النظام اللوني RGB Model

الجزء الخامس من سلسلة موسوعة الألوان, سنتحدث فيه عن النظام اللوني RGB Model والوضع اللوني RGB Mode والعلاقة بينهما, وكيفية استخدامها على مختلف الأجهزة الالكترونية.
9. النظام اللوني RGB Model.

كما ذكرنا بأن وضعية الألوان Color Mode هي التي تحدد نظام الألوان Color Model المستخدم في عرض وطباعة الصور.
وللتذكير فقط

وضعية الألوان Color Mode : تشير إلى الوضع اللوني الذي تختاره في عملك ببرنامج الفوتوشوب أو غيره من برامج الجرافكس.
نظام الألوان Color Model : تشير إلى النموذج اللوني نفسه شاملة نواتج دمج هذه الألوان وغيرها من التقنيات المختلفة.

وسنتناول كلاً من النقطتين بشيء من التفصيل:
RGB Model

نظام الألوان الشهير الذي تحدثنا عنه كثيراً في بداية السلسلة, وهو يعتمد على دمج الألوان الثلاثة : أحمر – أزرق – أخضر بنسب مختلفة في المقدار والشدة, عند تداخل لونين من هذه الألوان فإنه بنتج: سماوي – فوشيا – أصفر كألوان ثانوية, وعند تداخل الألوان الثانوية مع الأولية ينتج ألوان ثالثية كما ذكرنا سابقاً؛ ولـــكـــن , عند تداخل الثلاثة ألوان الرئيسية معاً في وقت واحد بنفس النسبة في الشدة والمقدار فإنه ينتج اللون الأبيض, وبسبب أن تداخل هذه الألوان ينتج اللون الأبيض فهي تسمى بـ الألوان الجمعية, لأن ذلك يعني بأن كل الأطوال الموجية المرئية إذا تم إرسالها إلى العين فتظهر باللون الأبيض؛ ومن هنا تكون أول نقطة في الإجابة على السؤال الذي تم طرحه في بداية المقال.

في المسارح والفقرات الاستعراضية نلاحظ سقوط 3 أضواء من ثلاثة جهات مختلفة, وعند تجمعهم في بؤرة معينة يكون اللون الناتج من تداخل هذه الاضواء هو اللون الأبيض.

هذه الألوان هي: الأحمر و الأخضر والأزرق ؛ لأن هذه الفكرة تتبع نظام الألوان الجمعية للحصول على اللون الأبيض.

لا تتم هذه العملية بسهولة؛ حيث يجب تحديد درجات محددة لكل من الألوان ويجب أن تكون نسبة كل لون متساوية للون الآخر في الشدة والمقدار ستذكر بالتفصيل في المقالة.

لمحة تاريخية عن نظام الألوان RGB

في عالم التصوير كانت أول صورة ملونة في التاريخ قام بالتقاطها العالم ماكسويل Maxwell بنفسه معتمداً على نظام RGB؛ حيث أن تداخل ثلاثة اسقاطات مطابقة على الشاشة في غرفة مظلمة كان ضرورياً:

أما بالنسبة لعالم الشاشات , فكان أول جهاز تليفزيون من اختراع الرائد John Logie Baird عام 1928 معتمداً على نظام الألوان RGB معتمداً على عمليات الغزل الملونة , إلى أن تم إطلاق أول تليفزيون ملون عام 1938 في لندن.

في عالم الأجهزة الإلكترونية, فإن هذا النظام اللوني يدخل في التطبيقات اللونية لأغلبية الأجهزة؛ وفيما يلي لمحة عن أشهر استخداماته في الأجهزة الإلكترونية :
RGB وشاشات العرض

إحدى التطبيقات الشائعة لنظام الألوان RGB هي شاشات العرض بجميع أنواعها, مثل :

الشاشات العادية المعتمدة على أنبوبة آشعة الكاثود CRT : Cathod Ray Tube .
شاشات الـ LCD .
شاشات البلازما Plasma displays .
شاشات الـ LED .

من خلال معالجة الصور الرقمية يمكن تمثيل كل بكسل على الكمبيوتر بالنظام الثنائي الشهير الخاص بمجال الإلكترونيات Binary Number System حتى ينتج الشكل المعتاد للصورة مثل بطاقات الجرافكس, فهذه القيم الثنائية الخاصة بالألوان: الأحمر – الأخضر – الأزرق, عندما تدار بشكل صحيح فإنه يتم تحويلها إلى Voltages عن طريق الـ Gamma Correction حتى يتم تمثيلها على الشاشة.

وفيما يلي صورة توضيحية لآلية عمل نظام الألوان RGB في هذه الشاشات:
RGB وعالم الكاميرات

في الأجهزة قبل عام 1990, كان يعتمد نظامها على فصل الضوء القادم عن طريق المنشور الثلاثي والفلاتر إلى ثلاثة ألوان وهما RGB, كل منهما في أنبوبة خاصة من نظام أنبوبة آشعة الكاثود CRT .. وينبغي الفصل في هذه الحالة عنها وعن شاشات الـ CRT .

ومع وصول تقنية CCD : Charge-Coupled Device .. أصبح الاعتماد على استخدام أجهزة الاستشعار؛ والتي استخدمت في تقليل حجم الكاميرات والأجهزة الإلكترونية حتى أصبحت متاحة للتواجد في كل منزل بسهولة.. ومن تطبيقات هذه التكنولوجيا هي الكاميرات الصغيرة والهواتف المحمولة التي تعبر أقصى صور التصغير.

فالكاميرات الديجيتال الفوتوغرافية التي تعتمد على تقنية CCD تعتمد في كثير من الأحيان مع بعض التغييرات نظام الألوان RGB.
فمثلاً في ترتيب Brayer Filter: نسبة دخول اللون الأخضر يكون مرتين عن الشكل الطبيعي للنموذج RGB  هكذا Red : Green : Blue : 1 : 2 : 1 , حتى نستطيع الحصوص على مستوى أعلى من درجات الإنارة والوضوح والدقة.
RGB والماسح الضوئي

في عالم الكمبيوتر, يقوم الماسح الضوئي Scanner بمسح الصور ضوئياً من الورقة لتحويلها إلى صورة رقمية تظهر على الشاشة؛
ويتم هذا عن طريق دعم النظام اللوني RGB, وحالياً تعتمد الماسحات الضوئية أيضاً على تقنية CCD.

للنظام اللوني RGB استخدامات عديدة أخرى بخلاف ذلك , فعلى سبيل المثال يستخدم في الفيديوهات والصور المتحركة وفي معظم الأجهزة الإلكترونية,….

وعلى الرغم من أن النظام RGB هو النظام القياسي للعرض, فإن التمثيل الدقيق للألوان قد يختلف وهذا يعتمد على تطبيق جهاز العرض؛ فمثلاً نظام الـ RGB الخاص بالفوتوشوب يتغير وفقاً لإعداد مساحة العمل التي قمت بتجهيزها في إعدادات الألوان.

RGB Color Mode

كل ما سبق هو شرح للنظام اللوني RGB Model الذي يوضح لنا طبيعة هذا النظام واستخداماته في الحياة, أما هذا الجزء فهو خاص بوضعية اللون RGB Modeفي برامج الجرافكس مثل الفوتوشوب وآلية عملها.. وهو يعتبر الجزء الأهم للمصممين.

كما ذكرنا أن الوضع اللوني يعتمد على النظام اللوني.. وبالتالي فإن RGB Mode يعتمد على RGB Model. مع تحديد قيمة الكثافة الخاصة بكل بيكسل والتي تتراوح بين: 0 (أسود) إلى 255 (أبيض) لكل من مكونات النظام RGB في صورة ملونة؛ فعلى سبيل المثال , نستطيع الحصول على لون أحمر فاتح إذا قمنا بوضع هذه القيم :

الأحمر : 246
الأخضر : 20
الأزرق : 50

أيضاً افتح الفوتوشوب وجرب هذه العملية بعدة قيم مختلفة لتظهر لك كيفية اختيار وتحديد الألوان معتمدا على هذا النظام اللوني.

مع ملاحظة أن:

إذا كانت القيم متساوية للثلاثة ألوان؛ فإننا نحصل على  لون حيادي  ( رصاصي مع اختلاف درجاته ).
إذا كانت القيم الثلاثة = صفر؛ فإن اللون الناتج هو  أسود  خالص.
إذا كانت القيم الثلاثة = 255؛ فإن اللون الناتج هو  أبيض  خالص.

تستخدم صور الـ RGB ثلاثة ألوان أو قنوات للحصول على 16,7 مليون لون على الشاشة؛ عندما نقوم باختيار العمق اللوني 8-bit per channel في الفوتوشوب فهذه الثلاث قنوات يتم ترجمتها إلى 24-bit من معلومات اللون لكل بيكسل, وفي الصور ذات 16-bit per channel فإنه يتم ترجمتها إلى 48-bit لكل بيكسل, ولذلك لاحظ أن هذه الصور يكون حجم ملفها ضعف حجم ملف الصورة ذات 8-bit per channel؛ هذا النظام اللوني هو نظام عرض الصور على الشاشة, ولذلك يعرف بالألوان الضوئية.

فمثلاً , التصاميم الدعائية يتم طباعتها تحت نظام CMYK ( سيتم التطرق إليه في هذه السلسلة  ), ولكن عند عرض هذه التصاميم على الشاشة من الخطأ الجسيم أن نقوم بعرضها بنفس الصيغة ولكن يجب أن تحول أولاً إلى RGB.

فعلى سبيل المثال, هذا أحد أعمالي في مجال الدعايا والإعلان, عندما أقوم بعرضه على الشاشة فهو الآن بصيغة RGB ولا يمكنني عرضه بصيغة CMYK لأن هناك بعض المتصفحات التي لا تستطيع قراءة الصور من هذا النوع وغيرها من مشاكل أخرى, أما عند طباعته بالتأكيد فإنه يكون تحت الصيغة الرئيسية للطباعة وهي CMYK.
بعض التطبيقات العملية الخاصة بوضعية اللون RGB Mode

لاحظ هذه الصورة جيداً هي تظهر بشكل واضح تغير في صبغة اللون hue اعتماداً على الثلاثة ألوان: الأحمر – الأخضر – الأزرق.

وإذا أردنا تطبيق ما قمنا بشرحه في الجزء الخاص بوضعية اللون RGB Mode, فتابع الشكل الطبيعي للمنظر حيث يمكن القول بـ :

اللون الأبيض في الجليد ظهر نتيجة تداخل كل من الأحمر و الأخضر و الأزرق بنسب قوية ( تكاد تقرب الـ 255 ).
المبنى البنّي يتكون من : أحمر قوي – أخضر – أزرق ضعيف.
العشب الأخضر يتكون من : أخضر قوي – أزرق ضعيف – أحمر ضعيف.
السماء الزرقاء تتكون من : أزرق قوي – أحمر و أخضر متوسط.

إذا أردت التحكم في قنوات الألوان الخاصة بوضعية RGB Mode؛ افتح إحدى الصور المعتمدة على نظام RGB على الفوتوشوب؛ ثم افتح قائمة Channels, ستجد فيها 4 طبقات, وهم:

RGB
Red
Green
Blue

التحديد التلقائي للصورة يكون من تحديد الأربع طبقات كما هو موضح في الصورة السابقة , حيث يدل على تداخل الثلاثة ألوان فينتج صورة متكاملة من نظام RGB, ولكن إذا ألغيت التحديد عن إحدى هذه الطبقات؛ فإن لونها سيتم سحبه من الصورة ويكون الشكل ناتج من تداخل لونين فقط. وهذا سيعطي نسبة أقل كثيراً في عدد الألوان الظاهرة على الشاشة.

وهذا نموذج تطبيقي على أحد أعمالي:
الشكل الطبيعي للتصميم.بدون اللون الأحمربدون اللون الأخضربدون اللون الأزرق

نزع الألوان يعتمد بشكل واضح على اللون المقابل في عجلة الألوان كما ذكرنا في هذا المقال :

نزع الألوان يعتمد بشكل واضح على اللون المقابل في عجلة الألوان كما ذكرنا في هذا المقال :

عند نزع اللون الأحمر يغلب اللون السماوي على الصورة.
عند نزع اللون الأخضر يغلب اللون الفوشيا على الصورة.
عند نزع اللون الأزرق يغلب اللون الأصفر على الصورة.

بهذا نكون قد إنتهينا من الجزء الخامس من سلسلة موسوعة الألوان, ولنا لقاء مع الجزء السادسإن شاء الله.