Dlaczego gama kolorów monitora RGB ma kształt trójkąta?

W odniesieniu do schematu chromatyczności CIE zwykle mówi się, że monitory rgb nie są w stanie odtworzyć całości kolorów na tym schemacie. Najlepsze, co mogą zrobić, to objąć trójkątny obszar wewnątrz „podkowy”.

Na ten temat przeczytałem:

„Addytywna przestrzeń kolorów zdefiniowana przez trzy kolory podstawowe ma gamę chromatyczności, która jest trójkątem kolorów, gdy ilości kolorów podstawowych są ograniczone do nieujemności”.

Moje pytanie brzmi: dlaczego ilość pierwotnych elementów, które są nieujemne, prowadzi do trójkąta? Czy trójkąt jest rzutem ukośnego plastra w innej przestrzeni kolorów? (Zardzewiałem na matematyce, próbuję zrozumieć ten punkt).

Jest tak po prostu ze względu na charakter diagramu XY. Tak, widzisz tylko jeden plasterek o intensywności koloru i nie jest to ten sam trójkąt we wszystkich plasterkach.

Schemat pokazuje czyste kolory tęczy na zewnętrznej części zakrzywionej (liczby to długości fali). Teraz wnętrze to tylko interpolacja kolorów na krawędzi (dlatego ma kształt żagla), mieszanki czystych kolorów krawędzi. Dlatego jeśli masz 3 kolory w pobliżu którejkolwiek krawędzi tęczy i mieszasz je i dopasowujesz, otrzymujesz trójkąt, ponieważ jest to interpolacja między 2 punktami (cóż, nie jest to takie proste, ale schemat stara się, aby było to proste naprawdę, naprawdę trudne ).

Teraz karmazynowy koniec jest trochę wyjątkowy, zobacz, że czasy nie istnieją w naturze. Jest to interpretacja czysto ludzka. To dlatego jest proste. W rezultacie każdy element pierwotny w przestrzeni magenta nagle skręca w innym kierunku, więc CMY jest kwadratem lub pentagramem, nawet jeśli ma 3 elementy podstawowe.

Ponieważ czysta tęcza o pojedynczej długości fali jest krzywą w kształcie żagla, nic poza tym nie istnieje. Bez negatywnego koloru. Poniżej linii karmazynowej jest coś, czego nie widzimy, więc nie można go mieszać. Byłoby to również bezcelowe, ponieważ każde zwierzę ma inny kształt krzywej (prawdopodobnie każdy człowiek).

Podsumowanie: widzenie człowieka ma cztery składniki fizjologiczne, co daje trzy składniki koloru w teorii kolorów przeciwnika. Schemat chromatyczności CIE został skonstruowany przez uświadomienie sobie, że wszystkie kolory można stworzyć poprzez zmianę intensywności dwóch odpowiednich źródeł monochromatycznych. Osiągnięcie koloru za pomocą dwóch różnych kombinacji jest merameryzmem, a kolory to metamery i nierozróżnialne. Wyświetlacze komputerowe mają trzy monochromatyczne elementy zakłócające podświetlenie. Charakter maskowania składowej zmniejszającej intensywność z trzema składnikami skutkuje trójkątną gamą ściśle wewnątrz diagramu chromatyczności CIE, otaczającą biały punkt. Wszystkie kolory w gamie są osiągalne dzięki ciągłym zmianom intensywności monochromatycznej. Gama ma proste boki z definicji diagramu chromatyczności CIE.

Typowa wizja człowieka obejmuje cztery elementy: jeden rodzaj pręta, który wyróżnia się w akumulacji efektów kolejno przybywających fotonów, oraz trzy rodzaje stożków: krótki, średni i długi. Wszystkie cztery są wrażliwe na światło w zakresie długości fal w ogólnym kształcie krzywej dzwonowej. Jednak szczytowa czułość długości fali różni się między czterema. Krótkie stożki są najbardziej wrażliwe na długości fal fioletowych, średnie stożki na zielone, długie stożki na żółte, a pręty na niebiesko-zielone. Poniższy obraz pokazuje względne profile odpowiedzi dla każdego z szyszkami oznaczonymi kolorami. Czarny profil linii służy do wędek.

Teorią ludzkiego wzroku jest model trichromatyczny. Ten model ludzkiego widzenia, który prowadzi do schematu chromatyczności CIE, polega zasadniczo na tym, że pręty są odpowiedzialne za kontrolowanie ogólnej postrzeganej intensywności, podczas gdy każdy stożek odpowiada za zmianę pozycji na schemacie chromatyczności. Pozycję można ustalić, całkując wejściowy profil długości fali z trzema reakcjami stożków podobnymi do krzywej dzwonowej. Powtórz całkę dla prętów i pomnóż ją przez każdą z całek stożka, aby uzyskać wektor z trzema składowymi. Rezultatem jest pozycja w ogólnej gamie ludzkiej wizji. Zauważ, że schemat chromatyczności jest dwuwymiarowy, podczas gdy wektor jest trójwymiarowy. Schemat chromatyczności to przekrój przez gamę ludzkiej wizji, która ma kształt stożka w modelu trójchromatycznym.

Schemat chromatyczności CIE skonstruowano eksperymentalnie. Uczestnicy zostali poproszeni o dopasowanie wyświetlanego koloru poprzez dostosowanie intensywności różnych źródeł światła. Regulowane źródła światła składały się z różnych niemal monochromatycznych profili. Światła były kontrolowane za pomocą pokręteł, których pozycje (a tym samym intensywności) można było zarejestrować. Okazuje się, że różni uczestnicy dopasowaliby kolory za pomocą różnych kombinacji. Ten sam kolor wytwarzany przez różne kombinacje światła nazywa się metamerami. Schemat skonstruowano, zdając sobie sprawę, że interpolacja względnej zmienności różnych źródeł monochromatycznych prowadzi do niektórych takich samych kolorów. Innymi słowy, nakładanie się różnych źródeł monochromatycznych nakłada się. Podsumowując, jeśli możesz osiągnąć dowolne dwie pozycje na schemacie chromatyczności, możesz osiągnąć dowolną pozycję na linii prostej między nimi, zmieniając względne intensywności źródeł. Jeśli masz trzy nieliniowe źródła, masz trójkąt i możesz osiągnąć każdy punkt w trójkącie tą samą metodą o różnej intensywności.

Zmieniając biegi, weź pod uwagę właściwości wyświetlaczy komputerów konsumenckich. Mają jakąś formę kontroli koloru, prawie zawsze z trzema komponentami: czerwoną, zieloną i niebieską. Sterowanie ogólnie obejmuje maskę, którą można zmieniać w sposób ciągły dla każdego składnika na każdym pikselu. Mają także pewną formę podświetlenia, która z założenia jest tak zbliżona do standardowych białych punktów, jak jest to komercyjnie wykonalne (D50 lub D65, w zależności od wymagań). Maksymalna intensywność jest osiągana tylko wtedy, gdy wszystkie trzy elementy są w pełni włączone. Gdy dowolny element zostanie wyłączony, nawet częściowo, ogólna intensywność maleje. Gdy zaangażowany jest tylko jeden składnik, duża część podświetlenia jest zablokowana, intensywność jest zmniejszona, a skrajności schematu chromatyczności nie można osiągnąć. Tak więc dowolna gama wyświetlania będzie ściśle mieścić się w granicach schematu chromatyczności. Mamy też tylko trzy monochromatyczne komponenty, więc spodziewamy się, że gama wyświetlacza będzie trójkątem, z definicji diagramu chromatyczności. Co więcej, każdy punkt w trójkątnej gamie jest osiągalny poprzez zmianę intensywności. Wreszcie, ponieważ podświetlenie jest standardowym białym punktem, spodziewamy się, że biel znajdzie się gdzieś w trójkącie.

Mam nadzieję, że to odpowiada na twoje pytania!