر از هیچ کدام است.

دستگاه های کالیبراسیون سخت افزاری دقیق ترین نتایج را ارائه می دهند
نقطه سفید، گاما و پاسخ رنگ را تنظیم می کند
یک نمایه ICC ایجاد می کند که سیستم های مدیریت رنگ از آن استفاده می کنند
باید به طور منظم انجام شود زیرا نمایشگرها در طول زمان تغییر می کنند
نمایشگرهای حرفه ای اغلب دارای ویژگی های کالیبراسیون سخت افزاری هستند

کار با فضاهای رنگی دوربین

دوربین های دیجیتال تصاویر را در فضاهای رنگی خود می گیرند که سپس به فضاهای استاندارد مانند sRGB یا Adobe RGB تبدیل می شوند. درک این فرآیند برای گردش کار عکاسی دقیق بسیار مهم است.

هر دوربین دارای یک سنسور منحصر به فرد با ویژگی های واکنش رنگ خاص خود است. سازندگان دوربین الگوریتم‌های اختصاصی را برای پردازش داده‌های حسگر خام در فضاهای رنگی استاندارد توسعه می‌دهند. هنگام عکاسی با فرمت RAW، کنترل بیشتری روی این فرآیند تبدیل دارید که امکان مدیریت دقیق رنگ را فراهم می کند.

فایل های RAW حاوی تمام داده های رنگی هستند که توسط سنسور گرفته شده است
فایل های JPEG درون دوربین به sRGB یا Adobe RGB تبدیل می شوند
نمایه های دوربین می توانند پاسخ های رنگی خاص دوربین را مشخص کنند
فضاهای کاری با گستره وسیع بیشترین اطلاعات دوربین را حفظ می کنند
پروفایل رنگی DNG (DCP) داده های رنگی دقیق دوربین را ارائه می دهد

ملاحظات رنگ ایمن وب

در حالی که مرورگرهای وب مدرن از مدیریت رنگ پشتیبانی می کنند، بسیاری از نمایشگرها و دستگاه ها این کار را نمی کنند. ایجاد محتوای وب که در همه دستگاه‌ها یکسان به نظر می‌رسد نیازمند درک این محدودیت‌ها است.

پلتفرم وب به سمت مدیریت رنگ بهتر حرکت می کند، با ماژول رنگ CSS سطح 4 که از مشخصات فضای رنگی پشتیبانی می کند. با این حال، برای حداکثر سازگاری، هنوز هم مهم است که محدودیت‌های sRGB را در نظر بگیرید و برای محتوای گستره وسیع، پس‌اندازهای مناسب ارائه کنید.

sRGB امن ترین انتخاب برای سازگاری جهانی است
برای مرورگرهایی که از آن پشتیبانی می کنند، پروفایل های رنگی را در تصاویر جاسازی کنید
CSS Color Module Level 4 مشخصات فضای رنگی را اضافه می کند
بهبود پیشرونده برای نمایشگرهای با گستره وسیع امکان پذیر است
استفاده از پرس و جوهای رسانه @ را برای تشخیص نمایشگرهای با وسعت گسترده در نظر بگیرید

گردش کار تولید چاپ

گردش کار حرفه ای چاپ نیازمند مدیریت دقیق فضای رنگی از ضبط تا خروجی نهایی است. انتقال از RGB به CMYK یک مرحله حیاتی است که باید به درستی انجام شود.

چاپ تجاری از فضاهای رنگی استاندارد شده CMYK بر اساس شرایط خاص چاپ استفاده می کند. این استانداردها نتایج منسجم را در ارائه دهندگان مختلف چاپ و مطبوعات تضمین می کند. طراحان باید بدانند که چاپگرشان از کدام فضای رنگی CMYK استفاده می‌کند و آن دانش را در جریان کار خود بگنجانند.

عایق نرم خروجی چاپ شده روی صفحه را شبیه سازی می کند
نمایه های چاپگر ترکیبات خاص دستگاه و کاغذ را مشخص می کند
مقاصد رندر رویکرد نگاشت گستره را تعیین می کند
جبران نقطه سیاه جزئیات سایه را حفظ می کند
چاپ های اثبات کننده دقت رنگ را قبل از تولید نهایی تایید می کنند

درجه بندی رنگ ویدیو

تولید ویدیو شامل ملاحظات فضای رنگی پیچیده است، به ویژه با ظهور فرمت‌های HDR و گستره وسیع. درک خط لوله کامل از گرفتن تا تحویل ضروری است.

تولید ویدئوی مدرن اغلب از سیستم رمزگذاری رنگ آکادمی (ACES) به عنوان یک چارچوب استاندارد مدیریت رنگ استفاده می کند. ACES فضای کاری مشترکی را برای همه فیلم‌ها بدون توجه به دوربین استفاده شده فراهم می‌کند، روند تطبیق عکس‌ها از منابع مختلف و آماده‌سازی محتوا برای فرمت‌های تحویل چندگانه را تسهیل می‌کند.

فرمت‌های گزارش حداکثر محدوده دینامیکی را از دوربین‌ها حفظ می‌کنند
فضاهای کاری مانند ACES مدیریت رنگ استاندارد را ارائه می دهند
استانداردهای HDR شامل عملکردهای انتقال PQ و HLG است
قالب‌های تحویل ممکن است به چندین نسخه فضای رنگی نیاز داشته باشند
LUT ها (جداول جستجو) به استانداردسازی تغییر رنگ ها کمک می کنند

سوالات متداول در مورد فضاهای رنگی

تفاوت بین مدل رنگی و فضای رنگی چیست؟

یک مدل رنگی یک چارچوب نظری برای نمایش رنگ ها با استفاده از مقادیر عددی (مانند RGB یا CMYK) است، در حالی که یک فضای رنگی اجرای خاصی از یک مدل رنگی با پارامترهای تعریف شده است. به عنوان مثال، RGB یک مدل رنگی است، در حالی که sRGB و Adobe RGB فضاهای رنگی خاصی بر اساس مدل RGB هستند که هر کدام دارای طیف ها و ویژگی های متفاوتی هستند. یک مدل رنگی را به عنوان سیستم کلی در نظر بگیرید (مانند توصیف مکان ها با استفاده از طول و عرض جغرافیایی) و یک فضای رنگی را به عنوان یک نقشه برداری خاص از آن سیستم (مانند یک نقشه دقیق از یک منطقه خاص با مختصات دقیق) در نظر بگیرید.

چرا خروجی چاپ شده من با آنچه روی صفحه می بینم متفاوت به نظر می رسد؟

عوامل متعددی باعث این تفاوت می شوند: مانیتورها از رنگ RGB (افزودنی) استفاده می کنند در حالی که چاپگرها از رنگ CMYK (کاهش) استفاده می کنند. نمایشگرها معمولاً وسعت بیشتری نسبت به خروجی چاپی دارند. صفحه نمایش نور ساطع می کند در حالی که چاپ آن را منعکس می کند. و بدون مدیریت رنگ مناسب، هیچ ترجمه ای بین این فضاهای رنگی مختلف وجود ندارد. علاوه بر این، نوع کاغذ به طور قابل توجهی بر نحوه نمایش رنگ ها در چاپ تأثیر می گذارد، به طوری که کاغذهای بدون پوشش معمولاً رنگ های اشباع کمتری نسبت به کاغذهای براق تولید می کنند. کالیبره کردن مانیتور و استفاده از پروفایل های ICC برای چاپگر و ترکیب کاغذ خاص می تواند این اختلافات را به میزان قابل توجهی کاهش دهد، اگرچه برخی از تفاوت ها همیشه به دلیل تفاوت های فیزیکی اساسی بین نمایشگرهای ساطع کننده نور و چاپ های بازتابنده نور باقی خواهند ماند.

آیا باید از sRGB، Adobe RGB یا ProPhoto RGB برای عکاسی استفاده کنم؟

این به گردش کار و نیازهای خروجی شما بستگی دارد. sRGB برای تصاویری که برای وب یا مشاهده عمومی روی صفحه نمایش داده می شوند، بهترین است. Adobe RGB برای کارهای چاپی عالی است و وسعت وسیع تری را ارائه می دهد که بهتر با قابلیت های چاپ مطابقت دارد. ProPhoto RGB برای گردش‌های کاری حرفه‌ای ایده‌آل است که در آن حداکثر حفظ اطلاعات رنگ بسیار مهم است، به‌ویژه هنگام کار با فایل‌های RAW در حالت ۱۶ بیتی. بسیاری از عکاسان از یک رویکرد ترکیبی استفاده می کنند: ویرایش در ProPhoto RGB یا Adobe RGB، سپس تبدیل به sRGB برای اشتراک گذاری وب. اگر در حال عکاسی با فرمت JPEG در دوربین هستید، Adobe RGB معمولاً انتخاب بهتری نسبت به sRGB است اگر دوربین شما از آن پشتیبانی می کند، زیرا اطلاعات رنگ بیشتری را برای ویرایش بعدی حفظ می کند. با این حال، اگر RAW عکس می‌گیرید (برای حداکثر کیفیت توصیه می‌شود)، تنظیمات فضای رنگی دوربین فقط بر پیش‌نمایش JPEG تأثیر می‌گذارد و نه بر داده‌های RAW واقعی.

چه اتفاقی می‌افتد وقتی رنگ‌ها خارج از محدوده یک فضای رنگی باشند؟

هنگام تبدیل بین فضاهای رنگی، رنگ هایی که خارج از وسعت فضای مقصد قرار می گیرند باید با استفاده از فرآیندی به نام نگاشت گستره نقشه برداری شوند. این با رندر کردن مقاصد کنترل می شود: رندر ادراکی با فشرده کردن کل وسعت، روابط بصری بین رنگ ها را حفظ می کند. رنگ سنجی نسبی رنگ هایی را حفظ می کند که هم در محدوده قرار دارند و هم رنگ های خارج از حیطه را به نزدیک ترین رنگ قابل تکرار نگه می دارد. Absolute Colorimetric مشابه است اما برای کاغذ سفید نیز تنظیم می شود. و Saturation حفظ رنگ های زنده را بر دقت اولویت قرار می دهد. انتخاب قصد رندر بستگی به محتوا و اولویت های شما دارد. برای عکس ها، Perceptual اغلب طبیعی ترین نتایج را ایجاد می کند. برای گرافیک‌هایی با رنگ‌های برند خاص، Relative Colorimetric معمولاً برای حفظ رنگ‌های دقیق در صورت امکان بهتر عمل می‌کند. سیستم‌های مدیریت رنگ مدرن می‌توانند به شما نشان دهند که کدام رنگ‌ها قبل از تبدیل خارج از محدوده هستند و به شما این امکان را می‌دهند تا تنظیمات رنگ‌های مهم را انجام دهید.

کالیبراسیون مانیتور برای مدیریت رنگ چقدر مهم است؟

کالیبراسیون مانیتور پایه و اساس هر سیستم مدیریت رنگ است. بدون نمایشگر کالیبره شده، تصمیمات ویرایشی را بر اساس اطلاعات رنگ نادرست می گیرید. کالیبراسیون با تنظیم نقطه سفید (معمولاً D65/6500K)، گاما (معمولاً 2.2) و روشنایی (اغلب 80-120 cd/m²) مانیتور شما را به حالت استاندارد و شناخته شده تنظیم می کند و یک نمایه ICC ایجاد می کند که برنامه های مدیریت رنگ از آن برای نمایش دقیق رنگ ها استفاده می کنند. برای کار حرفه ای، یک دستگاه کالیبراسیون سخت افزاری ضروری است و کالیبراسیون مجدد باید ماهانه انجام شود. حتی رنگ سنج های درجه مصرف کننده نیز می توانند دقت رنگ را در مقایسه با نمایشگرهای کالیبره نشده به طور چشمگیری بهبود بخشند. فراتر از کالیبراسیون، محیط کار شما نیز مهم است – دیوارهای خاکستری خنثی، نور کنترل شده، و اجتناب از نور مستقیم روی صفحه، همگی به درک دقیق‌تر رنگ کمک می‌کنند. برای کارهای رنگی حیاتی، سرمایه‌گذاری روی یک مانیتور حرفه‌ای با پوشش گسترده، قابلیت کالیبراسیون سخت‌افزاری و یک هود برای جلوگیری از نور محیط را در نظر بگیرید.

از چه فضای رنگی برای طراحی و توسعه وب استفاده کنم؟

sRGB استانداردی برای محتوای وب باقی می ماند، زیرا تضمین می کند که سازگارترین تجربه را در دستگاه ها و مرورگرهای مختلف داشته باشید. در حالی که مرورگرهای مدرن به طور فزاینده ای از مدیریت رنگ و طیف گسترده تر پشتیبانی می کنند، بسیاری از دستگاه ها و مرورگرها هنوز این کار را نمی کنند. برای پروژه‌های آینده‌نگر، می‌توانید با استفاده از sRGB به‌عنوان خط پایه، بهبود تدریجی را پیاده‌سازی کنید و در عین حال دارایی‌های گسترده (با استفاده از ویژگی‌های CSS Color Module Level 4 یا تصاویر برچسب‌گذاری‌شده) برای دستگاه‌هایی که از آن‌ها پشتیبانی می‌کنند، ارائه دهید. ماژول رنگی CSS سطح 4 پشتیبانی از display-p3، prophoto-rgb و دیگر فضاهای رنگی را از طریق توابعی مانند color (display-p3 1 0.5 0) معرفی می‌کند و به طراحان وب اجازه می‌دهد تا صفحه نمایش‌های گسترده‌تر را بدون به خطر انداختن سازگاری مورد هدف قرار دهند. برای حداکثر سازگاری با مرورگرهای قدیمی، نسخه sRGB همه دارایی ها را حفظ کنید و از تشخیص ویژگی برای ارائه محتوای گسترده فقط به دستگاه های سازگار استفاده کنید. همیشه طرح های خود را در چندین دستگاه و مرورگر آزمایش کنید تا از ظاهر قابل قبول برای همه کاربران اطمینان حاصل کنید.

فضاهای رنگی چگونه بر فشرده سازی تصویر و اندازه فایل تاثیر می گذارد؟

فضاهای رنگی به طور قابل توجهی بر فشرده سازی تصویر و اندازه فایل تأثیر می گذارد. تبدیل از RGB به YCbCr (در فشرده‌سازی JPEG) امکان زیرنمونه‌سازی رنگی را فراهم می‌کند، که با ذخیره اطلاعات رنگ با وضوح پایین‌تر از اطلاعات روشنایی، اندازه فایل را کاهش می‌دهد و از حساسیت بیشتر چشم انسان به جزئیات درخشندگی بهره می‌برد. فضاهای گسترده مانند ProPhoto RGB به عمق بیت بالاتر (16 بیت در مقابل 8 بیت) برای جلوگیری از باند شدن نیاز دارند و در نتیجه فایل‌های بزرگ‌تر می‌شوند. وقتی در قالب‌هایی مانند PNG ذخیره می‌شود که از نمونه‌برداری فرعی کروما استفاده نمی‌کنند، خود فضای رنگی به‌طور قابل‌توجهی بر اندازه فایل تأثیر نمی‌گذارد، اما عمق بیت‌های بالاتر تأثیر می‌گذارد. فایل‌های JPEG ذخیره‌شده در Adobe RGB یا ProPhoto RGB ذاتاً از فضای ذخیره‌سازی بیشتری نسبت به نسخه‌های sRGB در تنظیمات کیفیت یکسان استفاده نمی‌کنند، اما باید دارای نمایه رنگی تعبیه‌شده باشند تا به درستی نمایش داده شوند و کمی به اندازه فایل اضافه شود. برای حداکثر راندمان فشرده سازی در فرمت های تحویل، تبدیل به sRGB یا YCbCr 8 بیتی با نمونه گیری فرعی مناسب معمولاً بهترین تعادل بین اندازه فایل و کیفیت قابل مشاهده را فراهم می کند.

رابطه بین فضاهای رنگی و عمق بیت چیست؟

عمق بیت و فضای رنگ مفاهیم مرتبطی هستند که بر کیفیت تصویر تأثیر می گذارند. عمق بیت به تعداد بیت های مورد استفاده برای نمایش هر کانال رنگی اشاره دارد و تعیین می کند که چند مقدار رنگ متمایز را می توان نمایش داد. در حالی که فضای رنگی محدوده رنگ‌ها (گستره) را مشخص می‌کند، عمق بیت تعیین می‌کند که این محدوده چقدر دقیق تقسیم شده است. فضاهای رنگی گسترده‌تر مانند ProPhoto RGB معمولاً به عمق بیت‌های بالاتری نیاز دارند تا از ایجاد نوار و پوستر شدن جلوگیری شود. این به این دلیل است که تعداد یکسانی از مقادیر متمایز باید در یک محدوده رنگ بزرگتر کشیده شود و “گام های” بزرگتری بین رنگ های مجاور ایجاد کند. به عنوان مثال، رمزگذاری 8 بیتی 256 سطح در هر کانال را فراهم می کند که به طور کلی برای sRGB کافی است اما برای ProPhoto RGB ناکافی است. به همین دلیل است که گردش‌های کاری حرفه‌ای معمولاً هنگام کار در فضاهای گسترده از 16 بیت در هر کانال (65536 سطح) استفاده می‌کنند. به طور مشابه، محتوای HDR به عمق بیت های بالاتر (10 بیتی یا 12 بیتی) نیاز دارد تا محدوده روشنایی گسترده خود را به آرامی نشان دهد. ترکیب فضای رنگ و عمق بیت با هم تعداد کل رنگ های متمایز قابل نمایش در یک تصویر را تعیین می کند.

استاد مدیریت رنگ در پروژه های خود

چه عکاس، چه طراح یا توسعه دهنده باشید، درک فضاهای رنگی برای تولید کار با کیفیت حرفه ای ضروری است. از این مفاهیم استفاده کنید تا اطمینان حاصل کنید که رنگ‌های شما در همه رسانه‌ها یکدست به نظر می‌رسند.

مقایسه فضاهای رنگی مشاهده راهنمای عملی