HIỂU VỀ GAMMA VÀ COLOR GAMUT
KHÔNG GIAN MÀU CHUẨN (REFERENCE SPACE)
Không gian màu chuẩn được hiểu là không gian màu không phụ thuộc vào thiết bị. Gần như tất cả phần mềm quản lý màu sắc hiện nay đều sử dụng một không gian màu độc lập với thiết bị, được định nghĩa bởi Ủy ban Quốc tế Éclairage de l ‘(CIE) vào năm 1931. Không gian này nhằm mục đích mô tả tất cả các màu có thể nhìn thấy được bằng mắt thường, dựa trên khảo sát từ các phản ứng khác nhau của nhiều người có về thị lực bình thường (gọi là “đo màu chuẩn”).
Các không gian màu CIE được thể hiện trong một số dạng phổ biến như: CIE xyz (1931), CIE L*a*b*, và CIE L u’v’ (1976). Mỗi dạng thức đều chứa cùng số lượng màu sắc, tuy nhiên cách phân phối màu sắc khác nhau trong một không gian hai chiều:
Hai sơ đồ CIE chính từ năm 1931 và 1976.
“Lưu ý: Hầu như tất cả các thiết bị chỉ hiển thị được một phần giới hạn các màu sắc. Hay nói một cách khác, các màu sắc có khả năng hiển thị bởi một thiết bị, chỉ là tập con của không gian màu chuẩn theo quy định của CIE và do đó tất cả những gì chúng ta thấy trên màn hình sẽ không đúng về mặt chất lượng cũng như tính chính xác.”
CIE XYZ đóng vai trò là tham chiếu tiêu chuẩn để xác định nhiều không gian màu khác. Hãy ghi nhớ những sơ đồ này vì chúng ta sẽ liên tục tham khảo chúng sau này.
GAMUT LÀ GÌ?
Như đã nói ở trên, biểu đồ CIE thể hiện toàn bộ vùng màu sắc mà mắt người bình thường có thể cảm nhận được trong tự nhiên. Vì vậy tôi gọi đây là vùng màu nhìn thấy được (hay Visible Color Space) và ranh giới của toàn bộ vùng màu đó có thể gọi là gam màu vùng nhìn của con người (Gamut of human vision). Chính vì vậy khi người ta nói đến thuật ngữ “Gamut” chỉ đơn giản là đề cập đến các không gian màu.
“Gamut” chính là tổng phạm vi và ranh giới của một không gian màu nhất định.
Máy quay và máy ảnh ghi lại hình ảnh từ thế giới thực bằng những cài đặt không gian màu phù hợp với từng thiết bị, nó là một tập hợp con màu sắc của toàn bộ vùng màu mà con người có thể nhìn thấy được. Sau đó hiển thị những hình ảnh thu được trên các màn hình (TV, màn chiếu phim,…) theo các không gian màu có thể giống hoặc khác nhau. Các không gian màu khác nhau này được thể hiện bằng các vùng hình tam giác trên biểu đồ màu CIE như chúng ta thường thấy.
“Tọa độ màu cơ bản xác định gam màu (tam giác màu) có thể được mã hóa bởi một không gian màu RGB nhất định.
Nói cách khác, màu tiêu chuẩn tương ứng với các đỉnh của tam giác. Mỗi đỉnh này có một giá trị RGB thuần túy được biểu thị trong không gian màu riêng:
- Đỏ = 1, 0, 0
- Xanh lục = 0, 1, 0
- Xanh lam = 0, 0, 1
Nhưng mỗi đỉnh này chỉ có một tọa độ XY duy nhất trên biểu đồ CIE. Đó là cách chúng ta có thể so sánh chúng.”
GAMMA LÀ GÌ?
Gamma bản chất là một khái niệm toán học, nó là một giá trị được lấy làm số mũ của một giá trị đầu vào ánh sáng. Giá trị này là một phần của hàm truyền gamma (gamma transfer function) mô tả cách giá trị đầu vào độ sáng được chuyển đổi sang giá trị đầu ra nhất định.
Ví dụ: Trong một căn phòng tối, khi chúng ta thắp một ngọn nến chúng ta cảm nhận được rất rõ về sự thay đổi ảnh sáng trong căn phòng. Nhưng cũng cây nến đó ở bên ngoài trời sáng, khi thắp lên chúng ta không cảm nhận được rõ sự thay đổi về ánh sáng xung quanh mặc dù lượng ánh sáng mà ngọn nến phát ra là như nhau.
Qua ví dụ trên, có thể kết luận được rằng ánh sáng trong thế giới thực tương tác theo một mối quan hệ tuyến tính (linear) – nếu tăng gấp đôi giá trị đầu vào của độ sáng thì cũng tăng gấp đôi giá trị đầu ra của độ sáng. Nhưng, mắt người cảm nhận ánh sáng là phi tuyến tính (non-linear) – nhạy cảm hơn với những thay đổi về độ sáng ở vùng ít ánh sáng hơn vùng nhiều ánh sáng.
Có hai phương pháp khác nhau về cách máy ảnh lưu trữ thông tin ánh sáng thu được từ thế giới thực:
Một là, các máy chụp ảnh, máy quay phim cơ bản, hay điện thoại của bạn sử dụng hàm truyền gamma phi tuyến tính để tối ưu hóa dữ liệu với mục đích làm cho tệp video nhỏ hơn nên thu được ít thông tin ánh sáng hơn từ cảnh, làm sáng các vùng tối – nơi mắt chúng ta nhạy cảm nhất. Với phương pháp này, loại bỏ nhiều thông tin về giá trị độ sáng và chỉ lưu trữ những thông tin cần thiết để hiển thị.
Hai là, các máy quay phim cao cấp ghi lại được nhiều thông tin ánh sáng hơn, do đó có thể lưu trữ thông tin ánh sáng tuyến tính từ thế giới thực. Điều này làm tăng dung lượng của tệp video vì nó lưu trữ lượng dữ liệu lớn hơn. Phương pháp này lưu trữ tối đa thông tin giá trị độ sáng từ cảnh thực phục vụ tốt nhất cho việc hậu kỳ.
Bạn có thể thắc mắc, tại sao máy ảnh, máy quay phim cơ bản phải sử dụng “gamma mã hóa” để lưu trữ hình ảnh khi những hình ảnh đó phải áp dụng “gamma giải mã” để có thể hiển thị hình ảnh trên màn hình như bình thường. Tại sao không lưu trữ giá trị thông tin ánh sáng tuyến tính và bỏ qua quá trình mã hóa và giải mã? Vấn đề là ở chỗ, các máy quay cơ bản quay lại video với độ sâu bit thấp (độ sâu bit quyết định có thể tạo ra bao nhiêu sắc thái khác nhau từ trắng sang đen). Với 8 bit chỉ tạo ra 256 sắc thái khác nhau nên nếu chúng ta không “mã hóa gamma” chúng ta không thể ghi lại đủ thông tin ánh sáng ở vùng tối hơn của hình ảnh, do đó chúng ta sẽ gặp phải hiện tượng banding hoặc blockiness ở vùng tối.
