Dijital boyamada renk

Kısa cevap

"Çarp" karışım modu, beyaz bir yüzeyin üstüne konan saydam renkli bir filtrenin ya da saydam bir boya tabakasının ışığı süzmesini taklit eder: her tabaka gelen ışığın belli bir oranını geçirir ve üst üste binen tabakaların oranları birbiriyle çarpılır. Ama yazılım bu çarpımı yalnız üç kanalda ve çoğu zaman ekrana gönderilen kodlanmış sayılarla yapar; fizik ise her dalga boyunda ve gerçek ışık miktarıyla çalışır. Fark çoğu renkte gözle zor seçilecek kadar küçüktür, bazı renk çiftlerinde ve koyu tonlarda ise belirgin biçimde büyür.

Seçicinin gizlediği açıklık

Dijital boyamada renk genellikle bir seçiciden alınır ve seçicilerin çoğu rengi ton, doygunluk ve değer olarak, yani HSV modeliyle gösterir (EK-02). Bu modelde değer, en büyük kanalın değeridir. Sorun burada başlar: değer kaydırıcısı yüzde yüzde dururken tonu çemberde döndürdüğünüzde, seçicinin gözünde bütün renkler aynı "parlaklıkta" kalır. Göz öyle görmez.

Hesapladık: doygunluk ve değer yüzde yüzdeyken saf sarının algısal açıklığı L\* 97,1, camgöbeğininki 91,1, yeşilinki 87,7, eflatununki 60,3, kırmızınınki 53,2, mavininki ise yalnız 32,3'tür. Seçicide aynı satırda duran iki renk arasında, beyazla orta gri arasındaki açıklık farkından daha büyük bir fark vardır. Bir ressam bir kıyafetin gölgesini maviye, ışık alan tarafını sarıya kaydırırken değeri sabit tuttuğunu sanıyorsa, resmin değer düzeni kendisinden habersiz değişir.

Bazı yazılımlar bu açığı kapatmak için başka bir eksen sunar. Krita'nın belgesi, gelişmiş renk seçicisinde HSV ve HSL'nin yanında iki model daha bulunduğunu anlatır: HSI, açıklığı kanalların toplamından hesaplar ve sarının maviden daha açık olduğunu kabul eder; HSY' ise açıklığı, Rec. 709 gibi standartların luma katsayılarıyla, yani yeşile en büyük, maviye en küçük ağırlığı veren bir toplamla hesaplar. Belge, bu yüzden HSY' seçicisinin çalışması en sezgisel ya da en kafa karıştırıcı seçici olabileceğini de yazar.

Böyle bir seçiciniz yoksa pratik çözüm basittir: seçtiğiniz rengin gri karşılığına bakın. Birçok yazılımda geçici bir siyah-beyaz ayar katmanı ya da gri tonlamalı bir önizleme penceresi bu işi görür.

Karışım modu bir formüldür

Bir katmanın karışım modu, o katmandaki rengin altındaki renkle nasıl birleşeceğini söyleyen bir kuraldır. Bu kurallar, tarayıcıların ve grafik programlarının ortak dilini yazan W3C'nin "Compositing and Blending" belirtiminde formül olarak tanımlanır. Belirtim alttaki rengi "zemin", üstteki rengi "kaynak" diye adlandırır; bütün değerler 0 ile 1 arasındadır.

Çarp modunda formül en sadedir: sonuç, zemin rengi ile kaynak rengin çarpımıdır ve her kanal için ayrı ayrı hesaplanır. Bu yüzden sonuç hiçbir zaman iki renkten daha açık olamaz; bir rengi siyahla çarpmak siyah, beyazla çarpmak rengin kendisini verir. Perde (screen) modu bunun aynasıdır: iki rengin tümleyenleri çarpılır, sonuç tümlenir ve sonuç her zaman iki renkten de açıktır. Kaplama (overlay) modu, zeminin koyu yerlerinde çarpar, açık yerlerinde perde uygular; bu yüzden zeminin ışıklarını ve gölgelerini korur.

Çarp fiziksel olarak neyi taklit eder?

Adobe'nin keçeli kalem benzetmesi doğru yere işaret eder. Keçeli kalem mürekkebi saydamdır: kâğıda düşen ışık mürekkebin içinden geçer, beyaz kâğıttan yansır ve mürekkebin içinden yeniden geçerek göze ulaşır. Her geçişte mürekkep, geçirgenliğinin izin verdiği oranı bırakır (BI-04). İkinci bir mürekkep tabakası aynı işi bir daha yapar ve iki tabakanın geçirgenlikleri çarpılır. Renkli iki cam, iki ışık jeli ya da yağlı boyadaki saydam bir sır katmanı (SA-01) da aynı mantıkla çalışır. Bu çıkarmalı karışımın en saf hâlidir (DT-02): her tabaka ışıktan bir pay çıkarır ve hiçbiri ışık eklemez.

Perde modunun benzetmesi de aynı ölçüde fizikseldir. Aynı perdeye iki projektör yansıttığınızda ışıklar toplanır ve perde her iki görüntüden de aydınlık olur. Çarp saydam filtreleri, perde üst üste binen ışıkları taklit eder.

Ama taklit kusursuz değildir ve kusurları dijital boyada fark edilir. En belirgin olanı dalga boyuyla ilgilidir: gerçek bir filtre her dalga boyunda ayrı bir oran geçirir; çarp modu ise tayfı üç sayıya indirir ve bu üç sayıyı çarpar. Üç sayı tayfın tamamını taşımadığı için, ekranda aynı görünen iki filtre gerçekte üst üste konduğunda farklı sonuç verebilir. Bunu, ekran renklerine uyan makul yansıma eğrileri üreten bir yöntemle sınadık. Parlak sarı FFD400 ile camgöbeği 00A0E0 çarpıldığında, üç kanallı çarpım ile dalga boyu dalga boyu yapılan çarpım arasındaki fark CIEDE2000'de 4,0 birimdir; sonuç her iki yolda da bir yeşildir. Kırmızı E34234 ile aynı camgöbeği çarpıldığında ise fark 22,1 birime çıkar: üç kanallı çarpım koyu bir petrol yeşili, tayfsal çarpım ise koyu, neredeyse nötr bir kahverengimsi gri verir. Tayf tahmin edilmiş olduğu için bu sayılar bir alt sınır değil, bir örnektir; gösterdiği şey, farkın renk çiftine göre çok değiştiğidir.

Yüzey de hesaba girmez. Cilalı ya da yağlı bir sır katmanının yüzeyi, kırılma indisi 1,5 dolayında bir ortam için, gelen ışığın yaklaşık yüzde dördünü rengi süzülmeden geri yansıtır. Bu yüzden gerçek sırlar üst üste bindikçe koyulaşır ama yüzey parlaması tamamen kaybolmaz. Çarp katmanlarında böyle bir yüzey yoktur; yeterince katman sonunda saf siyaha iner.

Opaklık kaydırıcısı ise filtre kalınlığı gibi davranmaz. Katman opaklığı, sonucu katmansız görüntü ile tam çarpılmış görüntü arasında doğrusal olarak ara değerler. Gerçek bir filtre inceldikçe ise geçirgenliği üstel olarak değişir. Doğrusal ışıkta hesap yaptığımızda, ışığın dörtte birini geçiren bir filtrenin yarı kalınlığı ışığın yarısını geçirir; aynı filtreyi temsil eden çarp katmanı yüzde elli opaklığa indirildiğinde ise ışığın 0,625'i geçer. Yarı opak bir çarp katmanı yarı kalın bir filtreden daha açık çıkar.

Hangi sayılar çarpılıyor?

Çarpımın fiziksel anlamı, çarpılan sayıların ışık miktarıyla orantılı olmasına bağlıdır. Oysa dosyada ve ekran belleğinde tutulan sRGB sayıları gamma kodlanmıştır (EK-05). Neyse ki çarp modu bu konuda şanslıdır: kodlama saf bir üs eğrisi olsaydı, kodlanmış iki sayının çarpımı, doğrusal iki sayının çarpımının kodlanmış hâlinin tam karşılığı olurdu. sRGB eğrisi saf bir üs eğrisi olmadığı, küçük bir kaydırma ve karanlık uçta doğrusal bir parça içerdiği için eşitlik yalnız yaklaşık tutar. Geniş bir renk ızgarasını yedi farklı katman rengiyle çarparak iki yolu karşılaştırdık: farkın ortancası CIEDE2000'de 0,76, en büyük yüzde beşlik dilimin sınırı 2,19, en büyük fark 5,48 birimdi. Fark en çok koyu tonlarda büyür.

Photoshop bu seçimi kullanıcıya bırakır. Renk ayarlarındaki "Blend RGB Colors Using Gamma" seçeneği işaretlenirse RGB renkleri belirtilen gamma değerine karşılık gelen uzayda karıştırılır; kılavuz 1,00 değerinin "kolorimetrik olarak doğru" kabul edildiğini ve en az kenar kusuru üreteceğini yazar. Seçenek kapalıysa karışım doğrudan belgenin renk uzayında yapılır. Kılavuz bir uyarı da ekler: seçenek açıkken katmanlı belgeler başka uygulamalarda Photoshop'takinden farklı görünür.

Griden renge

Dijital illüstrasyonda sık kullanılan bir yöntem, resmi önce yalnız gri tonlarla boyamak, ışık ve gölge düzenini kurmak, rengi sonradan eklemektir. Bu, rengin ve değerin ayrı kararlar olduğu fikrine dayanır: önce değer (DT-01), sonra ton ve doygunluk.

Rengi eklemenin en yaygın aracı renk (color) karışım modudur. W3C belirtimine göre bu mod, kaynak rengin tonunu ve doygunluğunu, zemin renginin ise parlaklığını alarak yeni bir renk kurar. Belirtim bu modun gri düzeyleri koruduğunu ve tek renkli görüntüleri renklendirmek için yararlı olduğunu yazar; Adobe'nin kılavuzu da aynı ifadeyi kullanır. Işıklılık (luminosity) modu bunun tersidir.

Ama "gri düzeyleri korumak" belirtimin kendi parlaklık tanımına göredir. Belirtim parlaklığı kırmızıya 0,3, yeşile 0,59, maviye 0,11 ağırlık veren bir toplamla hesaplar ve bunu kodlanmış sayılara uygular. Bu formül gözün açıklık algısına yalnız yaklaşır. Algısal açıklığı L\ 50 olan orta bir griyi çeşitli saf tonlarla renk modunda boyadık. Maviyle sonuç L\ 51,3'te, turuncuyla 53,3'te, kırmızıyla 57,0'da kaldı; yeşille ise L\* 70,9'a çıktı. Değer çalışmasında orta gri olan bir yaprak, yeşille renklendirilince neredeyse yirmi bir birim açılır. Sarıyla boyanan aynı gri de bir sarı değil, zeytin yeşilimsi bir 868600 olur; orta açıklıkta parlak bir sarı zaten yoktur.

Adım adım: gri bir figürü renklendirmek

1. Figürü yalnız gri tonlarla, ayrı bir katmanda boyayın. Işık kaynağının yönünü, resmin en parlak vurgusunu ve en derin gölgesini bu aşamada kararlaştırın.
2. Değer çalışmasının üstüne renk modunda yeni bir katman açın ve geniş fırçayla temel renkleri sürün: ten, kıyafet, arka plan. Bu katman yalnız ton ve doygunluğu değiştirir.
3. Renklendirdikten sonra geçici bir siyah-beyaz önizleme açın ve değer çalışmasıyla karşılaştırın. Doygun yeşil, kırmızı ya da camgöbeği kullandığınız yerlerde açıklık değişmişse, o bölgeleri normal modda düzeltin.
4. Gölgeler için çarp modunda bir katman açın. Gölge rengini saf griden değil, sahnedeki ortam ışığını yansıtan hafif renkli bir tondan seçin ve opaklığı düşük tutun.
5. Işıklar için perde ya da kaplama modunda bir katman ekleyin. Son olarak bütün katmanları birleştirmeden önce resmi bir kez daha gri önizlemede kontrol edin.

Çıktı için profil

Dijital bir resmin renkleri, dosyanın hangi renk uzayında okunacağı bilinmeden anlamsızdır. Çalışma renk uzayını belgenin başında seçmek, dışa aktarırken ICC profilini dosyaya gömmek ve profilsiz dosya bırakmamak gerekir; bunların ayrıntısı EK-13'ün konusudur. Resim baskıya gidecekse, baskı profilini ekranda taklit eden yumuşak prova (EK-14) doygun renklerin ve koyu gölgelerin kâğıtta ne kadar değişeceğini renklendirme aşamasında gösterir. Çarp katmanlarıyla koyulaştırılmış gölgeler, baskının dar gamında en çok bilgi kaybedilen yerlerdir.

Örnek — dört tende değer çalışması ve çarp gölgesi

Aynı yöntemi dört ten örneğinde denedik. Önce her tenin algısal açıklığına eşit bir gri bulduk, sonra bu griyi tenin kendi rengiyle renk modunda renklendirdik. Ardından tenin üstüne iki farklı gölge katmanı çarptık: nötr bir gri 8C8C8C ve hafif mavimsi bir gri 8C8CA0.

Tablonun ilk sütunları iyi bir haber verir. Renk modu, dört tenin hepsinde değer çalışmasının açıklığını neredeyse kusursuz korudu; ten renkleri orta doygunlukta ve sıcak oldukları için belirtimin parlaklık formülü onlarda gözün algısına çok yakın çalışır. Yeşil bir kıyafette yirmi birim sapan araç, bir yüzde bir birimin altında kalır.

Nötr gri çarp katmanı ise tenleri eşit koyulaştırmadı. Gerçek bir gölge her yüzeyi aynı oranda karartır; doğrusal ışıkta yapılan bir çarpım da 8C8C8C ile her tenin ışığının yüzde 26'sını bırakırdı. Kodlanmış sayılarla yapılan çarpım ise açık tende ışığın yüzde 27'sini, en koyu tende yüzde 35'ini bıraktı. Aynı gölge katmanı koyu teni açık tene göre daha az koyulaştırır, çünkü sRGB eğrisinin sapması karanlık uçta büyür. Koyu tenli bir yüzün gölge tarafı bu yüzden beklenenden açık ve yassı görünebilir; bunu gidermenin yolu, gölgeyi o ten için ayrıca koyulaştırmak ya da karışımı doğrusal gammada yapmaktır.

Mavimsi gölge katmanı da tenlere eşit davranmadı. En açık tenin ton açısı 32 derece kayarak turuncudan kırmızıya yaklaştı ve kroması yarıdan fazla düştü; 8D5524'ün ton açısı ise yalnız bir derece değişti. Açık ten zaten az doygun olduğu için hafif bir mavi bile onun tonunu çeker. Serin gölgenin estetik bir tercih olarak kullanılması bu hesabı değiştirmez; ama aynı katmanın her tende başka bir sonuç vereceğini bilmek, bir kalabalık sahnesinde her yüzü ayrı ayrı gözden geçirmeyi gerektirir.

Sık yapılan yanlış

Özet

1. Çarp karışım modu, beyaz bir yüzeyin üstündeki saydam filtrelerin ve sır katmanlarının ışığı süzmesini taklit eder; ama bunu üç kanalda, çoğu zaman kodlanmış sayılarla ve yüzey yansıması olmadan yapar.
2. HSV seçicide aynı değer, tona göre L\* 32 ile 97 arasında değişen açıklıklara karşılık gelir; değeri korumak için rengin gri karşılığına bakmak gerekir.
3. Gri bir değer çalışmasını renk modunda renklendirmek ten renklerinde açıklığı korur, doygun renklerde korumaz; çarp gölgeleri koyu tende açık tenden daha az koyulaşır.

Kendini sına

1. (Kolay) Çarp modunda bir rengi beyazla çarpmak ne verir?
2. (Kolay) Renk karışım modu alttaki katmanın hangi özelliğini korur?
3. (Orta) "Çarp" karışım modu fiziksel olarak neyi taklit eder?
4. (Orta) HSV seçicide değer yüzde yüzdeyken sarı ile mavi aynı açıklıkta mıdır?
5. (Zor) Aynı gri çarp katmanı neden koyu teni açık tenden daha az koyulaştırır?
6. (Zor) Yüzde elli opaklıktaki bir çarp katmanı, yarı kalınlıktaki gerçek bir filtreyle neden aynı sonucu vermez?

Cevaplar

1. Rengin kendisini verir; beyaz, çarp modunda etkisizdir ve siyah her şeyi siyaha çevirir. Bkz. "Karışım modu bir formüldür".
2. Parlaklığını korur; ton ve doygunluğu üstteki katmandan alır. Ama parlaklık belirtimin yaklaşık formülüyle hesaplanır. Bkz. "Griden renge".
3. Beyaz bir yüzeyin üstüne konan saydam renkli filtrelerin, keçeli kalem mürekkebinin ya da sır katmanlarının ışığı süzmesini taklit eder: her tabakanın geçirgenliği çarpılır. Yazılım bunu üç kanalda yapar, fizik her dalga boyunda. Bkz. "Çarp fiziksel olarak neyi taklit eder?".
4. Hayır; sarının algısal açıklığı L\ 97,1, mavininki L\ 32,3'tür. HSV'nin değer ekseni yalnız en büyük kanalı gösterir. Bkz. "Seçicinin gizlediği açıklık".
5. Çarpım kodlanmış sRGB sayılarıyla yapıldığında, eğrinin saf bir üs eğrisinden sapması karanlık uçta büyür. Doğrusal ışıkta her ten ışığın yüzde 26'sını korurdu; kodlanmış çarpım açık tende yüzde 27, en koyu tende yüzde 35 bıraktı. Bkz. "Örnek".
6. Opaklık sonucu doğrusal olarak ara değerler, bir filtrenin geçirgenliği ise kalınlıkla üstel olarak değişir. Işığın dörtte birini geçiren filtrenin yarı kalınlığı yarısını geçirir; yarı opak çarp katmanı 0,625'ini geçirir. Bkz. "Çarp fiziksel olarak neyi taklit eder?".

Kaynaklar

• W3C, «Compositing and Blending Level 1», Aday Tavsiye Taslağı, 21 Mart 2024.
• Adobe, «Blending modes», Photoshop Kullanıcı Kılavuzu.
• Adobe, «Color settings», Photoshop Kullanıcı Kılavuzu.
• Krita Manual, «Advanced Color Selector», docs.krita.org.
• Mallett, I. ve Yuksel, C., «Spectral Primary Decomposition for Rendering with sRGB Reflectance», Eurographics Symposium on Rendering, 2019.

Sonraki adım

SA-12, tek bir resmin renk kararlarından bir hikâyenin bütününe geçiyor: bir anlatının duygusal akışını sahne sahne palet değişimleriyle ve karakter renkleriyle planlayan renk senaryosunu anlatıyor ve bir hikâyenin doruk noktasında paletin nasıl değişmesi gerektiğini soruyor. EK-13 ise bu dersin çıktı bölümünü tamamlıyor: cihaza bağlı ve cihazdan bağımsız renk ayrımını, profil bağlantı uzayını ve gömülü profil ile profilsiz dosya arasındaki farkı anlatıyor.