Модель цвета RGB¶

RGB (от англ. Red, Green, Blue — красный, зелёный, синий) — аддитивная модель цветов, в которой любой цвет описывается комбинацией трёх базовых (аддитивных) компонентов: красного, зелёного и синего. Модель основана на смешивании световых лучей и применяется преимущественно в устройствах, формирующих изображение с помощью излучения: мониторах, телевизорах, проекторах, светодиодных экранах, цифровых камерах и дисплеях мобильных устройств.

¶Принцип работы

В отличие от вычитательной модели CMYK, используемой в печати, модель RGB работает по принципу аддитивного (сложного) смешивания цветов: чем больше интенсивности каждого из трёх компонентов, тем ярче итоговый цвет. Полное сложение трёх каналов даёт белый цвет, отсутствие излучения — чёрный.

Каждый пиксель экрана, работающего по модели RGB, состоит из трёх субпикселей — красного, зелёного и синего, — интенсивность свечения которых регулируется отдельно. Благодаря малому размеру субпикселей глаз человека воспринимает их свечение как единый цвет.

¶Физиологическое обоснование

Модель RGB соответствует работе человеческого зрения. Сетчатка глаза содержит три типа колбочек, чувствительных к разным участкам видимого спектра: к длинноволновой (красной), средневолновой (зелёной) и коротковолновой (синей) области. Сигналы от этих рецепторов обрабатываются мозгом и формируют ощущение цвета. Именно поэтому трёх каналов достаточно для воспроизведения большей части цветов, различимых человеком.

¶Способы кодирования

Интенсивность каждого канала в цифровых системах обычно кодируется целым числом. Наиболее распространённая разрядность — 8 бит на канал (256 уровней: от 0 до 255), что даёт около 16,7 млн возможных комбинаций (256³). Такой формат обозначается как RGB24 или «true color» (истинный цвет). В профессиональной графике и фотографии применяется разрядность 10, 12 или 16 бит на канал, что позволяет передавать градации точнее и избегать артефактов при обработке.

Существует несколько способов записи значений:

• RGB888 — по 8 бит на канал, самый распространённый вариант;
• RGB565 — 16-битный формат: 5 бит на красный, 6 на зелёный, 5 на синий (зелёному отводится больше уровней, так как глаз чувствительнее к нему);
• RGB444 — 12-битный формат с уменьшенной точностью.

В веб-разработке цвета в модели RGB задаются в шестнадцатеричной записи вида #RRGGBB, где каждая пара символов соответствует значению канала от 00 до FF. Например, #FF0000 — чистый красный, #FFFFFF — белый.

¶Цветовое пространство sRGB

Стандартным цветовым пространством на основе модели RGB является sRGB, разработанный в 1996 году компаниями Microsoft и HP. Оно описывает, каким образом числовые значения RGB преобразуются в физические цвета, и служит базовым пространством для интернета, операционных систем и большинства потребительских устройств. Существуют и расширенные пространства: Adobe RGB (охватывает больше оттенков зелёного, востребован в полиграфии), ProPhoto RGB (используется в профессиональной обработке фотографий), DCI-P3 (применяется в кинематографии и на современных дисплеях Apple).

¶Применение

Модель RGB является основой работы:

• Жидкокристаллических (LCD) и органических (OLED) дисплеев — каждый пиксель состоит из трёх субпикселей;
• Светодиодных экранов и видеостен — широко используются на концертах, в рекламе, спортивных аренах;
• Цифровых фото- и видеокамер — матрица ПЗС или CMOS фиксирует интенсивность красного, зелёного и синего каналов;
• Сканеров — при оцифровке изображений;
• Телевизионных систем — стандарты передачи цветного изображения (NTSC, PAL, SECAM) основаны на аналогах модели RGB.

¶Ограничения

Модель RGB не является полной: она не может воспроизвести все цвета, наблюдаемые в природе. Гамма (диапазон воспроизводимых цветов) конкретного устройства зависит от характеристик подсветки и цветных фильтров. Цвета, выходящие за пределы гаммы, «срезаются» — происходит десатурация. Кроме того, RGB-значения одного и того же числового кода на разных устройствах могут давать略有不同 оттенки, если устройства не откалиброваны или используют разные цветовые пространства.

¶История

Идея аддитивного смешивания трёх основных цветов восходит к работам Томаса Янга и Германа Гельмгольца XIX века (трёхкомпонентная теория зрения). Практическое применение модель получила в 1920-е годы, когда Джон Лоуги Бэрд и другие пионеры телевидения создали первые системы передачи цветного изображения. В 1953 году в США принят стандарт NTSC, закрепивший трёхканальное представление сигнала. С развитием компьютерной графики в 1970–1980-е годы RGB стала универсальным стандартом описания цветов на экранах.

¶См. также

• Модель CMYK
• Цветовое пространство HSL и HSV
• Цветовой охват

¶Источники

• Гельмгольц Г. «Учение о зрении человека»
• Шапиро А. Г., Зелихман И. Б. «Цвет и свет»
• Стандарт ITU-R BT.709 (Rec. 709)
• Спецификация sRGB, International Electrotechnical Commission