لوما (فيديو)

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 9 صور
الموسوعة الحرة

في الفيديو ، لوما (Y′{\displaystyle Y'}يمثل السطوع (Luma) سطوع الصورة (الجزء "الأبيض والأسود" أو غير اللوني منها). [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] عادةً ما يُستخدم السطوع مع اللون (Chroma ). [ 3 ] [ 4 ] يمثل السطوع الصورة غير اللونية ، بينما تمثل مكونات اللون معلومات اللون . يسمح تحويل مصادر RGB (مثل مخرجات كاميرا ثلاثية CCD ) إلى سطوع ولون بأخذ عينات فرعية من اللون : نظرًا لأن الرؤية البشرية تتمتع بحساسية مكانية أدق لاختلافات السطوع ("الأبيض والأسود") مقارنةً باختلافات اللون، يمكن لأنظمة الفيديو تخزين ونقل معلومات اللون بدقة أقل، مما يُحسّن التفاصيل المُدركة عند نطاق ترددي مُحدد. [ 3 ]

لوما مقابل الإضاءة النسبية

255، 147، 255255، 170، 170211، 211، 0
192، 192، 255200، 200، 200122، 244، 0
0، 235، 2350، 250، 1250، 255، 0
قيم RGB لألوان نموذجية لها نفس الإضاءة النسبية لأفتح لون أساسي (الأخضر) باستخدام الألوان الأساسية الأصلية لنظام NTSC (1953) لـ ( تصحيح جاما ) = 2.2
255، 203، 255255، 208، 208227, 227,0
216، 216، 255219، 219، 219124، 248، 0
0، 244، 2440، 252، 1260، 255، 0
قيم RGB لألوان نموذجية لها نفس الإضاءة النسبية لأفتح لون أساسي (الأخضر) باستخدام BT.709 للألوان الأساسية لـ ( تصحيح جاما ) = 2.2

اللوما هي المجموع المرجح لمكونات RGB المضغوطة غاما في فيديو ملون - تشير علامة الفتحة ′ إلى ضغط غاما. وقد طُرح هذا المصطلح لتجنب الخلط بين اللوما كما هو مُطبق في هندسة الفيديو والإضاءة النسبية كما هي مستخدمة في علم الألوان (أي كما هو مُعرّف من قِبل اللجنة الدولية للإضاءة ). تُحسب الإضاءة النسبية كمجموع مرجح لمكونات RGB الخطية ، وليس المكونات المضغوطة غاما. ومع ذلك، يُطلق على اللوما أحيانًا خطأً اسم الإضاءة. [ 2 ] توصي SMPTE EG 28 بالرمزY′{\displaystyle Y'}للدلالة على لوم ورمزY{\displaystyle Y}للدلالة على الإضاءة النسبية. [ 1 ]

استخدام الإضاءة النسبية

على الرغم من شيوع استخدام مصطلح "لوما"، إلا أن مصطلح "السطوع النسبي" يُستخدم أحيانًا في هندسة الفيديو للإشارة إلى سطوع الشاشة. وتعتمد الصيغة المستخدمة لحساب السطوع النسبي على معاملات تستند إلى دوال مطابقة الألوان CIE والألوان القياسية ذات الصلة للأحمر والأخضر والأزرق (مثل الألوان الأساسية الأصلية لنظام NTSC ، أو SMPTE C ، أو Rec. 709 ).

بالنسبة للألوان الأساسية في معيار Rec. 709 (و sRGB )، فإن التركيبة الخطية، بناءً على اعتبارات قياس الألوان البحتة وتعريف الإضاءة النسبية، هي:

Y=0.2126R+0.7152جي+0.0722ب{\displaystyle Y=0.2126R+0.7152G+0.0722B}

تستخدم الصيغة المستخدمة لحساب الإضاءة في مواصفات Rec. 709 بشكل تعسفي نفس هذه المعاملات، ولكن مع مكونات مضغوطة باستخدام جاما:

Y′=0.2126R′+0.7152جي′+0.0722ب′،{\displaystyle Y'=0.2126R'+0.7152G'+0.0722B',}

حيث يشير الرمز ′ إلى ضغط جاما .

معاملات الإضاءة Rec. 601 مقابل معاملات الإضاءة Rec. 709

158، 0، 79165، 0، 0140، 70، 0
142، 0، 14295، 95، 95100، 100، 0
104، 0، 20858، 116، 0
0، 0، 2550، 119، 0
0.91.1820، 112، 1120، 118، 59
قيم RGB لألوان مثال لها نفس الإضاءة النسبية مثل أغمق لون أساسي (الأزرق) باستخدام الألوان الأساسية الأصلية NTSC (1953) لتصحيح جاما يساوي 2.2.
152، 0، 76156، 0، 0122، 61، 0
137، 0، 13777، 77، 7780، 80، 0
102، 0، 20444، 88، 0
0، 0، 2550، 90، 0
0، 76، 1520، 86، 860، 90، 45
قيم RGB لألوان نموذجية لها نفس الإضاءة النسبية لأغمق لون أساسي (الأزرق) باستخدام BT.709 ألوان أساسية لتصحيح جاما يساوي 2.2.

بالنسبة للتنسيقات الرقمية التي تتبع معيار CCIR 601 (أي معظم تنسيقات التعريف الرقمي القياسي)، يتم حساب الإضاءة باستخدام هذه الصيغة:

Y601′=0.299R′+0.587جي′+0.114ب′{\displaystyle Y'_{\text{601}}=0.299R'+0.587G'+0.114B'}

تستخدم التنسيقات التي تتبع توصية ITU-R BT. 709 (أي معظم تنسيقات الوضوح العالي الرقمي) صيغة مختلفة:

Y709′=0.2126R′+0.7152جي′+0.0722ب′{\displaystyle Y'_{\text{709}}=0.2126R'+0.7152G'+0.0722B'}

تستخدم أنظمة التلفزيون عالي الوضوح الحديثة معاملات 709، بينما قد تستخدم تنسيقات التلفزيون عالي الوضوح الانتقالية 1035i (MUSE) معاملات SMPTE 240M :

Y240′=0.212R′+0.701جي′+0.087ب′=Y145′{\displaystyle Y'_{\text{240}}=0.212R'+0.701G'+0.087B'=Y'_{\text{145}}}

تتوافق هذه المعاملات مع المعايير الأساسية SMPTE RP 145 (المعروفة أيضًا باسم "SMPTE C") المستخدمة في وقت إنشاء المعيار. [ 5 ]

يهدف تغيير معاملات الإضاءة إلى توفير معاملات "صحيحة نظريًا" تعكس الألوان القياسية المقابلة للألوان الأساسية: الأحمر والأخضر والأزرق. مع ذلك، ثمة جدلٌ حول هذا القرار. [ 6 ] يتطلب اختلاف معاملات الإضاءة تحويل إشارات المكونات بين معيارَي Rec. 601 وRec. 709 للحصول على ألوان دقيقة. في الأجهزة الاستهلاكية، قد تُستغنى عن المصفوفة اللازمة لإجراء هذا التحويل (لتقليل التكلفة)، مما ينتج عنه ألوان غير دقيقة.

أخطاء الإضاءة والسطوع

الصورة الأصلية بدون تقليل دقة الألوان. تكبير بنسبة 200%.
الصورة بعد أخذ عينات الألوان الفرعية - يمكن رؤية الخطأ في الإضاءة على شكل شريط داكن بين اللون الأخضر والأرجواني.

كذلك، قد لا توفر معاملات الإضاءة (لوما) في معيار Rec. 709 بالضرورة أداءً أفضل. فبسبب الفرق بين الإضاءة (لوما) والإضاءة النسبية، لا تمثل الإضاءة (لوما) الإضاءة في الصورة بدقة. ونتيجةً لذلك، قد تؤثر أخطاء اللون (كروما) على الإضاءة. فالإضاءة (لوما) وحدها لا تمثل الإضاءة بدقة تامة؛ إذ تتطلب الإضاءة الدقيقة كلاً من الإضاءة (لوما) واللون (كروما) بدقة. لذا، تتسرب أخطاء اللون (كروما) إلى إضاءة الصورة.

لاحظ تداخل درجات الإضاءة قرب الحواف. نظرًا للاستخدام الواسع لتقنية أخذ عينات اللون الفرعية ، تحدث أخطاء في اللون عادةً عند انخفاض دقته/عرض نطاقه. هذا الانخفاض في عرض النطاق، بالإضافة إلى مكونات اللون عالية التردد، قد يُسبب أخطاءً مرئية في الإضاءة. مثال على مكون لون عالي التردد هو الخط الفاصل بين الشريطين الأخضر والأرجواني في نمط اختبار أشرطة ألوان SMPTE . يمكن رؤية خطأ الإضاءة على شكل شريط داكن يظهر في هذه المنطقة. [ 7 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 دليل الهندسة EG 28، "مسرد مشروح للمصطلحات الأساسية للإنتاج الإلكتروني"، SMPTE، 1993.
  2. 1 2 بوينتون، تشارلز (2003). "الملحق أ - يُعتبر كل من YUV والسطوع ضارين". خوارزميات وواجهات الفيديو الرقمي والتلفزيون عالي الوضوح (ملف PDF) . سان فرانسيسكو: مورغان كوفمان.
  3. 1 2 3 drewbatgit (2021-01-07). "حول فيديو YUV - تطبيقات Win32" . learn.microsoft.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2023-10-27 .
  4. 1 2 Telestream (2017). مساحات الألوان المختلفة - أو كيف تسوء المستويات (ملف PDF) . Telestream.
  5. ↑ بوينتون، تشارلز (2003). الفيديو الرقمي والوضوح العالي: الخوارزميات والواجهات . مورغان كوفمان. ISBN 978-1-55860-792-7.
  6. ↑ بوينتون، تشارلز (1998). "السطوع، واللمعان، والهجرة إلى البث التلفزيوني الرقمي" . poynton.ca . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27-10-2023 .
  7. ↑ بوينتون، تشارلز (2004). "الإضاءة الثابتة" . poynton.ca . تم الاطلاع عليه بتاريخ 27-10-2023 .