Yeni nesil algısal uzaylar: OKLab ve ötesi

Kısa cevap

Ekranda iki renk arasında bir gradyan çizildiğinde, hesap çoğu zaman gama kodlu sRGB değerleri üzerinde yapılır; bu uzayda tamamlayıcı iki rengin tam ortası gri ve olması gerekenden koyu bir noktaya düşer. OKLab, açıklığı gözün algısına göre ölçekleyen ve tonu CIELAB'den daha tutarlı koruyan bir uzaydır; bu yüzden gradyanın ortası beklenen açıklıkta kalır ve maviden beyaza geçişlerdeki mora kayma gibi sahte ton sapmaları ortadan kalkar; tamamlayıcı renkler arasında renkliliği de korumak için hesap OKLab'in kutupsal biçimi OKLCh'de, renk çemberinin çevresinden dolaşarak yapılır. HDR, yani yüksek dinamik aralıklı içerik için ise Jzazbz ve ICtCp gibi, çok daha geniş bir parlaklık aralığını hesaba katan uzaylar geliştirildi.

CIELAB neden yetmedi?

BI-19'da gördüğümüz gibi CIELAB, 1976'dan beri renk farklarını ölçmenin ortak dilidir. Ama algısal düzgünlüğü tam değildir ve bu eksiklik bazı bölgelerde, özellikle mavilerde, belirgindir.

Sorunun en iyi belgelenmiş biçimi ton doğrusallığıdır. İdeal bir uzayda, sabit bir ton açısı boyunca nötr eksenden en doygun renge doğru ilerlediğinizde algılanan ton değişmemelidir: bir mavi, soluktan canlıya giderken hep aynı mavi olarak görünmelidir. Hung ve Berns 1995'te yayımladıkları çalışmada, dokuz gözlemcinin bir ekranda yaptığı eşleştirmelerle 24 sabit ton çizgisi belirledi ve bunları CIELAB ile başka uzayların ton açılarıyla karşılaştırdı. CIELAB'de sabit ton açısında nötrden en yüksek kromaya ilerlerken algılanan tonun açıkça kaydığını, en büyük hataların ekranın mavi ana rengi bölgesinde olduğunu buldular.

Pratikte bu, bir maviyi CIELAB'de açarken ya da beyazla karıştırırken morumsu bir tona kayması demektir. Bunu sayılarla da görebiliriz. Ekranın saf mavisinden (#0000FF) beyaza giden bir geçişi CIELAB'de hesaplayıp ara noktaları OKLab'in ton açısıyla ölçtüğümüzde, açı çeyrek yolda 288°, yarı yolda 298°, dörtte üç yolda 303° olur; mavi adım adım mora doğru kayar. Aynı geçiş OKLab'de hesaplandığında açı 264°, 263°, 261° civarında sabit kalır.

Bu sorunları çözmek için daha karmaşık renk görünüm modelleri, örneğin CAM16 ve onun düzgün uzayı CAM16-UCS geliştirildi; bunlar ortam koşullarını da hesaba katar ve BI-22'nin konusudur. Ama bu modeller hem hesaplama bakımından ağırdır hem de basit bir karıştırma ya da gradyan işi için gereğinden karmaşıktır. Görüntü işleme ve arayüz tasarımı, CIELAB kadar basit ama ondan daha doğru bir uzaya ihtiyaç duyuyordu.

Gradyan sorusu: ortası neden griye döner?

Kartın sorusu, bu ihtiyacın en görünür biçimidir: bir gradyan neden ortada griye döner ve OKLab bunu nasıl çözer?

Bir gradyan, iki renk arasında ara renkler üretmektir; buna ara değerleme denir. Bilgisayar bu ara renkleri hesaplarken iki rengin sayılarını belli oranlarda karıştırır. Sonucun ne olacağı, hangi sayılarla, yani hangi renk uzayında karıştırıldığına bağlıdır.

Web'in ve pek çok yazılımın uzun süre varsayılan yolu, gama kodlu sRGB değerlerini doğrudan karıştırmaktı. Bu yöntemle saf maviden (#0000FF) saf sarıya (#FFFF00) giden bir gradyanın tam ortası #808080 olur: kusursuz bir orta gri. Mavi ile sarı tamamlayıcıdır; üç renk kanalının her biri bir uçta 0, öbür uçta 255'tir ve tam ortada her kanal 128'e düşer. Üstelik bu gri, iki ucun algısal açıklıklarının ortalamasından koyudur. OKLab'in açıklık ölçeğinde mavinin açıklığı yaklaşık 0,45, sarınınki 0,97'dir; ortalamaları 0,71 iken sRGB'nin orta grisi 0,60'ta kalır. Gradyanın ortası hem renksiz hem de karanlık bir çukur gibi görünür.

Aynı sorun tamamlayıcı olmayan renklerde de çamurlu ara tonlar olarak görünür. Kırmızıdan (#FF0000) yeşile (#00FF00) sRGB'de gidildiğinde orta nokta #808000 olur: koyu, zeytin rengi bir kahverengi, açıklığı 0,58. İki ucun açıklıkları 0,63 ve 0,87'dir; orta nokta ikisinden de koyudur.

Neden? Gama kodlu sRGB değerleri, ışık miktarıyla doğrusal değildir; EK-05'in konusu olan bu kodlama, değerleri gözün karanlık tonlara duyarlılığına göre sıkıştırır. İki kodlu değerin ortalamasını almak, ne ışıkların fiziksel ortalamasını ne de algının ortalamasını verir; ikisinin arasında, çoğu zaman gereğinden koyu bir sonuç verir.

Aynı iki uç, farklı uzaylarda karıştırıldığında şöyle sonuç verir. Doğrusal ışık değerleriyle karıştırıldığında mavi–sarı ortası #BCBCBC olur: yine gri, ama bu kez fazla açık, 0,79. CIELAB'de karıştırıldığında orta nokta #CA8AAA olur: gri değil, beklenmedik biçimde pembemsi bir ton, çünkü CIELAB'in eğri ton yapısı düz çizgiyi mor bölgeden geçirir. OKLab'de karıştırıldığında orta nokta #6CABC7 olur: açıklığı tam 0,71, yani iki ucun algısal ortalaması; tonu soluk bir mavi, sahte bir pembelik yok. Kırmızı–yeşil çiftinde de OKLab'in orta noktası #D0A800 olur, açıklığı 0,75; sRGB'nin çamurlu zeytininden belirgin biçimde daha aydınlık bir altın sarısı.

Ama burada dürüst olmak gerekir. OKLab'de mavi–sarı ortasının kroması hâlâ düşüktür: 0,077, yani uçların dörtte biri kadar. Bunun nedeni uzayın kusuru değil, geometridir. OKLab de CIELAB gibi karşıt eksenlere sahiptir ve tamamlayıcı iki rengi birleştiren düz çizgi, nötr eksenin yakınından geçer. Ortanın renkli kalması isteniyorsa, düz çizgi yerine çemberin çevresinden dolaşılmalıdır.

Mavi–sarı gradyanı OKLCh'de, tonun kısa yoldan döndüğü biçimde hesaplandığında orta nokta #00CFBD olur: canlı bir turkuaz, kroması 0,136. Gradyan artık griden değil yeşilimsi mavilerden geçer. Bu da bir seçimdir: renk çemberinin hangi yarısından geçileceği, tasarımcının kararıdır. OKLab'in çözdüğü şey, gradyanın sahte karanlığı ve sahte ton kaymalarıdır; tamamlayıcı renkler arasındaki gri ise ancak kutupsal ara değerlemeyle aşılır.

OKLab nasıl kuruldu?

OKLab bir standart kuruluşundan değil, bir bireyin çalışmasından doğdu. İsveçli yazılım geliştirici Björn Ottosson, 23 Aralık 2020'de kişisel sitesinde "A perceptual color space for image processing" başlıklı bir yazı yayımladı ve OKLab'i tanıttı.

Ottosson, mevcut uzayların eksiklerini açıkça sıralar: CIELAB ve CIELUV tonu iyi tahmin edemez, özellikle maviler kötü tahmin edilir; CAM16-UCS genel olarak düzgündür ama sayısal davranışı sorunludur ve renkleri pürüzsüz karıştırmaz; IPT adlı eski bir uzay tonu iyi tahmin eder ama açıklık ve kromayı iyi tahmin etmez. Hedefi, bunların iyi yanlarını birleştiren, basit ve sayısal olarak kararlı bir uzaydı.

Yöntem şöyleydi. OKLab, IPT ile aynı yapıya sahip bir uzay olarak kuruldu: doğrusal ışık değerleri önce bir matrisle üç koni tepkisine benzeyen değerlere çevrilir, bunlara küp kök uygulanır ve ikinci bir matrisle açıklık ile iki karşıt renk eksenine dönüştürülür. İki matrisin katsayıları, bir optimizasyonla belirlendi: CAM16 ile üretilmiş sabit açıklıklı ve sabit kromalı renk çiftlerine ve IPT araştırmalarındaki düzgün ton verilerine en iyi uyacak biçimde. Yani OKLab, açıklık ve kroma bakımından CAM16'yı, ton bakımından IPT'yi taklit eder.

OKLab'in başarısının bir kısmı basitliğindedir: iki matris ve bir küp kök, her programlama dilinde birkaç satırla yazılabilir ve tersine çevrilebilir. Beyaz noktası ekranların standart beyazı olan D65'tir; bu da sRGB ve Display P3 gibi ekran uzaylarıyla çalışmayı kolaylaştırır.

Yüksek dinamik aralık için uzaylar

CIELAB ve OKLab, standart dinamik aralık için, yani beyazın yaklaşık bir kâğıt ya da ekran beyazı olduğu durumlar için tasarlanmıştır. Yüksek dinamik aralıklı, kısaca HDR görüntüler ise çok daha karanlık gölgeleri ve çok daha parlak vurguları, güneşe yansıyan bir metal parıltısını ya da bir lambanın kendisini, ayrıntısıyla gösterebilir. Bu aralıkta küp kök gibi basit bir sıkıştırma, gözün davranışını iyi temsil etmez.

HDR televizyon için ITU'nun BT.2100 tavsiyesi, sinyali kodlamak için iki aktarım fonksiyonu tanımlar. Bunlardan biri, SMPTE ST 2084 standardında da tanımlanan ve gözün farklı parlaklık düzeylerinde fark edebildiği en küçük adımlara göre tasarlanmış algısal niceleyicidir, kısaca PQ.

Aynı tavsiye bir de renk temsil biçimi tanımlar: ICtCp. Bu biçimde I bileşeni yoğunluğu, Ct ve Cp bileşenleri iki karşıt renk eksenini taşır. Televizyon ve video dünyasının eski YCbCr temsiline göre en önemli üstünlüğü, parlaklık bilgisini renk bilgisinden daha iyi ayırmasıdır; renk bileşenlerini sıkıştırmak ya da gam dışı renkleri eşlemek gibi işlemler parlaklığı daha az bozar. ICtCp bir tasarım aracı değil, HDR video sinyallerinin kodlanması ve işlenmesi için geliştirilmiş bir mühendislik temsilidir.

Algısal bir uzay olarak HDR'ye yönelik en çok anılan önerilerden biri Jzazbz'dir. Muhammad Safdar, Guihua Cui, Youn Jin Kim ve Ming Ronnier Luo 2017'de Optics Express'te yayımladıkları makalede, yüksek dinamik aralık ve geniş gam içeren görüntü sinyalleri için, algıya eşit adımlarla karşılık gelmesi amaçlanan bir renk uzayı önerdiler. Jzazbz, CIELAB'in yapısına benzer biçimde bir açıklık ve iki karşıt eksen kullanır, ama çok daha geniş bir parlaklık aralığında düzgün davranacak biçimde tasarlanmıştır.

Kaba bir iş bölümü yapılabilir: OKLab standart dinamik aralıkta arayüz, gradyan ve görüntü düzenleme işleri için, ICtCp HDR video sinyallerinin kodlanması ve işlenmesi için, Jzazbz ise HDR ve geniş gamlı içerikte renk farkları ve renk düzenleme araştırmaları için öne çıkar. Bu iş bölümü kesin değildir; alanlar gelişmeye devam etmektedir.

Web standartlarına giriş

OKLab'in en hızlı yayıldığı yer web oldu. W3C'nin CSS Color Module Level 4 belirtimi, renkleri CIELAB ve onun kutupsal biçimi LCH'nin yanında OKLab ve OKLCh ile de yazmayı tanımlar. Belirtimin 13 Eylül 2026 tarihli aday öneri taslağı, ara değerleme için önemli bir kural da koyar: renk ara değerlemesinin hangi uzayda yapılacağı kullanıldığı yerde belirtilmemişse, varsayılan uzay Oklab'dir.

Aynı belirtim bir istisna da tanır: onaltılık renk kodları, renk adları, rgb(), hsl() ve hwb() gibi eski sRGB biçimleriyle yazılmış renkler arasındaki ara değerleme, web'deki mevcut sayfaların görünümü bozulmasın diye, tarayıcılarca hâlâ gama kodlu sRGB uzayında yapılır. Yani bugün de eski yazımla tanımlanmış mavi–sarı bir gradyan ortada griye düşer; tasarımcı ya renklerden birini yeni biçimle yazarak ya da ara değerleme uzayını açıkça belirterek daha iyi sonuca geçer.

Bu sözdiziminin pratikte nasıl kullanıldığı, tarayıcı desteği ve geniş gamlı renklerin geri düşüş yöntemleri UX-09'un konusudur. Burada önemli olan kuramsal noktadır: bir algısal uzay, bir araştırma yazısından çıkıp birkaç yıl içinde dünyanın en yaygın yazılım platformunun varsayılanı hâline gelmiştir.

Sınırlar: OKLab ne değildir?

OKLab'in yaygınlığı onu bir tür "doğru renk uzayı" gibi göstermeye başladı. Bu yanıltıcıdır.

Birincisi, OKLab bir renk görünüm modeli değildir. Ortam ışığını, arka planın açıklığını, görüntünün ne kadar parlak gösterildiğini ya da gözün uyum durumunu hesaba katmaz; bunları yapan modeller BI-22'nin konusudur. OKLab, "normal görüntüleme koşulları" varsayımıyla ve D65 beyazıyla çalışır.

İkincisi, OKLab başka modellere uydurularak kurulmuştur. Açıklık ve kroma davranışı CAM16'dan üretilmiş verilere, ton davranışı IPT verilerine dayanır; yani doğrudan yeni bir algı deneyinden değil, var olan modellerin verilerinden türetilmiştir. Bu, onu kötü yapmaz, ama doğruluğunu o modellerin doğruluğuna bağlar.

Üçüncüsü, OKLab'de hesaplanan her renk ekranda gösterilemez. Kromayı artırmak ya da iki uzak rengi karıştırmak, sonucu ekranın gamının dışına taşıyabilir; o zaman rengi gösterilebilir bir renge çevirmek gerekir. CSS Color 4 bunun için tanımladığı üç gam eşleme algoritmasının hepsinde aynı ilkeyi benimser: OkLCh uzayında açıklığı ve tonu sabit tutup kromayı azaltmak. Açıklık 1'e eşit ya da büyükse sonuç beyaz, 0'a eşit ya da küçükse siyah olur. Bu tercih, OKLab'in ton doğrusallığına duyulan güvenin bir sonucudur: kroma azaltılırken tonun kaymayacağı varsayılır. Gam eşleme yöntemlerinin kendisi ve aralarındaki seçim EK-14'ün konusudur.

Dördüncüsü, algısal düzgünlük göreli bir kavramdır. Renk farklarını ölçmek için endüstride hâlâ CIELAB tabanlı formüller, özellikle CIEDE2000 kullanılır; bunlar BI-20'de anlatılır. OKLab'deki düz bir mesafe, bu formüllerin yerini almaz.

Örnek — bir ten tonu skalası

Bir uygulama ekibi, kullanıcıların avatarları için açıktan koyuya uzanan bir ten tonu skalası hazırlıyor. Uçlara iki renk koyuyor: en açık uçta pembeye çalan bir ten rengi (#F1C7A9) ve çok koyu, sıcak kahverengi bir ton (#4A2C1D). Aradaki tonları gradyanla üretecekler ve hangi uzayı kullanacaklarını tartışıyorlar.

Hesap sürpriz bir sonuç verir. sRGB'de ara değerlenen orta ton #9E7A63, OKLab'de ara değerlenen #9A755F olur; OKLab ölçeğinde açıklıkları 0,61 ve 0,59, ton açıları 53° ve 53°, kromaları 0,056 ve 0,057'dir. Çeyrek ve dörtte üç noktalarda da fark bu kadar küçüktür. İki uç aynı ton ailesindedir ve kromaları düşüktür; aradaki yol nötr eksenden ya da mor bölgeden geçmez. Bu durumda uzay seçimi neredeyse hiçbir şey değiştirmez.

Ders buradan çıkar: OKLab'in üstünlüğü, uçları birbirinden uzak, tamamlayıcı ya da mavi bölgeden geçen gradyanlarda ortaya çıkar. Bir ten skalasında asıl kararlar başka yerdedir: uçların gerçekten farklı ten tonlarını temsil edip etmediği, basamakların açıklıkta eşit görünüp görünmediği ve skalanın yalnız açıklığı değiştiren tek bir çizgi mi, yoksa farklı alt tonları, örneğin daha sarımsı ya da daha kırmızımsı tenleri de kapsayan bir aile mi olacağı. Tek bir düz çizgi, açık ile koyu arasındaki bütün tenleri aynı alt tonda varsayar. Gerçek ten çeşitliliği ise bir çizgi değil, bir alandır.

Sık yapılan yanlış

Özet

1. CIELAB'in ton doğrusallığı tam değildir; özellikle mavilerde açıklık ya da kroma değiştikçe ton kayar ve maviden beyaza bir geçiş mora doğru sapar.
2. Gama kodlu sRGB'de yapılan ara değerleme tamamlayıcı renkler arasında karanlık bir griye, başka çiftlerde çamurlu ara tonlara yol açar; OKLab ortayı algısal açıklık ortalamasında tutar ve sahte ton kaymalarını giderir, OKLCh ise çember boyunca dolaşarak renkliliği de korur.
3. HDR için PQ, ICtCp ve Jzazbz gibi daha geniş parlaklık aralığını hesaba katan temsiller geliştirildi; OKLab ise web'de varsayılan ara değerleme uzayı oldu, ama bir renk görünüm modeli değildir ve eski sRGB yazımları hâlâ sRGB'de karıştırılır.

Kendini sına

1. (Kolay) OKLab'i kim ve ne zaman önerdi?
2. (Kolay) ICtCp hangi standartta tanımlanır ve hangi amaçla kullanılır?
3. (Orta) Bir gradyan neden ortada griye döner ve OKLab bunu nasıl çözer?
4. (Orta) Hung ve Berns'in çalışması CIELAB hakkında neyi gösterdi?
5. (Zor) CSS'te eski biçimle yazılmış iki renk arasındaki gradyan neden bugün de sRGB'de hesaplanır ve tasarımcı bunu nasıl değiştirebilir?
6. (Zor) Ten tonu skalası örneğinde uzay seçimi neden neredeyse hiçbir şey değiştirmedi ve bu, OKLab'in üstünlüğünün sınırı hakkında ne söyler?

Cevaplar

1. İsveçli yazılım geliştirici Björn Ottosson, 23 Aralık 2020'de kişisel sitesinde yayımladığı bir yazıyla («OKLab nasıl kuruldu?»).
2. ITU-R BT.2100'de; yüksek dinamik aralıklı video sinyallerinin kodlanması ve işlenmesi için, parlaklığı renk bilgisinden eski YCbCr'ye göre daha iyi ayıran bir temsil olarak («Yüksek dinamik aralık için uzaylar»).
3. Ara değerleme çoğu zaman gama kodlu sRGB değerleriyle yapılır; bu değerlerin ortalaması ne fiziksel ne algısal ortalamadır ve tamamlayıcı mavi ile sarının tam ortası #808080 gibi koyu bir griye düşer. OKLab ortayı iki ucun algısal açıklık ortalamasında tutar ve sahte ton kaymalarını önler; tamamlayıcı renkler arasında renkliliği de korumak için ara değerleme OKLCh'de, ton çemberi boyunca yapılır («Gradyan sorusu: ortası neden griye döner?»).
4. Sabit ton açısında nötrden en yüksek kromaya ilerlerken algılanan tonun kaydığını, en büyük hataların ekranın mavi ana rengi bölgesinde olduğunu («CIELAB neden yetmedi?»).
5. CSS Color 4, onaltılık kodlar, renk adları ve rgb(), hsl(), hwb() gibi eski biçimler arasındaki ara değerlemenin mevcut sayfaları bozmamak için gama kodlu sRGB'de yapılmasını ister. Tasarımcı renklerden en az birini yeni biçimle yazarak ya da ara değerleme uzayını açıkça belirterek Oklab gibi bir uzaya geçebilir («Web standartlarına giriş»).
6. İki uç aynı ton ailesindeydi ve kromaları düşüktü; aradaki yol nötr eksenden ya da mavi–mor bölgeden geçmediği için sRGB ve OKLab neredeyse aynı ara tonları verdi. OKLab'in üstünlüğü uçları uzak, tamamlayıcı ya da mavi bölgeden geçen geçişlerde ortaya çıkar; ten skalasında asıl kararlar uçların, basamakların ve alt ton çeşitliliğinin seçimidir («Örnek — bir ten tonu skalası»).

Kaynaklar

• Hung, P.-C. ve Berns, R. S., «Determination of constant hue loci for a CRT gamut and their predictions using color appearance spaces», Color Research and Application 20(5): 285–295, 1995.
• Ottosson, B., «A perceptual color space for image processing», kişisel blog, 23 Aralık 2020.
• Safdar, M., Cui, G., Kim, Y. J. ve Luo, M. R., «Perceptually uniform color space for image signals including high dynamic range and wide gamut», Optics Express 25(13): 15131–15151, 2017.
• ITU-R, «Recommendation BT.2100-3: Image parameter values for high dynamic range television for use in production and international programme exchange», Şubat 2025.
• W3C, «CSS Color Module Level 4», Aday Öneri Taslağı, 13 Eylül 2026.

Sonraki adım

UX-09 bu dersin kuramını tarayıcıya taşıyor: oklch() ve color-mix() işlevlerini, göreli renk sözdizimini, Display P3 renklerini ve desteklemeyen ekranlar için geri düşüş yöntemlerini uygulamalı olarak anlatıyor. BI-22 ise OKLab'in bilerek dışarıda bıraktığı şeye dönüyor: CIECAM02 ve CAM16 gibi renk görünüm modellerinin ortam ışığını, arka planı ve parlaklık düzeyini nasıl hesaba kattığını, parlaklık, doygunluk ve renklilik arasındaki farkı açıklıyor.