Ekranınız hangi renkleri gösteremez? Renk gamı

Kısa cevap

Her ekran, üç renkli alt piksellerinin ne kadar saf renkte ışık verebildiğine bağlı olarak yalnız belirli bir renk aralığını üretebilir; bu aralığa gam denir ve kromatiklik diyagramında üç ana rengin köşe olduğu bir üçgen olarak çizilir. Yeni telefonların çoğu Display P3 gamını ya da ona yakınını gösterebilir, eski ve sıradan monitörlerin çoğu ise yalnız daha dar olan sRGB gamını; P3'ün en doygun yeşili ya da kırmızısı sRGB üçgeninin dışında kaldığı için eski monitörde tam olarak üretilemez ve en yakın gösterilebilir renge indirilir. Tersine, sRGB için hazırlanmış bir görüntü, renk yönetimi olmadan geniş gamlı bir ekranda gösterilirse renkleri olması gerekenden daha doygun görünür.

Üçgenin içi

Büyütecin altında (EK-01) gördüğümüz ışık noktalarının her biri belirli bir renkte ışık verir: kırmızı alt piksel en çok kırmızı, yeşil olan en çok yeşil ışık üretir. Üçünün karışımıyla üretilebilecek bütün renkler, bu üç rengin arasında kalır. Gözün görebildiği renklerin haritası olan kromatiklik diyagramına bu üç renk birer nokta olarak yerleştirilirse, üretilebilecek renkler bu üç noktanın çizdiği üçgenin içidir. Diyagramın kendisi, at nalı biçimli sınırı ve üzerindeki koordinatlar BI-18'in konusudur.

Üçgenin köşeleri ne kadar dışarıda, yani ana renkler ne kadar saf ve doygunsa, üçgen o kadar büyüktür ve ekran o kadar çok renk üretebilir. Üçgenin dışında kalan renkler, bu ekranın üç alt pikseli ne oranda yanarsa yansın elde edilemez.

Dört üçgen

Günümüzde en sık karşılaşılan dört renk uzayı, dört farklı büyüklükte üçgen çizer. Hepsinin beyaz noktası aynıdır, D65; farkları ana renklerindedir.

Bu koordinatlarla üçgenlerin alanları hesaplanabilir. xy diyagramı üzerinde Display P3'ün üçgeni sRGB'ninkinin yaklaşık 1,36 katı, Adobe RGB'ninki yaklaşık 1,35 katı, Rec. 2020'ninki yaklaşık 1,89 katıdır. İki uyarı gerekir. xy diyagramında eşit alanlar, göze eşit sayıda ayırt edilebilir renk demek değildir; diyagram algıya göre düzgün değildir. Alan da her şeyi söylemez: Display P3 ile Adobe RGB'nin alanları neredeyse eşittir, ama biçimleri farklıdır. P3 kırmızı yönünde, Adobe RGB yeşil ve camgöbeği yönünde daha geniştir.

Telefonda görünen, monitörde görünmeyen

Kartın sorusu: bir renk telefonunuzda görünüp eski monitörünüzde neden görünmez?

Telefonunuzun ekranı Display P3 gamını gösterebiliyorsa, bir uygulama ya da web sayfası ona P3'ün en doygun yeşilini gönderebilir. Aynı rengi yalnız sRGB gamını gösterebilen eski bir monitörde üretmek istediğimizde, bir sorunla karşılaşırız. P3'ün tam yeşili, sRGB'nin doğrusal kanallarıyla yazıldığında yaklaşık kırmızı −0,23, yeşil 1,04, mavi −0,08 değerlerini gerektirir. Bir alt pikselin eksi miktarda ışık vermesi mümkün değildir ve yeşil kanal da en fazla 1 değerine çıkabilir. Bu renk, sRGB üçgeninin dışındadır: eski monitörün üç alt pikseli hangi oranda yanarsa yansın, o yeşil elde edilemez.

Bu durumda sistem rengi, monitörün gösterebildiği en yakın renge indirir. Bu indirme bazen kanalları basitçe keserek, bazen rengin açıklığını ve tonunu korumaya çalışarak yapılır. Hangi yöntemin ne zaman seçildiği EK-14'ün konusudur; UX-09'da gördüğümüz gibi web tarayıcıları bu işi bugün çoğu zaman kırparak yapar. Sonuç her durumda aynıdır: telefonda parlak ve doygun görünen yeşil, eski monitörde daha donuk bir yeşildir. Fark, monitörün arızasından değil üçgeninin küçüklüğünden gelir.

Ters yönde bir tehlike

Gam farkının daha az bilinen bir sonucu, ters yönde ortaya çıkar. sRGB için hazırlanmış bir görüntü geniş gamlı bir ekranda gösterildiğinde, renk yönetimi dosyanın sRGB olduğunu bilir ve renkleri P3'ün içinde doğru yere dönüştürür; görüntü olması gerektiği gibi görünür. Ama renk yönetimi yoksa ya da görüntü hangi uzayda hazırlandığını söylemiyorsa ve ekran bunu P3 sanarsa, aynı sayılar P3'ün daha doygun ana renkleriyle yorumlanır ve bütün renkler olduklarından daha doygun görünür.

Bu, özellikle doğal renklerde göze batar. Hesap, bu hatanın insan tenlerine ne yaptığını gösteriyor. sRGB için hazırlanmış, en açığı #F1C7A9, en koyusu #4A2C1D olan dört ten tonu, renk yönetimi olmadan P3 olarak yorumlandığında, CIELAB'daki kromaları yüzde 18 ile 23 arasında artıyor ve tonları iki ile dört derece kadar kırmızıya kayıyor; açıklıkları ise neredeyse hiç değişmiyor. Yani açıktan koyuya bütün tenler aynı yönde bozuluyor: daha turuncu-kırmızı, daha «güneş yanığı» bir görünüme bürünüyorlar. Bir marka kırmızısı, #E30A17, aynı hatayla yüzde 23 daha doygun, tam yeşil ise yüzde 32 daha doygun görünüyor.

Bu yüzden geniş gamlı bir ekranın «daha iyi» olması, ancak renk yönetimi doğru çalıştığında geçerlidir. Görüntü dosyalarına renk uzayı bilgisinin gömülmesi ve iş akışının bu bilgiyi korumasının nasıl yapıldığı, bu serinin profil ve renk yönetimi derslerinin konusudur.

Örnek — portre fotoğrafçısının iki ekranı

Bir portre fotoğrafçısı çekimlerini P3 gamını gösterebilen yeni bir dizüstü bilgisayarda düzenliyor, müşterilerine ise web üzerinden gönderiyor. Müşterilerinden biri, fotoğraflardaki tenlerin kendi eski masaüstü monitöründe «soluk», bir başkası kendi telefonunda «fazla turuncu» göründüğünü söylüyor.

İki şikâyetin kaynağı farklı. Fotoğrafçı düzenleme sırasında kıyafetlerdeki ve arka plandaki bazı doygun renkleri P3'ün sRGB dışında kalan bölgesine taşımış. Eski sRGB monitör bu renkleri üretemiyor ve kırpıyor; o renklerin yanında tenler de görece soluk algılanıyor. Telefondaki şikâyetin kaynağı ise dışa aktarma sırasında renk uzayı bilgisinin dosyadan silinmesi: telefonun kullandığı bir uygulama bu bilgiyi bulamayınca sayıları geniş gamlı ekranın kendi uzayında yorumluyor ve tenler, hesabın gösterdiği gibi, beşte bir kadar daha doygun ve kırmızıya kaymış görünüyor. Sorun en çok, fotoğraftaki açık tenli kişinin yanağında ve koyu tenli kişinin boynundaki gölgede aynı yönde, turuncuya kayma olarak fark ediliyor.

Fotoğrafçı iş akışını iki adımda düzeltiyor. Web için dışa aktarılan her dosyayı sRGB'ye dönüştürüyor ve renk uzayı bilgisini dosyada bırakıyor; P3 sürümünü yalnız bunu doğru okuyacak alıcılara gönderiyor. Teslimden önce, açık, buğday, esmer ve koyu tenli kişilerin bulunduğu bir kontrol fotoğrafını hem sRGB bir monitörde hem de geniş gamlı bir telefonda açıp yan yana karşılaştırıyor.

Sık yapılan yanlış

Özet

1. Bir ekranın gamı, üç ana renginin kromatiklik diyagramında çizdiği üçgendir; üçgenin dışındaki renkler o ekranda üretilemez.
2. Karşılaştırılan dört renk uzayı aynı D65 beyazını paylaşır ama ana renkleri farklıdır; xy alanında P3 ve Adobe RGB sRGB'nin yaklaşık 1,35 katı, Rec. 2020 1,89 katıdır ve bugünkü ekranlar Rec. 2020'nin tamamını üretemez.
3. P3'ün en doygun renkleri sRGB monitörde üretilemez ve en yakın renge indirilir; ters yönde, renk yönetimi olmadan geniş gamlı ekranda gösterilen sRGB görüntüler, açıktan koyuya bütün tenlerde aynı yönde aşırı doygun görünür.

Kendini sına

1. (Kolay) Bir ekranın gamı kromatiklik diyagramında hangi biçimle gösterilir?
2. (Kolay) Bu derste karşılaştırılan dört renk uzayının ortak beyaz noktası nedir?
3. (Orta) Bir renk telefonunuzda görünüp eski monitörünüzde neden görünmez?
4. (Orta) Display P3 ile Adobe RGB'nin alanları neredeyse eşitken aralarındaki fark nedir?
5. (Zor) P3'ün tam yeşili sRGB'nin doğrusal kanallarıyla yazıldığında neden üretilemez?
6. (Zor) Renk uzayı bilgisi silinmiş bir sRGB portre geniş gamlı bir telefonda neden «fazla turuncu» görünür ve fotoğrafçı bunu nasıl önler?

Cevaplar

1. Üç ana rengin köşe olduğu bir üçgenle («Üçgenin içi»).
2. D65 («Dört üçgen»).
3. Telefon Display P3 gibi daha geniş bir gamı gösterebilir; eski monitör yalnız sRGB'yi. P3'ün en doygun renkleri sRGB üçgeninin dışında kalır ve eski monitörün alt pikselleri hangi oranda yanarsa yansın bu renkleri üretemez; renk en yakın gösterilebilir renge indirilir ve daha donuk görünür («Telefonda görünen, monitörde görünmeyen»).
4. Biçimleri farklıdır: P3 kırmızı yönünde, Adobe RGB yeşil ve camgöbeği yönünde daha geniştir («Dört üçgen»).
5. Yaklaşık kırmızı −0,23, yeşil 1,04, mavi −0,08 değerleri gerekir; alt pikseller eksi ışık veremez ve kanallar 1'i aşamaz. Renk sRGB üçgeninin dışındadır («Telefonda görünen, monitörde görünmeyen»).
6. Renk uzayı bilgisi olmayınca sayılar ekranın geniş gamında yorumlanır; hesaba göre ten tonlarının kroması yüzde 18–23 artar ve tonları kırmızıya kayar. Fotoğrafçı web için dışa aktarılan dosyaları sRGB'ye dönüştürür, renk uzayı bilgisini dosyada bırakır ve farklı tenlerden kişilerin bulunduğu bir kontrol fotoğrafını iki tür ekranda karşılaştırır («Ters yönde bir tehlike», «Örnek — portre fotoğrafçısının iki ekranı»).

Kaynaklar

• W3C, «CSS Color Module Level 4», önceden tanımlı renk uzayları bölümü.
• IEC 61966-2-1:1999, «Multimedia systems and equipment — Colour measurement and management — Part 2-1: Colour management — Default RGB colour space — sRGB».
• ITU-R, «Recommendation BT.2020: Parameter values for ultra-high definition television systems for production and international programme exchange».

Sonraki adım

EK-05 ekrandaki sayılarla ışık arasındaki görünmeyen bağa iniyor: gözün karanlık tonlardaki küçük farklara neden daha duyarlı olduğunu, sınırlı sayıdaki kodun bu yüzden karanlık bölgeye nasıl daha cömert dağıtıldığını ve sRGB'nin aktarım eğrisinin bunu nasıl yaptığını anlatıyor. EK-08 ise ekrandan kâğıda geçiyor: dört mürekkeple basılan bir görüntünün gamının ekranınkinden neden daha dar olduğunu ve parlak ekran renklerinin baskıda neden donuklaştığını gösteriyor.