RGB Versagt bei gesättigten Cyan-Tönen: + - Farbmisch-Experiment nach Newton 642-727
RGB G R G R G B B R B Grundfarben RGB Mischfarben. Ordnung Komplementärfarbe: Differenz einer Farbe zu Weiß
RGB ½*Grün+½*Gelb: ½(G+R+G) 27R+G G G R G G0 Grundfarben, Mischfarben. und 2. Ordnung Auf dem Farbkreis nur gesättigte Farben.
RGB Ungesättigte Farbe hat Weißanteil Aufhellen einer Farbe durch Beimischung der Komplementärfarbe B0, G0 Sättigung Weiß-Anteil + B, G Cyan
RGB Schwarz Rot Helles Gelbgrün Weißpunkt Schwarzpunkt Unbuntgerade
RGB Ist dieser Farbverlauf linear? Out Out max In In max Die Gammakurve γ Kopp: Bildverarbeitung interaktiv 0 Beispiel: In max, Out γ 2, Out 64 64 / 4 6 max 27 64 2
RGB Ist dieser Farbverlauf linear? Out Out max In In max Die Gammakurve γ Kopp: Bildverarbeitung interaktiv 0 Beispiel: In max γ 2 Out : Out / 2 max 27 2 *0,7 79
Linienmuster abwechselnd Weiss / Schwarz ergibt 50 Prozent! RGB Monitor-Gamma bestimmen! Graufläche variieren, bis visuelle Gleichheit Out In max / 2 2 2 Out max In-Wert, um 50 % Ausgabe zu erzielen 2 Out In In max / 2 max In ln γ ln 2 In ln 2 γ In/ 2 ln In max In In γ / 2 max / 2 max γ
RGB Monitor-Gamma: 2.2 Fernsehtechnik: Gamma-Korrektur in Kamera Gamma /2.2 0,45 oder 0,52. Fernseher mit Gamma 2.2 bildet dann linear ab. ftp://ftp.uu.net/graphics/png/images/suite/gamma.png RGB (27,27,27) Tastatur: 27 Graues Fernsehbild Mal- Programm Video- Grabber Digitalisierung Bitmap Bitmap RGB (80,80,80) Bildprogramm
Gamma Gamma-Korrektur in der Bildbearbeitung Aufhellen der Mitteltöne Gamma < Beispiel: Mittlerer Ton 27 soll 50 % heller werden: Out 3 4 γ γ 2 0,4 In
Gamma Gamma-Korrektur in der Bildbearbeitung Bilbearbeitungsprogramme rechnen meist anders! New γ Old 3 4 γ 2 γ 0,4
RGB Gamma-Wert des menschlichen Auges 0,3-0,5 für bessere Unterscheidung dunkler Töne L * Y n Y Y n 6 Y Y n 3 Weißpunkt 6 Helligkeitsemfpindung nach CIE < 0.008856 Wahrnehmbarkeitsgrenze Schwarz
Subtraktive Farbmischung Entstehung der Körperfarben Absorption der Komplementärfarbe
Cyan Magenta Yellow BlacK Subtraktive Farbmischung: Absorption der Komplementärfarbe Drucktechnik: Farbraster nebeneinander Schwarz hinzu, um: echtes Schwarz zu erhalten Grautöne mit wenig Druckfarbe zu erzielen
Y M C S S S B G R Umrechnung RGB - CMY CMY-Schwarz B G R W W W Y M C RGB-Weiß 0 0 0 0 0 0
SA SA Y SA M SA C K Y M C Umrechnung CMY - CMYK Schwarzanteil eines SA CMY-Farbwertes: SA : Min(C,M,Y) CMYK-Wert (C,M,Y,K) zu gegebenem CMY-Wert (C,M,Y ) Beispiel: 28 9 9 28 64 64 B G R CMY Schwarzanteil: SA28 28 0 63 63 28 28 28 28 9 28 9 K Y M C
Visualisierung CMYK Merke: Dunkle Partien nehmen viel Farbe auf! Cyan Magenta Yellow Black
HSI Hue (Farbton) Saturation (Sättigung) Intensity (Intensität) Grün 20 Rot 0 Blau 240 ZylinderachseUnbuntgerade
Umrechnung RGB - HSI Idee: Grün 20 Rot 0 RGB-Unbunt-Gerade und HSI-Unbuntgerade in Deckung bringen Blau 240 Damit kann man Punkte im HSI-Raum mit kartesischen Koordinaten angeben
Umrechnung RGB - HSI Idee: Übergang zu Zylinderkordinaten (H,S,I): ( ) 3 / arctan 2 2 2 2 I I M M S M M H + Umkehrung: 2 * 3 2 6 3 2 6 3 0 6 2 I M M B G R mit ( ) ( ) 3 cos sin 2 I I H S M H S M S. Kopp, Herbert: Bildverarbeitung interaktiv Zu jedem RGB-Wert gibt es einen HSI-Wert, umgekehrt nicht.
Hue Farbton analog HSI [0..360] Saturation Sättigung(ungesättigtweiß) [0..] Value Dominante Farbe [0..] (HSV) Helligkeit von Rot, Grün, Blau identisch Umrechnung RGB -> HSV. Bestimme Weiß-Anteil W min(r,g,b) 2. (R,G,B ) : (R-W,G-W,B-W) hat nur noch 2 Farbwerte <> 0 3. Sei B 0: Huewert liegt zwischen R und G: H G *20/(R +G ) Sei R 0: Huewert liegt zwischen G und B: HB *20/(G +B )+20 Sei G 0: Hue-Wert liegt zwischen B und R: HR *20/(R +B )+240 4. S (max(r,g,b) - W )/max(r,g,b) 5. V max(r,g,b).
Zur Unterscheidung BBlau, und B Brightness nennen wir B 00 Brightness Hue Saturation Brightness (HSB) Helligkeit von Rot, Grün, Blau identisch Farbton analog HSI [0..360] Sättigung(ungesättigtweiß) [0..00 %] Helligkeit der dominanten Farbe [0..00 %] Umrechnung RGB -> HSB. Bestimme Weiß-Anteil W min(r,g,b) 2. S (Max(R,G,B)-W)/Max(R,G,B)*00 max B 00 ( R, G, B) * 00 H G *60 R In diesem Sechstel ist R>G und B0 H B 20 + *60 G H R 20 60* G Neue Folie
Hue Saturation Brightness (HSB) H max 20 + 240 + Zusammengefasste Formel: 60( G B), R > ( R, G, B) min( R, G, B) 60( B R) max( R, G, B) min( R, G, B) 60( R G) max( R, G, B) min( R, G, B) G, B, G >, B > R, B R, G Übereinstimmung im. Sechstel, weil dort gilt: BW, min(r,g,b)w, max(r,g,b)r
Y Helligkeit(0..) U Farbdifferenz Rot V Farbdifferenz Blau Variante von HSB Fernsehtechnik YC R C B Helligkeit von Rot, Grün, Blau physiologisch Y 0.59G + 0.30R + 0.B V (R Y)/.4 U (B Y)/2.03 Y heißt Luminanz VR-Y Verzerrung zum Oval UB-Y Prinzip: Winkel durch 2 senkrechte Vektoren definieren
C ommision I International de l E clairage Definiert alle wahrnehmbaren Farbwerte R 700,0 nm G 546, nm B 435,8 nm Normspektrum (Reihenmessungen) XYZ00 Ideales Weiß Virtuelle Primärvalenzen X,Y,Z
C ommision I International de l E clairage Setze: x X y X z X x + X + Y Y + Y Z + Y y + + Z + Z + Z z Der xyz-farbwert lässt sich durch 2 Werte repräsentieren, da der dritte durch x+y+z berechnet werden kann. CIE (93): x,y für den Farbort. Angabe der Helligkeit: Y CIE xyy-wert xyy-werte sind messtechnisch zu bestimmen Spektral-Fotometer oder 3-Farben-Colorimeter
C ommision I International de l E clairage Schuhsohle WeißpunkT D 65 6500 Kelvin ABC: Drei Primärstrahler mit den Farben A,B,C erzeugen alle Farbtöne im Innern des Dreiecks A B C Schlicht, H.J.: Bildverarbeitung digital
C ommision I International de l E clairage Gammutwarnung RGB-Farbraum Gammut eines Monitors
CIEuv Nachteile des CIE-XY Farbraums. Ungleiche Farbabstände: Grün-Bereich hat große Fläche, Ront-Bereich und Blaubereich kleiner McAdams-Ellipsen gleichfarbige Bereiche CIE Luv Durch lineare Verzerrung wird aus x,y u,v Aus Y wird die Helligkeit berechnet: L * 6 Y Y n 3 6
CIELab CIE L*a*b* a * b 3 * Y L 6 6 Y n 3 3 X Y 500 Xn Y n * 200 Y Y 3 Z n Z n 3 Virtuelles Rot Virtuelles Blau [ X, Y, Z ] n n Mattweißer Körper n
CIELab Farbtonwinkel: Buntheit: * 2 2 C ab ( a * + b* ) h ab b* arctan a * Farbdifferenz: * E ab L *2 + a *2 + b *2 RAL 000 Grünbeige L* +76,0 a* -00,56 b* +26,69 (R,G,B) (24,99,48) http://www.dtpstudio.de/840/840-00.htm
Diverse Umrechnungsformeln RGB nach ITU Rec. 709 CIE-XYZ International Television Union (HDTV) S M P T E European Broadcasting Union Umrechnung RGB Rec. 709 nach RGB SMPTE 240M Umrechnung EBU 323 nach Rec. 709
Weitere Farbkugel von Philipp Otto Runge Johann Heinrich Lambert James Clerk Maxwell Quelle: www.colorsystems.com
Weitere Douglas McAdams Walter S. Stiles Quelle: www.colorsystems.com
Weitere Rot Gelb Grün Blau Purpur Albert Henry Munsell Munsell Book of Colours Quelle: www.colorsystems.com
Original von PhotoCD 256 Farben optimiert Fehlfarben markiert
Vorlesung Medientechnik WS 999/2000 Dr. Manfred Jackel Studiengang Computervisualistik Institut für Informatik Universität Koblenz-Landau Rheinau 56075 Koblenz Manfred Jackel E-Mail: jkl@uni-koblenz.de WWW: www.uni-koblenz.de/~jkl mtech.uni-koblenz.de Literatur zu diesem Kapitel Hyperlinks zu diesem Kapitel www.colorsystem.com Grafik-Quellen