color space چیست

فضاهای رنگی

یک فضای رنگی، تعریفی است ریاضی از محدوده ای مشخص از رنگها که یک ابزار ( Device ) یا یک نرم افزار استفاده می کند. هر فضای رنگی را میتوان به عنوان یک زبان محاوره ای در نظر گرفت که برای ترجمه یک زبان به زبان دیگر، عملی تحت عنوان Mapping انجام میشود.

گستره ی هر فضای رنگی با دیگری متفاوت است. ممکن است یک فضای رنگی، بر یک فضای دیگر کاملاً محیط باشد؛ و یا ممکن است اشتراک داشته باشند.

لیست فضاهای رنگی متداول:

1. sRGB
2. AdobeRGB
3. ProPhotoRGB
4. AppleRGB

Color Space برای فهم این موضوع ،تمام رنگهایی كه انسان قادر به دیدن آنها است را به صورت یك جسم 3 بعدی تجسم می كنیم. به این صورت كه مثلثی را در نظر بگیرید كه در هر راس آن یكی از 3 رنگ اصلی قرار دارد. سپس در قسمت بالا و پایین این سطح مثلثی،2 نقطه را اضافه می كنیم كه نماینده رنگهای سفید و سیاه هستند و از این 2 نقطه خطوطی را به رئوس مثلث می كشیم. حاصل یك جسم 3 بعدی به صورت 2 هرم مثلثی است كه در قاعده به هم وصل هستند. راس بالایی این جسم نماینده رنگ سفید، راس پایینی نماینده رنگ سیاه و 3 راس مثلث قاعده نماینده 3 رنگ اصلی هستند. بین این رنگها، تمام طیف رنگی قابل دید انسان قرار خواهد گرفت. این جسم را فضای رنگی (Color Space) چشم انسان فرض كرده و آنرا (hc ) مینامیم. اگر رنگی خارج از این فضا باشد، توسط چشم انسان رویت نمی شود یا بصورت نزدیكترین رنگ موجود در این فضا تشخیص داده می شود. حال فضای رنگی مانیتور را بصورت یك جسم 3 بعدی كوچكتر داخل این فضا در نظر گرفته و آنرا (mc) مینامیم. همین كار را می توانیم با دوربین دیجیتال، اسكنر و پرینتر نیز انجام دهیم. تمام این وسایل دارای GAMUT محدودتری نسبت به انسان هستند و طبیعتا داخل این فضا قرار خواهند داشت و چون با یكدیگر نیز اختلاف دارند به صورت اجسام 3 بعدی با اندازه های مختلف خواهند بود كه البته اشتراكاتی نیز دارند. مقیاس نامگذاری رنگها به صورت 3 عددی در مورد هر دستگاه مختص خود است. مثلا سبز ترین رنگ ممكن در فضای رنگی پرینتر (pc) به صورت (0,100,0) و سبز ترین رنگ ممكن برای مانیتور در فضای رنگی خود (0,100,0) ‌است. اما اگر نقطه معرف سبز خالص پرینتر را در فضا علامتگذاری كنیم و عدد مربوط به آن نقطه را در فضای مانیتور بخوانیم ،ممكن است عددی مثل (5,90,10) شود و یا همین رنگ در فضای رنگی انسان به صورت (15,85,5) شود.

sRGB

این فضای رنگی پیش‌فرض نرم‌افزارها و دوربین محسوب می‌شود. اگر دوربینی قابلیت انتخاب فضای رنگی نداشته باشد ( و یا فاقد خروجی RAW باشد)، به طور پیش فرض عکسها در این فضای رنگی تهیه می‌گردند. این فضا در واقع بیانگر وسعت رنگی (Gamut) یک مانیتور معمولی است.

AdobeRGB

AdobeRGB نسبت به sRGB وسیعتر است. این فضای كاری نسبت به فضای رنگی اكثر مانیتورها و پرینتر ها وسعت بیشتری دارد .اما برای ایجاد تطابق با Gamut های محدود وسائل نمایشی و چاپی نیاز به دقت بیشتری دارد. اگر تصاویرAdobeRGB را با دستگاهی مشاهده كنید كه فضاهای رنگی را نمیفهمد، اشباع رنگها كمتر خواهد شد.

ColorMatch RGB

این فضای رنگی دقیقا بر اساس Gamut مانیتورهای خاصی که در دستگاههای چاپ استفاده می‌شد، تهیه شده بود. نسبت به AdobeRGB وسعت رنگ کمتری دارد. اما بخوبی اکثر طیف رنگ CMYK را در بر می‌گیرد. کاربردش زیاد نیست مگر در مواقع خاص برای خروجی‌های خاص دستگاههای چاپ با خروجی CMYK. برخی عکاسان پرتره نیز از این فضا استفاده می‌کنند چون رنگهای تون پوست در آن، به اندازه AdobeRGB‌اشباع نیست.

ProPhotoRGB

این فضای رنگی ProPhotoRGB‌ جزو فضاهای رنگی Wide-Gamut ( وسیع) محسوب می‌گردد. اگر RAW عکاسی می‌کنید و اگر عکاس طبیعت یا آتلیه‌ای هستید که تمایل دارید حداکثر اطلاعات رنگ فایلهای عکس دوربین تان را در چاپ آنها مشاهده کنید، باید با این فضا آشنا باشید. اما همانقدر که این فضا قوی است، می‌تواند مشکلاتی را نیز به بار آورد.

مزایای فضای ProPhotoRGB برای عکاسی RAW مهمترین مزیت این فضا آن است که می تواند تقریبا کل طیف رنگی را که در فایلهای RAW شما وجود دارد، منتقل نماید. هر چند گفتیم که AdobeRGB فضای وسیعی محسوب می‌شود اما جالب است بدانید که خروجی فایلهای RAW با این فضا در مورد برخی عکس‌ها که طیف رنگی اشباعی دارند، با حذف قسمتی از این طیف رنگی همراه خواهد بود و این حذف حتی در همان مرحله تهیه خروجی RAW ممکن است اتفاق افتد. البته این مساله بدان معنا نیست که نتوان با فضای رنگی AdobeRGB چاپ های عالی تهیه کرد (کاری که هر روزه توسط بهترین عکاسان حرفه‌ای دنیا انجام می‌شود). بلکه مساله این است که اخیرا سیستم‌های چاپ نیز به موازات سایر سیستم‌های عکاسی دیجیتال پیشرفت کرده اند و امروزه به طور مثال، پرینتر های جوهرافشان جدید اپسون همراه با جوهرهای K3 می توانند رنگهای بسیار اشباع Cyan، Magenta و زرد را چاپ کنند که فراتر از وسعت رنگی فضای AdobeRGB‌است. در حالی‌که رنگهای فضای ProPhotoRGB بخوبی می‌توانند این پرینترهای پیشرفته را تغذیه کنند بدون آنکه حذف رنگ صورت بگیرد.

معایب فضای رنگی ProPhotoRGB مزایای فوق الذکر نباید این توهم را بوجود آورد که "پس همواره باید از ProPhotoRGB استفاده کرد". خیر! قانون این فضا این جمله است: ProPhotoRGB نه برای هر فردی مناسب است و نه برای هر فایل عکسی. همانقدر که این فضا وسیع است، همانقدر نیز خطر تخریب عکس در شرایط نامناسب را داراست.

اول آنکه در مورد این فضا حتما باید از فایلهای 16 بیتی استفاده کرد. بر خلاف AdobeRGB که استفاده از فایلهای 16 بیتی مستحب موکد بود، در اینجا واجب عینی است. چون کار با این فضا در فایلهای 8 بیتی براحتی منجر به Posterization و Banding در عکس می‌شود.

دوم آنکه، وسعت رنگی این فضا آن قدر زیاد است که در برخی طیفهای بسیار اشباع سبز و آبی، فراتر از محدوده دید رنگی انسان قرار می‌گیرد. این مساله وقتی ممکن است مشکل ساز شود که طی ویرایشهای نرم افزاری برخی رنگهای عکس به سمت این طیف‌های نامرئی شیفت پیدا کنند. که این موضوع باعث حذف قسمتی از رنگها در موقع نمایش و یا موقع چاپ خواهد شد.

سوم مساله نمایش در مانیتور است. مانیتورهای پیشرفته امروزی تازه توانسته اند فضای AdobeRGB را نمایش دهند. اما در نمایش بسیاری از قسمتهای طیف رنگ ProPhotoRGB هنوز کاملا ناتوان محسوب می شوند. و وقتی چیزی را در مانیتور نبینید، براحتی می‌توانید در موقع ویرایش رنگها، راه خطا بروید.

خلاصه این که اگر اطلاعات کافی و تجهیزات مورد نیاز این فضا را ندارید، بهترین انتخاب AdobeRGB‌است. اگر مفاهیم مدیریت رنگ، کار با فایلهای 16 بیتی، تبدیل پروفایلها، مفهوم Rendering Intent و سافت پروفینگ را نمی‌دانید، به ProPhotoRGB فکر نکنید.

تبدیل فضاهای رنگی

اگر یك رنگ موجود در یك فضای رنگی، در فضای رنگی دیگر اصلا وجود نداشته باشد، بر اساس تبدیل فضایی رنگها، در این حالت رنگ مورد نظر در فضای رنگی مقصد نمایش داده نخواهد شد. بعبارت دیگر اگر رنگ مورد نظر در فضای رنگی مقصد وجود نداشته باشد (Out Of Gamut)، نمی توان آن را به درستی تبدیل كرد. این نوع تبدیل رنگ ( كه بنام Absolute Colorimetric معروف است) تنها هنگامی كاربرد دارد كه رنگهای خارج از محدوده نداشته باشیم. مثلا رنگ (5,50,60) پرینتر ،معادل رنگ(1,45,30) در مانیتور است. اما رنگ سبز خالص پرینتر (0,100,0) در فضای رنگی مانیتور معادلی ندارد. برای رفع این مشكل از نوعی تبدیل به نام Perceptual استفاده می شود. در این روش، با حفظ نسبت بین مقادیر 3 گانه یك رنگ، این 3 مقدار Shift داده میشوند تا در فضای رنگی مبدا جای بگیرند و چون چشم انسان میتواند خود را با این تغییر وفق دهد، نتیجه حاصله بسیار رضایت بخش خواهد بود.