Как перекрываются цветовые пространства, такие как sRGB и Adobe RGB?

Посмотрите на это изображение Джеффа Шью из Википедии . Это 2D-срез того, что на самом деле является трехмерным пространством, но он делает основную концепцию ясной:

Итак: sRGB — это подмножество AdobeRGB, которое является подмножеством ProPhoto RGB.

Вы также можете увидеть, как ProPhoto RGB выходит за пределы изогнутой формы, которая представляет видимые цвета. И вы можете видеть, что AdobeRGB лучше подходит для печати на матовой бумаге, чем sRGB, и насколько далеко за пределы того, что можно печатать на бумаге, простирается пространство ProPhoto.

Но это еще не все из-за проблемы битовой глубины . В распространенных форматах файлов, используемых для отображения, информация о цвете хранится в целых числах, а не в аналоговых значениях — существует дискретное счетное количество цветов, которые можно описать с определенной разрядностью. Думайте о цветовом пространстве как о коробке цветных мелков Crayola. Каждое цветовое пространство имеет одинаковое количество мелков. В больших пространствах часть этого ограниченного количества должна быть использована для более широкого охвата — в ProPhoto RGB у вас есть несколько «мелков», предназначенных для цветов, которые люди даже не могут видеть. В sRGB такое же количество мелков упаковано в меньший диапазон. Это означает, что в обмен на то, что вы не сможете представить эти далекие голубые и зеленые цвета, вы получите более тонкое различие между синим, пурпурным и красным (и зелеными, которые там есть).

При 8-битной глубине цвета на канал (всего 24 бита) имеется около 16,8 миллионов мелков, что много, но достаточно, чтобы в тонких градиентах все еще существовала вероятность цветовых артефактов. И когда вы сопоставляете одно цветовое пространство с другим, мелки не обязательно выстраиваются в линию . ProPhoto RGB может содержать весь sRGB, но если вы работаете с 8 битами, переход туда и обратно будет с потерями.

Представьте, что у вас есть три разных оттенка красного в одной коробке с мелками и два оттенка красного в другой (потому что во второй коробке нужен лишний мелок для ультрамарина). Если вы пытаетесь продублировать изображение, нарисованное из первой коробки, вам придется пойти на компромисс в воспроизведении красного цвета. И если вы затем сделаете еще одну копию своими первыми мелками, но не взглянув на первое изображение, вы, вероятно, не выберете одно и то же сопоставление этих двух красных с тремя более выразительными.

Однако, если вы можете работать с 16 битами на канал, это действительно не проблема. Это потому, что для каждого карандаша в 8 битах на канал 16 бит дают вам 16,8 миллиона карандашей. Это очень тонкая градация — почти наверняка за пределами того, что может различить человеческий глаз. (Общее количество различных цветов в 16-битной глубине цвета составляет более 281 триллиона.) Таким образом, если вы используете такое приложение, как Adobe Lightroom, которое работает в 16-битной глубине цвета, переключение цветовых пространств не является проблемой, но вы действительно должны решить, какие компромиссы вы хотите, когда вы хотите перейти к окончательному выходному значению, потому что у нас пока нет хороших, стандартных, популярных, хорошо поддерживаемых форматов файлов с 16-битным цветовым пространством с высокой гаммой.

Что касается размера результирующего файла : в основном это будет просто особенность того, как работает сжатие. Фактический диапазон цветового пространства не влияет на размер файла, поскольку, опять же, общее количество мелков в любом случае одинаково. Возможно, ваша фотография sRGB больше, потому что версия Adobe RGB «свернула» некоторые тонкие цветовые различия в одно и то же значение (недостаточно разных видов красного карандаша?). Но, вероятно, это просто особенность того, как «переназначение» карандашей приводит к тому, что данные различаются, а, следовательно, и сжатие.

Если у вас Mac, вы можете визуализировать различия между цветовыми пространствами в 3D — запустите ColorSync Utilityи выберите большое цветовое пространство (например, ProPhotoRGB или AdobeRGB). Затем нажмите на стрелку в левом верхнем углу графика и выберите «удерживать для сравнения». Затем выберите другое пространство, чтобы увидеть, как оно отображается поверх другого, вы можете вращать все вокруг.

Возможно, вам придется открыть папки в нижней части списка цветовых пространств, чтобы увидеть больше пространств, если у вас установлен Photoshop.

Практически вы можете использовать это, чтобы понять разницу между пространствами, а также увидеть, как пользовательские профили принтеров попадают в пространство.

Пример, показывающий AdobeRGB внутри кита ProPhotoRGB:

Чтобы добавить к отличному ответу @mattdm - но если я его не пропустил, нет объяснения размеру файла - я бы предположил, что при съемке aRGB и последующем преобразовании в sRGB с намерением насыщать переполненный цвет ( относительный колориметрический ), тогда, поскольку в диапазоне нетрансформированного (не обрезанного) диапазона aRGB дискретных уровней цвета меньше (т.к. общее количество уровней одинаковое - 256), в итоге получается "постеризованное" изображение. То есть ваше изображение sRGB содержит меньше отдельных цветовых значений, чем исходное изображение. Из-за этого прореживания сжатое изображение с малой гаммой меньше, чем сжатое изображение с полной гаммой.

С другой точки зрения, если изображения aRGB и sRGB выглядят одинаково, это означает, что исходная сцена не была насыщенной цветами, поэтому она «вписывается» в ограниченную гамму sRGB. Но использование aRGB для захвата этой сцены означает, что вы используете только подмножество доступных дискретных цветов. Это, опять же, приводит к лучшей степени сжатия и меньшему размеру файла.