Monitörlerde Renk Gamı Nedir?

Monitör, dizüstü bilgisayar, akıllı telefon yahut yazıcıların özelliklerini araştırırken vakit zaman “renk gamutu, renk gamı ve renk uzayı” üzere ayrıntılar görebilirsiniz. Pekala görsel tecrübemizi direkt etkileyen renk alanı nedir, neden kıymetli?

Renkler ton, doygunluk ve parlaklık açısından farklılıklar gösterebilir. Okyanus mavisi, hardal sarısı yahut bordo kırmızısı olarak algıladığımız renkler ışığın gözlerimize yansımasıyla kendini gösterir. Lakin her insan renkleri farklı biçimde görebilir. Aynı kıyafet bir kişi tarafından siyah ve mavi, bir diğeri tarafından ise beyaz ve altın rengi olarak görülebilir.

Bu durum ekranların ürettiği renkler için de benzeridir. Teknolojik aygıtlarda bulunan ekranların üretildiği renkler hudutlu. Sonuç olarak her eser kendi özel renk gamını tanımlayan bir yahut birden fazla standart ile görücüye çıkarılır. Çok sayıda renk gamutu mevcut lakin eser sayfalarında muhakkak başlı birkaç standart ön plana çıkıyor. Sizi fazla bekletmeden işin derinlerine inelim.

Renk gamına geçmeden evvel, renkleri yakalayan, görüntüleyen yahut yazdıran aygıtların görünür spektrumdaki renklerin sadece bir kısmını yine üretebileceğini yahut temsil edebileceğini belirtelim. Renk uzayı, her aygıtın renk aralığını tanımlamak için oluşturulurken bir eserin sunabileceği renk kapasitesinin ölçümünde kullanılır.

Renk gamları, imaj veren bir aygıtta yine üretilebilen renk spektrumu yahut renk uzayı içindeki bir renk aralığını tanımlamak gayesiyle belirleniyor. Renk gamının ne kadar geniş olduğuna bağlı olarak her ekran farklı ölçülerde renk gösterir. Örneğin birden fazla monitör 16,7 milyon renk üretme yeteneğine sahip, lakin birtakım modeller çok daha fazlasını sunabiliyor.

Bir renk alanı yahut bir aygıt bir rengi temsil edemediğinde buna gamut dışı denir. Örneğin saf kırmızı renk RGB renk uzayında temsil edilebilir, bu nedenle RGB renk gamının bir kesimidir. Fakat CMYK renk uzayında söz edilemez, bu nedenle bu renk uzayında gamut dışıdır.

Renk gamını tanımlayabilmek için ortalama bir insanın görebileceği tüm renkleri gösteren CIE xy kromatiklik diyagramındaki alanlar kullanılıyor. At nalı gibisi halin içindeki bir üçgen, bir aygıtın yahut renk alanının renk gamını gösterir.

Bilgisayarlar ve öteki teknolojik aygıtlar, bir renk kanalının bedelini değiştirerek ekranlarda imajlar oluşturur. Manzara sürece sürecinde çoklukla kırmızı, yeşil ve mavi renkler kullanılır. Başka tüm renkler ise RGB renk modeli olarak bilinen model kullanılarak bu üçünün bir kombinasyonu ile oluşturulur.

Bilindiği üzere ekranlarımızdan imaj alabilmek için sayısız piksel bir ortaya geliyor. Ekrana yansıyan her pikselin üç bileşeni vardır: kırmızı, yeşil ve mavi (RGB). Alternatif olarak da luma, mavi renk farkı ve kırmızı renk farkı (YCbCr/YPbPr) kullanılabilir. Grafik yongası dahili olarak neyi işlerse işlesin (tipik olarak 16 bit kayan nokta RGBA, burada A alfa/şeffaflık bilgisi), bu bilgiler ekranınız için bir sinyale dönüştürülür.

Geçmişte standart 24 bit renk yahut kırmızı-yeşil-mavi renk bileşenlerinin her biri için 8 bitti. HDR ve yüksek renk derinliğine sahip ekranlar bunu 10 bit renge yükseltti. 12 bit ve 16 bit seçenekleri de var, lakin bunlar ekseriyetle profesyonel alanlarda kullanılıyor.

Başka bir deyişle, bu üç rengi kullanarak farklı birçok rengi elde etmek mümkündür. Üç rengi birbirine ekleyen matematiksel bir sistem kullanılır, lakin bu sistem tek başına pek de kullanışlı değil. Renklendirme modeli, insan görme sisteminin çalışma biçimi üzere konuları hesaba katmak için renklerin nasıl yorumlanacağı hakkında daha fazla bilgiye muhtaçlık duyar. Ortaya çıkan sonuç renk uzayı, renk alanı yahut renk gamı üzere tabirlerle tanımlanır. Çok sayıda farklı kombinasyon var, lakin teknik özellik listelerinde en çok bu üç renk alanı sistemini görürüz: DCI-P3, Adobe RGB ve sRGB.

Bu renk alanları, bizim tarafımızdan fark edilebilen her mümkün rengi kapsayamaz ve temsil edebildiği renk kümesine gamut denir. Bunlar çoklukla CIE xy kromatiklik diyagramı olarak bilinen halde gösterilir:

Adobe RGB ve sRGB’nin gamları.

Zaman vakit monitör incelemelerimizde bu renk alanlarından bahsediyoruz. Kapsanan renk alanlarının ölçülmesine yarayan bu modeller, yalnızca bir küme matematiksel hesaplama üzerine inşa edilmiş. Hakikaten bedelleri imgenin hakikat fizikî temsiline dönüştürmek için çeşitli sistemlere gereksinim vardır.

Ekran teknolojileri ve tabirler biraz karmaşık. En kıymetli sistemlerden biri de biri elektro-optik transfer işlevi (electro-optical transfer function-EOTF) olarak isimlendiriliyor. EOTF, dijital bir manzaranın yahut görüntünün elektrik sinyallerini görüntülenen renklere ve parlaklık düzeylerine çeviren matematiksel bir ölçüm tekniği.

Aslında birden fazla kullanıcı bu ayrıntıları bilmek zorunda değil. Birçok kişi monitörünü ve TV’sini fişe takar ve gündelik işlerini yapar. Fakat profesyonel içerik üreticiler için bu ayrıntılar çok kıymetlidir. Ayrıyeten yüksek çözünürlük ve manzara kalitesi isteyen oyuncular da teknik ayrıntılara dikkat eder.

Şimdi daima karşımıza çıkan, çeşitli kuruluşlar tarafından belirlenen renk standartlarına gelelim. Çoklukla sRGB, Adobe RGB ve DCI-P3 isimlerini duyuyoruz. Öte yandan NTSC ve EBU üzere standartlar ön plana çıkıyor.

sRGB

sRGB için en yaygın kullanılan renk standardı diyebiliriz. sRGB’nin yaygın olmasının sebebi ise giriş ve çıkışında çok az gecikme müddeti ve tutarsızlık yaşanması.

Adobe RGB

Adobe RBG, sRGB ile rekabet etmek için tasarlanmış ve yeniden yaygın olarak karşılaştığımız bir standart. Yanlışsız biçimde uygulandığında, Adobe RGB’nin daha geniş bir renk gamı sunması ve renkleri daha gerçekçi bir biçimde göstermesi amaçlandı. Canlı detaylara kıymet veren Adobe RGB, LCD monitörler ve fotoğrafçılık teknolojileri geliştikçe tanınan hale gelmeye başladı.

DCI-P3

Sinema ve Televizyon Mühendisleri Derneği, başkalarından ayrışmak üzere DCI-P3’ü tanıttı. Daha çok dijital görüntü yakalama ve projeksiyona odaklanan DCI-P3, sRGB’ye kıyasla neredeyse dörtte bir oranında daha geniş bir renk gamı sunuyor. Bu standart sinema seviyesindeki tüm dijital projektörlerle uyumlu. Öte taraftan, yeni kuşak iPhone’ların dahili kameraları kelam konusu olduğunda DCI-P3 terimiyle karşılaşabilirsiniz.

NTSC

Ulusal Televizyon Standartları Komitesi (NTSC), yeni üretilen tüm televizyonlar için standart olması umuduyla kendi renk standardını oluşturdu. Adobe RGB’ye büyük ölçüde benzeyen NTSC renk standardı, kırmızı ve mavi renklerin üretimi kelam konusu olduğunda biraz farklılık gösteriyor. Şimdi televizyon standardı haline gelmemiş olsa da, NTSC renk standardı profesyonel seviyede görüntü ve fotoğraf düzenleme maksatlı monitörlerde kendine yer buluyor.

EBU

NTSC’ye misal halde, Avrupa Yayın Birliği (EBU) de kendi renk standardını uygulamaya çalışıyor. Bu ölçüt klâsik olarak fotoğrafçılık, görüntü düzenleme ve grafik tasarım alanlarında kullanılmakta. Daha geniş renk gamlarının ve 4K dahil yüksek çözünürlüklü aygıtların ortaya çıkmasıyla, EBU standardı kendi alanının dışına çıkmaya ve son tüketiciye ulaşan eserlerde kullanılmaya başladı.

Bir eserin renk kapsamı, kaynağından gelen renkleri tekrar üretme ve iletme yeteneğini göstermekte. Anlamak için yeni jenerasyon bir sinema projektörü, eski bir iPhone kamerası ve 1990’lardan kalma bir TV ortasındaki görsel farkı düşünün.

Renkleri teknik seviyede tasvir edebilmek için birtakım teknikler kullanılıyor. XYZ ekseninde bir üçgen olarak sunulan renk gamında Y, gam içinde mümkün olan azamî renk parlaklığını söz ediyor. X ve Z noktaları ise renkliliğin tüm aralığını, yani bir rengin tonunu ve renkliliğini gösteriyor.

Geniş renk gamı, sRGB renk alanından daha fazla renk üretebilen aygıtları ve renk alanlarını tanımlamak için kullanılan bir terim. Geniş renk gamına sahip ekranlar giderek yaygınlaşıyor. Örneğin, iPhone’lardan MacBook’lara kadar birden fazla çağdaş Apple aygıtı geniş renk gamına sahip ekranlarla destekleniyor. Ayrıyeten birçok TV ve monitör de geniş renk uzayına sahip.

Tüketici gözünden bakacak olursak, geniş renk gamutuna sahip ekranlar standart renk gamına sahip ekranlara kıyasla daha gerçekçi renkler ve daha yeterli renk doğruluğu sunar. Yani görüntü izlerken yahut oyun oynarken çok daha canlı imgeler elde edebilirsiniz.

Bir ekran yahut yazıcı olabilir, renk uzayı görüntülenebilen yahut basılan görselleri direkt etkilediği için manzara kalitesi açısından çok değerlidir. Geniş renk gamına sahip bir aygıt, standart renk gamına sahip aygıtlara nazaran daha varlıklı ve gerçeğe daha yakın renkler üretebiliyor. Münasebetiyle canlı manzaralar ve canlı renkler istiyorsanız, geniş renk gamına sahip aygıtlar seçmeye itina gösterin.

Modellerde işlenen renk kanalları, [0,1] aritmetik alanı yahut yüzde bedeli üzere çeşitli hallerde temsil edilebilir. Lakin tüm matematik süreçlerini gerçekleştiren aygıtlar ikili sayılar kullandığından, renk kıymetleri de bu formatta saklanır.

Dijital dataların boyutu bitlerle ölçülür ve kullanılan ölçü ekseriyetle renk derinliği olarak isimlendirilir. Ne kadar çok bit kullanılırsa, oluşturulabilecek farklı renklerin sayısı da o kadar artar. Bugünlerde standart olarak asgarî 8 bit kullanılmakta. Bazen de bunun R8G8B8 yahut yalnızca 888 olarak yazıldığını görebilirsiniz. Tek bir bit iki kıymet (0 ve 1) sağlar, iki bit 2 x 2 = 4 kıymetle sonuçlanır ve böylelikle 8 bit 2 x 2 x … (8 kez) = 256 sonucunu verir.

256 x 256 x 256 olarak çarparsanız 16.777.216 RGB kombinasyonu elde edersiniz. Bu ölçü gözünüze çok görünebilir ki aslında o denli de. Birçok imgeyi elde etmek için çok daha az sayıda renk kafidir, fakat elbette 8-bit sanayi standardının tüm istekleri karşılaması gerekli.

Kullanılan bit sayısına bağlı olarak kırmızı kanalın renk değişimi.

Şimdilik tek bir renk kanalına odaklanalım. Üstte kullanılan bit sayısına bağlı olarak kırmızı kanalın değişimindeki farkı görebilirsiniz. Açıkça görebileceğiniz üzere, 8 bit başkalarına kıyasla çok daha net ve pürüzsüz. Kırmızı rengi bu formda pek kâfi görünüyor ve daha fazla bit kullanmaya gerek yok üzere. Lakin ekranın görüntülemesi gereken sayısız ortam, grafik ve görüntü var.

Renkleri birbirine karıştırmaya başladığınızda 8 bit kâfi olmayacak. Sunulan imgeye bağlı olarak, rengin bir bedelden başkasına atlıyor üzere göründüğü işaretli bölgeleri tespit etmek kolaydır. Aşağıdaki imajda, sol taraftaki renkler kanal başına 2 bit kullanılarak simüle edilmiş, sağ taraf ise standart 8 bit.

Sol tarafta kanal başına 2 bit kullanılarak simüle edilmiş renkler ve sağ tarafta standart 8-bit.

Sağ tarafın üst kısmı pek olağan görünse de alt kısma dikkatli bakıldığında 8-bit rengin yetersiz kaldığı anlaşılıyor. Tabiri caizse dört dörtlük bir manzara elde etmek için daha yüksek renk derinliği bedeli kullanmak gerekir. Bu noktada 10 yahut 12 bit ziyadesiyle kafidir. Zira 10 bitte bile bir renk kanalının gradyanında 1024 farklı adım olacak. Yani 8 bite nazaran dört kat daha fazla renk değişimi sağlanabilir.

Daha büyük renk derinliği kullanmak, çok geniş gamutlu bir renk alanı kullanıldığında daha da değerli hale gelir. sRGB, Hewlett Packard ve Microsoft tarafından 20 yıldan uzun bir müddet evvel geliştirildi. Fakat eski olmasına karşın, standart olarak çoğunlukla 8 bit kullanıldığından ötürü günümüz ekranları için hala uygun bir teknik. Öte yandan, Kodak’ın ProPhoto RGB renk alanı o kadar geniş bir renk gamına sahip ki şeritlenmeyi önlemek için 16 bit renk kanalları gerekir.