دنیای رنگ‌ها دنیایی بسیار جالب و طبیعتا رنگارنگ است که همواره با آن در ارتباطیم و تصور دنیای بدون رنگ مثل حال و هوای فیلم‌های دهه 50 میلادی شاید برای ما کمی سخت باشد. با پیشرفت روزافزون تکنولوژی‌های مختلفی که با رنگ‌ها سروکار دارند استفاده کردن از رنگ‌ها و نشان دادن آن‌ها وارد فازهای جدیدی می‌شود. از RGB که هم‌اکنون روبه‌روی شماست تا CMYK که وقتی به تصویری در مجله نگاه می‌‌کنید با آن در ارتباط هستید. در این مطلب از جامعه گیک‌های کامپیوتر با دنیای رنگ‌ها از دیدی کامپیوتری آشنا خواهیم شد.

 

فضای رنگ و مدل رنگ

فضای رنگ (Color Space) را می‌توان اینطور تعریف کرد: فضای رنگ سازمانی مشخص از رنگ‌هاست که امکان نشان دادن رنگ‌ها را در هر دو صورت آنالوگ و دیجیتال فراهم می‌کند. فضای رنگ می‌تواند به صورت‌های مختلفی نشان داده شود، مثلا می‌توان از اعداد برای بیان رنگ مورد نظر استفاده کرد یا می‌توان به صورت خاصی برای آن‌ها اسم گذاشت و یا اینکه از مجموعه‌ای از اعداد برای بیان آن‌ها استفاده کرد، مثل RGB.

RGB و CMYK

اما مدل رنگ چیست؟ مدل رنگ را می‌توان پایه و اساس فضای رنگ نامید که تعریف کتابی‌اش چنین می‌شود: مدل رنگ یک مدل ریاضیاتی انتزاعی است که نحوه مشخص شدن رنگ‌ها توسط مجموعه اعداد را مشخص می‌کند، مثل سه تایی در RGB یا چهارتایی در CMYK. می‌توان اینطور در نظر گرفت که مدل رنگ الگویی برای فضای رنگ است. مثلا Adobe RGB و sRGB دو فضای رنگ مطلق هستند که بر پایه مدل رنگ RGB بنا شده‌اند. برای تعریف یک فضای رنگ، مرجع معمول و استاندارد فضای رنگ‌های CIELAB و CIEXYZ هستند که به طوری طراحی شده‌اند که همه رنگ‌هایی که چشم انسان قادر به تشخیص‌شان است را تحت پوشش خود داشته باشند.

از آن‌جایی که فضای رنگ ترکیبی از مدل رنگ و الگوری برداری است به صورت غیر رسمی و تجاری از فضای رنگ برای بیان مدل رنگ نیز استفاده می‌شود، اما در بر خلاف اینکه شناسایی یک فضای رنگ به طور خودکار منجر به شناسایی مدل رنگ نیز خواهد شد در استفاده حرفه‌ای و سخت‌گیرانه این رویکرد غلط است. اگر بخواهیم با یک مثال این موضوع را روشن‌تر بیان کنیم می‌توانیم بگوییم که در عین حال که فضای رنگ‌های متعددی بر پایه مدل رنگ RGB وجود دارند ولی خود فضای رنگ RGB به تنهایی کارایی ندارد.

شیء گرایی - قسمت اول

 

تاریخچه

داستان از جایی شروع شد که در سال 1802 آقای تامس یانگ (Thomas Young) فرضیه وجود سه نوع گیرنده نوری در چشم، که هر کدام به یک طیف نور خاص حساس بودند، را بیان کرد. 48 سال بعد یعنی در سال 1850 هرمان ون هلمولتز (Hermann von Helmholtz) فیزیکدان آلمانی این فرضیه را توسعه داد و بیان کرد که این سه نوع گیرنده نوری را می‌توان با توجه به واکنش آن‌ها به طول موج‌های نوری که به شبکیه چشم می‌رسند را به سه دسته‌ی طیف کوتاه (آبی) طیف متوسط (سبز) و طیف بلند (قرمز) دسته‌بندی کرد. قدرت نسبی سیگنال‌های تشخیص داده شده توسط این گیرنده‌ها توسط مغز به صورت رنگ تشخیص داده می‌شود.

YoungHelm

اما به وجود آمدن مفهوم فضای رنگ به خاطر هرمان گرسمن (Hermann Grassmann) بود که این موضوع را در دو مرحله گسترش داد، مرحله اول ایده فضای برداری (Vector Space) بود که امکان نمایش مفاهیم هندسی در چند بعد را با استفاده از جبر فراهم می‌کرد. مرحله دوم تئوری نحوه ترکیب رنگ‌ها بود که در سال 1853 این تئوری داده شد و هنوز هم قانون سه‌رنگ این تئوری به عنوان قانون گرسمن تدریس می‌شود.

 

اولین تلاش‌ها، CIE 1931 XYZ

فضای رنگ CIE 1931 XYZ یکی از اولین تلاش‌ها برای دستیابی به یک فضای رنگ بر پایه اندازه‌گیری‌های انجام شده بر درک چشم انسان از رنگ بود. می‌توان گفت این فضای رنگ پایه و اساس تقریبا همه فضای رنگ‌های دیگر است. فضای رنگ CIERGB صورت خطی CIE XYZ است. مشتقات دیگر CIE XYZ عبارت‌اند از CIELUV، CIEUVW و CIELAB.

تفاوت گرافیست و طراح رابط و تجربه کاربری

 

معروف‌ترین‌ها! RGB و CMYK

رنگ‌ها را می‌توان با استفاده از فضا رنگ‌های بر پایه CMYK و با استفاده از رنگ‌های اصلی کاهشی (برای CMYK به ترتیب فیروزه‌ای، ارغوانی، زرد و مشکی) چاپ کرد. به این نوع رنگ‌ها، رنگ‌های بازتابشی نیز گفته می‌شود چراکه مشخص می‌کنند چه نوع جوهری باید استفاده شود تا نور منعکس شده از جوهر روی سطح، رنگ مورد نظر ما را تولید کند. این فرآیند تشخیص از رنگ سفید (رنگ کاغذ و رنگ پایه برای چاپ) شروع می‌شود و با استفاده از جوهر رنگ سفید را با رنگ مورد نظر جایگزین می‌کند تا فرآیند تکمیل شود. انواع مختلفی از فضای رنگ CMYK برای جوهرها، سطوح و انواع چاپ مختلف استفاده می‌شود.

بر روی صفحات نمایشگرها رنگ‌ها به صورت تابشی هستند و برای نمایش رنگ‌های مختلف از رنگ‌های اصلی افزایشی و به وسیله فضای رنگ‌های بر پایه RGB استفاده می‌شود (برای RGB به ترتیب قرمز، سبز و آبی) این بار کاربر خود رنگ تابیده شده را می‌بیند نه بازتابشی از رنگ.

روش دیگر نمایش رنگ‌ها روی نمایشگرها استفاده از فضای رنگ‌های HSL و HSV است که در ادامه درباره این دو فضای رنگ بیشتر صحبت خواهیم کرد.

تعداد زیادی از فضای رنگ‌ها را می‌توان به صورت مجموعه‌های سه‌تایی نشان داد، نکته قابل توجه پس از بیان این موضوع این است که فضای رنگ معروف و پر استفاده CMYK در اصل CMY است، چرا که می‌توان رنگ مشکی را با استفاده از سه رنگ دیگر تولید کرد. برای سه بعدی نمایش دادن این‌گونه فضاهای رنگ کافی است هر مولفه را به یک محور اختصاص بدهیم. مثلا برای RGB مقدار قرمز را به محور Xها، مقدار سبز را به محور Yها و مقدار آبی را به محور Zها اختصاص می‌دهیم که هر سه محور از 0 تا 255 شماره‌گذاری شده‌اند و با این کار یک مدل سه بعدی خواهیم داشت که در آن همه رنگ‌هایی که می‌توانند با فضای رنگ RGB تولید شوند وجود خواهند داشت.

RGB و CMYK

 

تراکم RGB

مدل رنگ RGB با توجه به قابلیت‌های سیستم مورد استفاده به روش‌های مختلفی پیاده‌سازی می‌شود. رایج‌ترین سیستم مورد استفاده از سال 2006 سیستم اجرای 24بیتی است که دارای 8 بیت یا 256 سطح رنگی مجزا برای هر کانال است. هر فضای رنگ بر پایه مدل RGB بیست‌وچهار بیتی بین محدوده‌ای با 16.7 میلیون رنگ قرار می‌گیرد. برخی از پیاده‌سازی‌ها برای هر مولفه از 16 بیت استفاده می‌کنند که در کل 48 بیت می‌شود که حاصل کار همان رنگ با تعداد بیشتری سطح رنگی مجزا می‌شود. این امر به ویژه در مواقعی که با فضاهای رنگی وسیع کار می‌کنیم یا هنگامی که تعداد زیادی الگوریتم فیلتر دیجیتالی به طور متوالی مورد استفاده قرار می‌گیرند بسیار مهم است.

مکعب RGB

 

تبدیل فضاهای رنگ

تبدیل فضای رنگ مانند ترجمه از زبانی به زبان دیگر است، معنا و مفهوم تغییر نمی‌کند و فقط نحوه بیان متفاوت است. معمولا در مواقعی که می‌خواهیم عکسی را از فرمتی به فرمتی دگیر که از فضای رنگ دیگری استفاده می‌کند تبدیل کنیم از تبدیل استفاده می‌شود. در تبدیل هدف ما این است که عکس بعد از تبدیل در نزدیک‌ترین حالت ممکن به محتوای اولیه باشد.

در عکس زیر یک نمونه از تبدیل RGB (عکس سمت چپ) به CIE 1931 XYZ (عکس سمت راست) را مشاهده می‌کنید.

تبدیل RGB به CIE 1931 XYZ

 

چند فضای رنگ دیگر

YIQ سابقا در پخش تلویزیونی NTSC استفاده می‌شد. این سیستم یک مقدار لومای قابل مقایسه برای روشنایی به همراه دو مقدار کروما به عنوان نماینده تقریبی مقدار آبی و قرمزِ رنگ ذخیره می‌کند. YIQ عملکردی مشابه به YUV که در بیشتر سیستم‌های ویدیو کپچر استفاده می‌شود و PAL که رایج‌ترین سیستم کدگذاری کردن رنگ در پخش تلوزیونی است دارد.

YPbPr یک نسخه قابل درجه‌بندی از YUV است که به طور معمول در فرم دیجیتالی خود که به آن YCbCr گفته می‌شود در زمینه فشرده‌سازی عکس و ویدیو مثل MPEG و JPEG به کار می‌رود.

HSV (رنگ، اشباع، روشنایی) که به عنوان HSB هم شناخته می‌شود معمولا توسط هنرمندان و نقاشان استفاده می‌شود، چراکه تصور یک رنگ از این فضای رنگ بسیار ساده‌تر از تصور رنگ به روش رنگ‌های افزایشی و کاهشی است.

HSL که به عنوان HLS یا HSI نیز شناخته می‌شود بسیار شبیه به HSV می‌باشد. با این تفاوت که روشنایی یک رنگ در HSV با روشنایی رنگ سفید مقایسه می‌شود ولی روشنایی یک رنگ در HSL با روشنایی رنگ خاکستری روشن مقایسه می‌شود که کمی به دنیای واقعی نزدیک‌تر است.

در زمینه‌های تجاری عمدتا از سه فضای رنگ سیستم رنگ مانسل (Mansell) و PMS یا همان Pantone معروف و NCS استفاده می‌شود.

از فضای رنگ RG Chromaticity در زمینه بینایی ماشین و از TSL در زمینه تشخیص چهره استفاده می‌شود.

در اوایل دوران شناخت رنگ‌های کامپیوتری از RG برای فیلم‌های رنگی و RGK برای چاپ استفاد می‌شد.

Vue چیست؛ معرفی فریمورک محبوب Vue (ویو)

 

فضای رنگ مطلق

در علم رنگ‌شناسی برای فضای رنگ مطلق دو تعریف وجود دارد.

تعریف اول: فضای رنگی که در آن تفاوت ادراک بین رنگ‌ها به طور مستقیم با فواضل بین رنگ‌ها مشخص می‌شود که توسط نقاطی در فضای رنگ نشان داده می‌شود.

تعریف دوم: فضای رنگی که در آن رنگ‌ها بدون ابهام هستند، یعنی جایی که تفسیر رنگ‌ها در فضا به صورت رنگی و بدون مراجعه به عوامل خارجی تعریف می‌شود.

اینجا ما بر روی تعریف دوم تمرکز می‌کنیم.

CIEXYZ، sRGB و ICtCp نمونه‌هایی ار فضای رنگ مطلق هستند.

یک فضای رنگ غیرمطلق را می‌توان با تعیین رابطه آن با مقادیر رنگی مطلق، به یک فضای رنگ مطلق تبدیل کرد. برای مثال اگر رنگ‌های قرمز، سبز و آبی در یک نمایشگر به طور دقیق به همراه خصوصیات دیگر نمایشگر اندازه گرفته شوند آنگاه مقادیر RGB روی آن مانیتور را می‌توان مطلق در نظر گرفت. فضای رنگ CIELAB گاهی اوقات مطلق در نظر گرفته می‌شود با این وجود که این فضای رنگ برای مطلق تلقی شدن به مشخص شدن مقدار رنگ سفید نیز نیاز دارد.

یک راه شناخته شده برای تبدیل یک فضای رنگ مثل RGB به یک فضای رنگ مطلق این است که برای آن مشخصات ICC تعریف کنیم که شامل ویژگی‌های RGB است. البته این تنها راه تبدیل به فضای رنگ مطلق نیست ولی این راه، راه استاندارد بسیاری از صنایع است. رنگ‌های RGB توسط پروفایل‌های مرسومی نظیر sRGB و Adobe RGB تعریف شده‌اند. فرآیند اضافه کردن مشخصات ICC به یک فایل گرافیکی تگینگ (Tagging) یا امبدینگ (Embedding) نامیده می‌شود.

 

فضای رنگ دلخواه

احتمالا تا به اینجای کار متوجه شده‌اید که فضاهای رنگ برای مصارف خاص به طور خاص در نظر گرفته می‌شوند ولی اکثرا توافقی هستند، مثلا اگر شما همین حالا یک فضای رنگ دلخواه تعریف کنید، مثلا کنار RGB یک P بگذارید برای تعیین مقدار رنگ بنفش! شما یک فضای رنگ جدید ساخته‌اید. یا مثلا برای رنگ‌ها به دلخواه شماره در نظر بگیرید، مثلا رنگ سفید را 90210375 در نظر بگیرید! در صورتی که دوستان و اطرافیان شما از این فضای رنگ استقبال کنند و این فضای رنگ شما موفق ظاهر شود شما یک فضای رنگ جدید و موثر ساخته‌اید، تبریک!

یکی از معروف‌ترین فضاهای رنگ که به طور کاملا توافقی ساخته شده فضای رنگ نام آشنای Pantone است که در آن از شماره و اسم برای مشخص کردن رنگ‌ها استفاده می‌شود. کمپانی Pantone همان کمپانی است که سالانه رنگ مخصوص آن سال را انتخاب می‌کند. رنگ‌های سال 2021 دو رنگ Ultimate Gray و Illuminating هستند! Pantone یک سیستم اختصاصی است که دستورالعمل‌هایی را شامل می‌شود که چاپگرهای تجاری می‌توانند از آن دستورالعمل‌ها برای تهیه جوهرهایی با رنگ خاص استفاده کنند.

Pantone

دنیای رنگ‌ها دنیایی بسیار گسترده است که پیشنهاد می‌کنیم اگر با رنگ‌ها سروکار دارید یا صرفا این موضوع برای شما جذابیت دارد از تحقیق در این باره دریغ نکنید چراکه مطالب بسیار جالبی انتظارتان را می‌کشند.


ذخیره مقاله:

اشتراک گذاری:





مطالب پیشنهادی



              
                 انواع پردازنده
انواع پردازنده(CPU)

اگر به دنبال پردازنده مناسب برای کامپیوتر شخصی خود هستید و نمیتوانید تصمیم بگیرید چه پردازنده‌ای انتخاب کنید چون اطلاعات کافی درباره هر کدام از آنها ندارید این مقاله به شما کمک خواهد کرد تا انتخابی انجام دهید که مورد رضایت شما باشد.


              
                 امنیت شبکه لایه بندی شده
امنیت شبکه لایه بندی شده (قسمت دوم)

پیش از این در مورد امنیت شبکه لایه بندی صحبت کردیم. در این مطلب موارد باقی مانده را ذکر میکنیم و با تکنولوژی‌های IDS و IPS آشنا خواهیم شد. اگر به شبکه علاقه مند هستید این مطلب را پیشنهاد می‌کنیم.


              
                 نرم افزار ادیت عکس
پنج اپلیکیشن کاربردی ادیت و طراحی عکس ساده برای کاربران آماتور

در این مطلب از جامعه گیک‌های کامپیوتر 5 مورد از بهترین اپلیکیشن‌ها و نرم افزارها که برای ادیت تصاویر استفاده می‌شوند را معرفی می‌کنیم.


نظری برای نمایش وجود ندارد. شما اولین نظر باشید.


ارسال دیدگاه

برای ثبت دیدگاه باید ابتدا وارد شوید