Förstå färgteori för digitalfotografi

Färg är något som vi människor tar för givet. Det är ett grundläggande element i existens, som gravitation eller dålig popmusik, att vi instinktivt förstår om vi väljer att undersöka det eller inte. Till exempel kommer de flesta att veta att inte köpa en bil i varmrosa för att upprätthålla återförsäljningsvärdet eller äta lila bananer, även om man inte behöver förstå hur den lila faktiskt är sammansatt. Men i arbetet med a visuell konst som fotografi, en djupare och viktigast, konsekvent överförbar, förståelse av färg krävs.

I livet är det tillräckligt att veta att en banan är "något lila" och därför inte bra, men din kamerasensor bör göra ett bättre jobb att spela in den lila som en bild.

Inte bara det, din skärm ska kunna ge dig en korrekt representation av vad din kamera fångar och vad som kommer ut ur skrivaren ska överensstämma med vad du ser. Detta är i själva verket faktiskt mycket svårare än det verkar vara.

Förståelse av färg är ett komplext ämne, och hela böckerna ägnas åt studien. För det första är det nödvändigt att definiera sammanhanget av vad "förståelse färg" faktiskt betyder.

Det kan tolkas för att innebära studien av vår psykologiska uppfattning om färg, fysiken i det synliga spektrumet av ljus, eller den mänskliga fysiologin som omger akten att se, från att ha minst respektive täckning av fotografiska artiklar. För den här artikeln vill jag bara prata om olika metoder för beskriver färg i digitala media.


Färgmodeller

För att tillgodose behovet av att beskriva färg objektivt, vänder vi oss till det minst subjektiva och därmed "bästa" verktyget, matematik! Detta ger färgmodeller, abstrakta matematiska modeller som används för att kommunicera färg kortfattat. De är i själva verket helt enkelt olika sätt att definiera tolkningar av grupper av tal, som speglar olika färger. De tre vanligaste färgmodellerna är RGB, CMYK och RYB. Eftersom RYB mest används i målning kommer vi att fokusera på RGB och CMYK.

Observera att färgmodeller inte ska förväxlas med färgutrymmen som sRGB eller Adobe RGB. Färgutrymme är ett ämne som jag inte kommer att få fram i den här artikeln, men kan ses som specifika implementeringar av en färgmodell.


Beskriva färg intuitivt




HSL används i Photoshop ... så det måste vara ganska legitimt.

Det finns olika metoder som vi kan välja mellan för att beskriva färg, men det vanligaste är att använda egenskaperna hos färgton, mättnad och ljushet, som utgör vad som vanligtvis kallas för HSL-representation.

Färgton, enkelt uttryckt, är den specifika tonen i färgen. Det kan definieras som ljusets våglängd som verkar vara mest dominerande i en färg. Personligen tycker jag om att tänka på nyans som "färg", som hänför sig till den enklaste uppfattningen av färger som lärs som barn. När vi säger att himlen är blå, eller att gräset är grönt, hänvisar vi till nyansens färg.

Mättnad är färgtonens intensitet och kan betraktas som färgens "renhet". Fullmättnad av färgen resulterar endast i den färgen, där ingen mättnad resulterar i samma färgton som grå.

Ljus definierar hur mycket vitt eller svart är i en färg. Ingen ljushet resulterar alltid i svart och full ljushet resulterar alltid i vitt.

Vi brukar använda denna metod när vi beskriver färg för oss själva eller redigerar foton eftersom dessa tre oberoende dimensioner är alla väldigt naturligt intuitiva för människans färguppfattning. Färgtemperaturen är en applikation av färgton, exponeringsnivåerna relaterar till ljusheten, och det vi kallar "flatness" är faktiskt bara färgmättnad.




Cylindern är det potentiella området för HSL-representationen. Alla möjliga färger faller någonstans inom cylindern.

RGB: Premier-additivmodellen

Även om HSL-representationen är naturlig för att människor ska tolka, är datorer inte nödvändigtvis överens. HSL är helt enkelt ett annat sätt att tolka vilka datorer som faktiskt använder, RGB-färgmodellen, vilken är den vanligaste färgmodellen som används i de flesta elektroniska system.




I RGB-färgmodellen kombineras de primära färgerna i rött, grönt och blått för att bilda ett möjligt antal färger. Detta beteende är typiskt i ljuset.

Den viktigaste egenskapen hos RGB-färgmodellen är att den är additiv. Vad som är additiv betyder att alla potentiella färger bildas med en specifik kombination av de tre basfärgerna: Red, Green och Blue.

Från och med svart kombineras de primära färgerna röda, gröna och blå i angivna mängder för att skapa andra färger. Att blanda de tre primära färgerna i lika stora mängder ger ett resultat av vit, kombinationen av alla färger. Detta kan demonstreras genom att använda ett prisma för att separera vitt ljus.

Kom ihåg att RGB-färgmodellen gäller ljus och därför tillämpningar som digitala displayer, men gäller inte för färg eller utskrift. Blandning av röd, grön och blå färg kommer inte att göra vit färg, men är en väldigt kul sätt att göra en röra som vuxen! (Det kommer faktiskt att ge dig svart, se nedan.)




Photoshop använder RGB som huvudmodell.

Människor är ofta mentalt relaterade till att arbeta med RGB-färgmodellen till heltal 255. Detta beror på att det är det maximala värdet i de flesta datorredigeringar av RGB. RGB-färger uttrycks med tre siffror, som representerar värdet för varje basfärg.

Så vad menar vi när vi har en RGB-representation av (0, 255, 167), som ovan? Det betyder att vi har 0 av 255 bitar röda, 255 av 255 bitar gröna och 167 av 255 bitar blå, vilket resulterar i en gröndominerad kricka.

Observera att 255 är ett speciellt värde i databehandling, eftersom intervallet 0 till 255 kan representeras i 8-bitars binärt tal. Vi kunde enkelt definiera RGB med andra maximier och ha samma resultat. (Om 1 till exempel var det maximala värdet, kan (0, 255, 167) skrivas identiskt som (0, 1, 0.654902).)

På grund av sitt förhållande till naturligt ljus är RGB den överlägset dominerande färgmodellen som vi utsätts för i fotografering. Dessa tre primära färger används i allt från färgade histogram till digitalkamera sensor design.


CYMK: I Skriv ut är Mindre mer

Medan RGB är den vanligaste färgmodellen är CYMK-färgmodellen också väldigt viktig, särskilt i tryckområdet.




I CYMK-färgmodellen kombineras primära färgerna i cyan, gul och magenta för att bilda det möjliga utbudet av färger. Detta beteende är typiskt för bläck på vitt papper.

Nyckeldifferensen mellan CYMK och RGB är att där RGB är additiv, skapar färg genom att kombinera primära färger, är CYMK subtraktiv och skapar färger genom att ta bort färger. De tre färgerna som tas bort är Cyan, Yellow, och Magenta, som kombinerar för att bilda de tre första tecknen i förkortningen CYMK. K står för Köga, med hänvisning till den svarta nyckeln som används förutom de tre primära färgerna. (Det kan vara lättare att komma ihåg K som sista teckenet på blacK, eftersom stark> B används redan för Blue.)

Svart bläck används för att kombinera de tre primära färgerna eftersom de tekniskt bör kombineras för att bli sanna svart, i verkligheten resulterar de i en smutsig brun på grund av föroreningar i bläcket och måste kompletteras.

CYMK-processen appliceras för att skriva ut genom att blockera färger på en vit bakgrund med bläck. Det ljus som normalt återspeglas av papperet reduceras med färgad bläck, i själva verket "subtraherar" färgerna från vit.

Observera att de primära och sekundära färgerna vänds för modellerna RGB och CYMK. De är i själva verket motsatser till varandra. RGB är en kombination av ljus och CYMK är en kombination av motsatser för att blockera ljuset. (För att skapa bilden av CYMK-modellen, inverterade jag bara bilden av RGB-modellen.)

Eftersom RGB används av din dator för att kombinera ljus för att visa dina bilder och CYMK används av din skrivare i att blockera vitboken när du skriver ut dina bilder, är denna omvandling obligatorisk när ett tryck görs.

I praktiken kommer denna omvandling inte alltid att vara exakt. Så medan du konverterar till CYMK innan du skickar filen till en utskriftsleverantör, är det lämpligt att göra det verkliga bearbetningsarbetet med RGB-färgmodellen. Även om detta verkar kontraintuitivt i början finns det faktiskt ganska många fördelar med att göra det.

För det första resulterar RGB-färgmodellen i en större gamut, eller färgintervall än CYMK. Detta ger mer flexibilitet att arbeta med ett större urval av färg under redigering så länge som RGB-färgmodellen används.

För det andra, även om RGB har en större omfång, är filstorlekarna mindre. Detta beror på att data som används för att lagra färg har tre kanaler (röd, grön och blå) istället för fyra (cyan, gul, magenta och svart). Det är inte bara det, färgbalansen är lättare att åstadkomma i RGB, eftersom neutrala färger innehåller lika stora proportioner av de tre primära färgerna, vilket inte nödvändigtvis är sant i CYMK.

Arbeta i RGB-färgmodellen säkerställer även sömlös integrering med webmedia. Av alla dessa skäl är det lämpligt att bara konvertera till CYMK innan du skickar en fil för utskrift, och inte tidigare.




RGB till vänster, CYMK till höger. Lägg märke till att omvandlingen inte är perfekt, men den rätta bilden är mer besläktad med vad utskriften skulle se ut. (Egentligen, eftersom du tittar på bilden med en RGB-bildskärm, är det en RGB-approximation av CYMK-approximationen av RGB ... kul?)

Binda det tillsammans

Jag tror att om det finns en sak att ta bort från hela denna läsning är det faktum att det finns en mängd olika sätt att representera samma färg. Ingen är bättre eller sämre än andra, men har helt enkelt olika fördelar och begränsningar.

De tre mest relevanta metoderna för att beskriva färg är modellerna HSL, RGB och CYMK. HSL är en mer mänsklig vänlig tolkning av färg baserat på faktorer som vi lätt kan identifiera, vilket gör det lämpligare att redigera foton.

RGB baseras på fysikljuskombinationerna och förklarar dess dominans på de flesta områdena digital fotografering från digitalkamerasensorer till bildskärmar.

CYMK är motsatt, en metod att använda kombinationer av färger för att blockera ljus med primära applikationer vid tryckning. Till sist handlar alla tre om samma fråga om att konsekvent kommunicera en färg.

Att spela med omvandlare kan verkligen ge perspektiv på hur dessa olika modeller är relaterade till varandra, och cementera det faktum att färgmodeller liknar olika språk med olika ord för samma saker.

Jag hoppas att denna artikel har varit informativ för människor. Vänligen kommentera nedan om det finns några frågor, problem eller förslag.