RGB

섬네일|빔 스플리터로 사용된 CD 커버로 시연된 가산 혼합
섬네일|RGB로 가산 혼합을 시연하는 다이어그램

RGB 색 모형(RGB color model)은 빨강, 녹색, 파랑 빛의 원색을 다양한 방식으로 혼합하여 광범위한 색을 재현하는 가산 색 모델이다. 이 모델의 이름은 세 가지 가산 원색인 빨강(red), 녹색(green), 파랑(blue)의 머리글자에서 유래한다.

RGB 색 모델의 주요 목적은 텔레비전 및 컴퓨터와 같은 전자 시스템에서 이미지를 감지, 표현 및 표시하는 것이지만, 기존의 사진술 및 유색 조명에도 사용되었다. 전자 시대 이전에 RGB 색 모델은 이미 인간의 색채 지각에 기반한 확고한 이론을 가지고 있었다.

RGB는 장치 종속적인 색 모델이다. 다른 장치는 주어진 RGB 값을 다르게 감지하거나 재현하는데, 이는 색상 요소(예: 형광체 또는 염료)와 개별 빨강, 녹색, 파랑 수준에 대한 반응이 제조업체마다, 심지어 동일한 장치에서도 시간이 지남에 따라 다르기 때문이다. 따라서 RGB 값은 일종의 색 관리 없이 장치마다 동일한 색상을 정의하지 않는다.

일반적인 RGB 입력 장치는 컬러 TV 및 비디오 카메라, 이미지 스캐너, 디지털 카메라이다. 일반적인 RGB 출력 장치는 다양한 기술의 TV 세트(CRT, LCD, 플라스마, OLED, 퀀텀닷 등), 컴퓨터 및 휴대 전화 디스플레이, 영상 프로젝터, 다색 LED 디스플레이 및 점보트론과 같은 대형 스크린이다. 반면에 프린터는 RGB 장치가 아니라 일반적으로 CMYK를 사용하는 감산 혼합 장치이다.

가산 혼합

섬네일|왼쪽|가산 혼합: 원색 빛을 흰 표면에 투사하면 두 빛이 겹치는 부분에 간색이 나타나고, 세 가지 원색을 동일한 강도로 혼합하면 흰색이 된다.
RGB로 색을 만들기 위해서는 세 가지 광선(빨강, 녹색, 파랑)이 중첩되어야 한다(예를 들어 검은색 화면에서 방출되거나 흰색 화면에서 반사됨). 세 가지 광선 각각을 해당 색상의 구성 요소라고 부르며, 각각은 완전히 꺼진 상태에서 완전히 켜진 상태까지 임의의 강도를 가질 수 있다.

RGB 색 모델은 서로 다른 색상(주파수)의 광선이 공간에서 중첩될 때 빛 스펙트럼이 파장별로 합쳐져 결과적인 총 스펙트럼을 형성한다는 점에서 가산적이다. 이는 감산 혼합 모델, 특히 CMY 색 모델과 대조되며, 이는 페인트, 잉크, 염료 및 색상이 보이는 빛의 특정 구성 요소(주파수)를 반사하는 다른 물질에 적용된다.

가산 모델에서는 예를 들어 세 가지 색상을 중첩하여 얻은 결과 스펙트럼이 평탄하면, 빛이 망막에 직접 입사할 때 사람의 눈은 흰색을 인식한다. 이는 지각되는 결과 스펙트럼이 염료로 착색된 표면과 같은 반사 표면이 방출하는 것인 감산 모델과 극명한 대조를 이룬다. 염료는 자신을 제외한 모든 색상을 걸러낸다. 두 가지 혼합된 염료는 공통적인 색상 구성 요소를 제외한 모든 색상을 걸러낸다. 예를 들어 노랑과 시안 사이의 공통 구성 요소인 녹색, 마젠타와 노랑 사이의 공통 구성 요소인 빨강, 마젠타와 시안 사이의 공통 구성 요소인 청자색이 있다. 마젠타, 시안, 노랑 사이에는 공통적인 색상 구성 요소가 없으므로, 결과 스펙트럼은 영의 강도를 나타내며 검정색이 된다.

각 구성 요소의 강도가 0이면 가장 어두운 색상(빛 없음, 검정으로 간주됨)이 나타나고, 각 구성 요소의 강도가 최대이면 하양색이 나타난다. 이 흰색의 품질은 원색 광원의 특성에 따라 달라지지만, 적절히 균형을 맞추면 시스템의 백색점과 일치하는 중성 흰색이 된다. 모든 구성 요소의 강도가 같으면 결과는 회색 음영이 되며, 강도에 따라 더 어둡거나 밝아진다. 강도가 다르면 결과는 유색의 색상이 되며, 사용된 원색 강도 중 가장 강한 것과 가장 약한 것의 차이에 따라 채도가 높거나 낮아진다.

하나의 구성 요소가 가장 강한 강도를 가질 때, 색상은 이 원색에 가까운 색조(붉은색, 녹색, 푸른색)이며, 두 구성 요소가 동일하게 가장 강한 강도를 가질 때, 색상은 간색의 색조(시안, 마젠타, 노랑의 음영)이다. 간색은 동일한 강도의 두 원색의 합으로 형성된다: 시안은 녹색+파랑, 마젠타는 파랑+빨강, 노랑은 빨강+녹색이다. 모든 간색은 하나의 원색의 보색이다: 시안은 빨강의 보색, 마젠타는 녹색의 보색, 노랑은 파랑의 보색이다. 모든 원색이 동일한 강도로 혼합되면 결과는 흰색이다.

RGB 색 모델 자체는 빨강, 녹색, 파랑이 색채학적으로 무엇을 의미하는지 정의하지 않으므로, 이들을 혼합한 결과는 절대적인 것이 아니라 원색에 상대적으로 지정된다. 빨강, 녹색, 파랑 원색의 정확한 색도가 정의될 때, 색 모델은 sRGB 또는 어도비 RGB 색 공간과 같은 절대 색 공간이 된다.

빨강, 녹색, 파랑 선택을 위한 물리적 원리
오른쪽|섬네일|sRGB 원색과 같은 원색 집합은 색 삼각형을 정의한다. 이 삼각형 내의 색상만 원색의 혼합으로 재현될 수 있다. 따라서 색 삼각형 외부의 색상은 회색으로 표시된다. sRGB의 원색과 D65 백색점이 표시되어 있다. 배경 그림은 CIE 1931 색 공간의 CIE xy 색도 다이어그램이다.
원색의 선택은 인간의 눈의 생리적 특징과 관련이 있다. 좋은 원색은 인간 망막의 원추세포가 다른 파장의 빛에 반응하는 차이를 최대화하여 큰 색 삼각형을 만드는 자극이다.

정상적인 인간의 눈에 있는 세 가지 종류의 빛에 민감한 광수용체(원추세포)는 노란색(장파장 또는 L), 녹색(중파장 또는 M), 보라색(단파장 또는 S) 빛에 가장 잘 반응한다(최대 파장 각각 약 570 nm, 540 nm, 440 nm). 세 가지 종류에서 수신되는 신호의 차이는 뇌가 다양한 색역의 다른 색상을 구별하게 해주며, (전반적으로) 황록색 빛과 녹색에서 주황색 영역의 색조 차이에 가장 민감하게 반응한다.

예를 들어, 주황색 범위의 파장(대략 577 nm ~ 597 nm)이 눈에 들어와 망막을 때린다고 가정해 보자. 이 파장의 빛은 망막의 중파장 및 장파장 원추세포를 모두 활성화시키지만 동일하게는 아니다. 장파장 세포가 더 많이 반응할 것이다. 반응의 차이는 뇌에 의해 감지될 수 있으며, 이 차이가 주황색에 대한 우리의 지각의 기초가 된다. 따라서, 물체의 주황색 외관은 물체에서 나오는 빛이 우리 눈에 들어와 다른 원추세포를 동시에 다른 정도로 자극함으로써 발생한다.

세 가지 원색을 사용하는 것만으로는 모든 색상을 재현하기에 충분하지 않다. 원색의 색도로 정의된 색 삼각형 내의 색상만 비음의 빛을 가산 혼합하여 재현할 수 있다.

RGB 색 모델 이론 및 사용 역사
RGB 색 모델은 19세기 초중반 토머스 영과 헤르만 폰 헬름홀츠가 개발한 삼색형 색채 지각 이론과 제임스 클러크 맥스웰이 이 이론을 정교화한 색 삼각형(1860년경)에 기반을 두고 있다.

사진술
초기 컬러 사진술에서 RGB를 사용한 첫 번째 실험은 1861년 맥스웰 자신이 수행했으며, 세 가지 색 필터링된 별개의 촬영본을 결합하는 과정이 포함되었다. 컬러 사진을 재현하려면 어두운 방에서 스크린에 세 개의 일치하는 투영이 필요했다.

가산 RGB 모델과 주황-녹색-보라색과 같은 변형은 20세기 초 오토크롬 컬러 플레이트와 졸리 컬러 스크린 및 패짓 프로세스와 같은 다른 스크린 플레이트 기술에도 사용되었다. 세 개의 개별 플레이트를 촬영하는 컬러 사진술은 1909년부터 1915년까지 러시아의 세르게이 프로쿠딘고르스키와 같은 다른 선구자들도 사용했다.Photographer to the Tsar: Sergei Mikhailovich Prokudin-Gorskii Library of Congress. 이러한 방법은 약 1960년까지 비용이 많이 들고 극도로 복잡한 삼색 카브로 오토타이프 공정을 사용하여 지속되었다.

사용될 때, 세 플레이트 사진의 인쇄물 재현은 상보적인 CMYK 모델을 사용하여 염료 또는 안료로 수행되었으며, 단순히 필터링된 촬영본의 네거티브 플레이트를 사용했다. 빨강을 반전하면 시안 플레이트가 되고, 그 반대도 마찬가지이다.

텔레비전
실용적인 전자 TV가 개발되기 전인 1889년 러시아 제국에서는 이미 기계적으로 스캔되는 컬러 시스템에 대한 특허가 있었다. 컬러 텔레비전의 선구자 존 로지 베어드는 1928년 세계 최초의 RGB 컬러 전송을 시연했으며, 1938년 런던에서는 세계 최초의 컬러 방송도 선보였다. 그의 실험에서는 컬러화된 바퀴를 돌리는 방식으로 스캔과 디스플레이가 기계적으로 이루어졌다.John Logie Baird, Television Apparatus and the Like, U.S. patent, filed in U.K. in 1928.Baird Television: Crystal Palace Television Studios. Previous color television demonstrations in the U.K. and U.S. had been via closed circuit.

CBS는 1940년에 실험적인 RGB 필드 순차식 컬러 시스템을 시작했다. 이미지는 전기적으로 스캔되었지만, 이 시스템은 여전히 움직이는 부품을 사용했다. 즉, 수직 스캔과 동기화되어 1,200rpm 이상으로 회전하는 투명한 RGB 컬러 휠이었다. 카메라와 음극선관(CRT)은 모두 단색이었다. 색상은 카메라와 수신기의 컬러 휠에서 제공되었다."CBS Demonstrates Full Color Television," Wall Street Journal, Sept. 5, 1940, p. 1. 최근에는 텍사스 인스트루먼트 흑백 DLP 이미저를 기반으로 하는 필드 순차식 프로젝션 TV 수신기에서 컬러 휠이 사용되었다.

컬러 CRT 디스플레이를 위한 현대적인 RGB 섀도우 마스크 기술은 1938년 독일의 베르너 플레히시히(Werner Flechsig)가 특허를 받았다.

개인용 컴퓨터
1970년대 후반과 1980년대 초반의 개인용 컴퓨터인 애플 II 및 VIC-20는 컴포지트 비디오를 사용했다. 코모도어 64 및 아타리 8비트 제품군는 S 비디오 파생 제품을 사용한다. IBM은 1981년 IBM PC용으로 컬러 그래픽스 어댑터(CGA)와 함께 16색 구성(4비트 – 빨강, 녹색, 파랑, 강도 각각 1비트)을 도입했으며, 나중에 1984년 강화 그래픽 어댑터(EGA)로 개선되었다. PC용 트루컬러 그래픽 카드(TARGA)의 첫 번째 제조업체는 1987년 트루비전이었지만, 1987년 비디오 그래픽스 어레이(VGA)가 출시되어서야 RGB가 인기를 얻게 되었다. 이는 주로 어댑터와 모니터 간의 연결에서 아날로그 신호가 매우 넓은 범위의 RGB 색상을 허용했기 때문이다. 사실, 원래 VGA 카드는 EGA와 마찬가지로 팔레트 기반이었지만 VGA보다 더 많은 자유도를 가졌기 때문에 몇 년 더 기다려야 했지만, VGA 커넥터가 아날로그였기 때문에 나중에 VGA의 변형(비공식적으로 슈퍼 VGA라고 불리는 다양한 제조업체에서 만든)이 결국 트루컬러를 추가했다. 1992년에는 잡지들이 트루컬러 슈퍼 VGA 하드웨어를 대대적으로 광고했다.

RGB 장치
RGB와 디스플레이
섬네일|컬러 CRT의 단면도: 1. 전자총 2. 전자빔 3. 초점 코일 4. 편향 코일 5. 애노드 연결 6. 표시된 이미지의 빨강, 녹색, 파랑 부분을 위한 빔 분리 마스크 7. 빨강, 녹색, 파랑 영역이 있는 형광체 층 8. 화면의 형광체 코팅된 내부면 확대
섬네일|RGB 픽셀로 구성된 색상환
섬네일|CRT 모니터의 RGB 형광체 점
섬네일|LCD TV의 RGB 서브픽셀(오른쪽: 주황색과 파란색, 왼쪽: 확대)

RGB 색 모델의 일반적인 응용 분야 중 하나는 텔레비전, 컴퓨터 모니터 또는 대형 스크린과 같은 음극선관(CRT), 액정 디스플레이(LCD), 플라스마 디스플레이 또는 OLED 디스플레이에 색상을 표시하는 것이다. 화면의 각 화소는 세 개의 작고 매우 가깝지만 여전히 분리된 RGB 광원을 구동하여 구성된다. 일반적인 시청 거리에서는 개별 광원이 구별되지 않아 눈은 이를 특정 단일 색상으로 해석한다. 직사각형 화면 표면에 배열된 모든 픽셀이 컬러 이미지를 구성한다.

디지털 화상 처리 과정에서 각 화소는 주기억장치 또는 인터페이스 하드웨어(예: 그래픽 카드)에 빨강, 녹색, 파랑 색 구성 요소의 이진 값으로 표현될 수 있다. 적절히 관리되면 이러한 값은 일부 장치의 본질적인 비선형성을 보정하기 위한 감마 보정을 통해 강도 또는 전압으로 변환되어, 의도된 강도가 디스플레이에 재현된다.

샤프에서 출시한 쿼트론은 RGB 색상을 사용하고 노랑을 서브픽셀로 추가하여 사용 가능한 색상 수를 늘린다고 주장한다.

비디오 전자공학

RGB는 또한 비디오 전자 산업에서 사용되는 컴포넌트 비디오 신호의 유형을 지칭하는 용어이다. 이 신호는 빨강, 녹색, 파랑의 세 가지 신호로 구성되며, 세 개의 별도 케이블/핀으로 전달된다. RGB 신호 형식은 종종 흑백 비디오용 RS-170 및 RS-343 표준의 수정된 버전을 기반으로 한다. 이 유형의 비디오 신호는 유럽에서 널리 사용되는데, 이는 표준 SCART 커넥터로 전달될 수 있는 최고 품질의 신호이기 때문이다. 이 신호는 RGBS로 알려져 있지만 (4개의 BNC/RCA 종단 케이블도 존재함), 컴퓨터 모니터에 사용되는 RGBHV (일반적으로 15핀 D-sub 또는 5개의 BNC 커넥터로 종단된 15핀 케이블로 전달됨)와 직접 호환되며, 별도의 수평 및 수직 동기 신호를 전달한다.

유럽 이외 지역에서는 RGB가 비디오 신호 형식으로 그리 인기가 없다. 대부분의 비유럽 지역에서는 S-Video가 그 자리를 차지한다. 그러나 전 세계 거의 모든 컴퓨터 모니터는 RGB를 사용한다.

비디오 프레임버퍼
프레임버퍼는 소위 비디오 메모리(비디오 RAM 또는 유사한 집적 회로 칩 배열로 구성됨)에 데이터를 저장하는 컴퓨터용 디지털 장치이다. 이 데이터는 (아날로그 모니터용) 세 개의 디지털-아날로그 변환회로(DAC)로, 각 원색마다 하나씩 또는 직접 디지털 모니터로 전송된다. 소프트웨어에 의해 구동되는 중앙 처리 장치(또는 기타 특수 칩)는 이미지 정의에 필요한 적절한 바이트를 비디오 메모리에 기록한다. 최신 시스템은 R, G, B 구성 요소 각각에 8비트를 할당하여 픽셀 색상 값을 인코딩한다. RGB 정보는 픽셀 비트 자체로 직접 전달되거나, 인덱스 컬러 그래픽 모드가 사용되는 경우 별도의 컬러 룩업 테이블(CLUT)에서 제공될 수 있다.

CLUT는 특정 색상을 정의하는 R, G, B 값을 저장하는 특수 RAM이다. 각 색상은 고유한 주소(인덱스)를 가지고 있다. 이미지가 필요할 때 해당 특정 색상을 제공하는 설명적인 참조 번호로 간주할 수 있다. CLUT의 내용은 색상 팔레트와 매우 유사하다. 인덱스 색상을 사용하는 이미지 데이터는 CLUT 내의 주소를 지정하여 각 특정 픽셀에 필요한 R, G, B 값을 한 번에 하나씩 제공한다. 물론 표시하기 전에 CLUT는 렌더링할 각 이미지에 필요한 색상 팔레트를 정의하는 R, G, B 값으로 로드되어야 한다. 일부 비디오 응용 프로그램은 이러한 팔레트를 PAL 파일에 저장하며 (에이지 오브 엠파이어 게임은 예를 들어 6개 이상의 팔레트를 사용한다디렉토리 검색을 통해) 화면에서 CLUT를 결합할 수 있다.

RGB24 및 RGB32
이 간접적인 방식은 이미지 CLUT에서 사용 가능한 색상 수를 제한한다. 일반적으로 256의 세제곱(세 가지 색 채널에 0~255 값을 갖는 8비트)이지만, RGB24 CLUT 테이블의 각 색상은 R, G, B 원색 각각에 대해 256개의 코드를 나타내는 8비트만 가지므로 총 16,777,216가지 색상이 가능하다. 그러나 장점은 인덱스 컬러 이미지 파일이 각 원색에 대해 픽셀당 8비트만 사용하는 경우보다 훨씬 작을 수 있다는 것이다.

그러나 현대의 저장 장치는 훨씬 저렴하여 이미지 파일 크기를 최소화할 필요성이 크게 줄었다. 빨강, 녹색, 파랑 강도의 적절한 조합을 사용하면 많은 색상을 표시할 수 있다. 현재 일반적인 디스플레이 어댑터는 각 픽셀에 최대 24비트 정보를 사용한다. 세 가지 구성 요소에 8비트씩 곱한 값이다(아래 숫자 표현 섹션 참조 (24비트 = 2563, 각 원색 값은 0-255 범위의 8비트)). 이 시스템으로 R, G, B 값의 16,777,216가지(2563 또는 224) 개별 조합이 허용되어 수백만 가지의 다양한(반드시 구별 가능한 것은 아님) 색상, 채도 및 광도 음영을 제공한다. 증가된 음영은 다양한 방식으로 구현되었으며, .png 및 .tga 파일과 같은 일부 형식은 마스킹 레이어로 네 번째 회색조 색상 채널을 사용하는데, 이를 종종 RGB32라고 한다.

가장 어두운 색상부터 가장 밝은 색상까지 적당한 밝기 범위를 가진 이미지의 경우, 원색당 8비트는 좋은 품질의 이미지를 제공하지만, 극단적인 이미지는 원색당 더 많은 비트와 고급 디스플레이 기술을 필요로 한다. 더 자세한 정보는 고명암 대비(HDR) 이미징을 참조하라.

비선형성

고전적인 CRT 장치에서, 가속된 전자의 충격으로 인한 형광 스크린 상의 특정 지점의 밝기는 전자총 제어 격자에 가해지는 전압에 비례하지 않고, 그 전압의 확장 함수에 비례한다. 이 편차의 양은 감마 값()으로 알려져 있으며, 이 동작을 밀접하게 설명하는 멱법칙 함수의 인자이다. 선형 응답은 감마 값 1.0으로 주어지지만, 실제 CRT의 비선형성은 약 2.0에서 2.5 사이의 감마 값을 갖는다.

마찬가지로, TV 및 컴퓨터 디스플레이 장치의 출력 강도는 적용된 R, G, B 전기 신호(또는 디지털-아날로그 변환기를 통해 이를 구동하는 파일 데이터 값)에 직접 비례하지 않는다. 일반적인 표준 2.2 감마 CRT 디스플레이에서 입력 강도 RGB 값 (0.5, 0.5, 0.5)은 전체 밝기 (1.0, 1.0, 1.0)의 약 22%만 출력하며, 50%가 아니다. 올바른 응답을 얻기 위해 이미지 데이터 인코딩 시 감마 보정이 사용되며, 장치의 색상 보정 과정의 일부로 추가 보정이 있을 수 있다. 감마는 컬러 TV뿐만 아니라 흑백 TV에도 영향을 미친다. 표준 컬러 TV에서는 방송 신호가 감마 보정된다.

RGB와 카메라
섬네일|오른쪽|디지털 이미지 센서의 화소 배열에 적용된 베이어 필터 색 필터 배열

1990년대 이전에 제작된 컬러 텔레비전 및 비디오 카메라에서는 입사광이 프리즘과 필터에 의해 세 가지 RGB 원색으로 분리되어 각 색상이 별도의 비디오 카메라 튜브(또는 픽업 튜브)로 공급되었다. 이 튜브들은 CRT 디스플레이의 그것과 혼동해서는 안 되는 일종의 음극선관이다.

1980년대 상업적으로 실현 가능한 전하결합소자(CCD) 기술이 등장하면서, 먼저 픽업 튜브가 이 종류의 센서로 교체되었다. 나중에는 더 큰 규모의 집적 전자공학이 적용되어(주로 소니에 의해), 중간 광학 장치를 단순화하고 심지어 제거하여 가정용 비디오 카메라의 크기를 줄였고, 결국 완전한 캠코더의 개발로 이어졌다. 현재의 웹캠과 카메라가 장착된 휴대 전화는 이러한 기술의 가장 소형화된 상업적 형태이다.

CMOS 또는 CCD 이미지 센서를 사용하는 사진용 디지털 카메라는 종종 RGB 모델의 변형으로 작동한다. 베이어 필터 배열에서는 휘도 해상도를 색차 해상도보다 높게 달성하기 위해 녹색에 빨강과 파랑보다 두 배 많은 감지기가 할당된다(1:2:1 비율). 센서는 RGRGRGRG, 다음은 GBGBGBGB, 그리고 이 순서가 다음 행에서 반복되도록 빨강, 녹색, 파랑 감지기의 격자를 가지고 있다. 각 채널에 대해 누락된 픽셀은 디모자이크 과정에서 보간법을 통해 얻어져 완전한 이미지를 구성한다. 또한 카메라 RGB 측정을 sRGB와 같은 표준 색 공간으로 매핑하기 위해 다른 프로세스가 적용되기도 했다.

RGB와 스캐너
컴퓨팅에서 이미지 스캐너는 이미지를 (인쇄된 텍스트, 필기 또는 물체) 광학적으로 스캔하여 컴퓨터로 전송되는 디지털 이미지로 변환하는 장치이다. 평판, 드럼, 필름 스캐너 등 다양한 형식이 존재하며, 대부분 RGB 컬러를 지원한다. 이들은 1920년대부터 1990년대 중반까지 출판 분야에서 사용되었던 초기 전신사진 입력 장치의 후계자로 볼 수 있는데, 이 장치들은 연속적인 스캔라인을 아날로그 진폭 변조 신호로 표준 전화선을 통해 적절한 수신기로 보낼 수 있었다. 컬러 전신사진은 세 개의 분리된 RGB 필터링 이미지를 연속적으로 전송했다.

현재 사용 가능한 스캐너는 일반적으로 이미지 센서로 CCD 또는 밀착형 이미지 센서(CIS)를 사용하며, 구형 드럼 스캐너는 광전자 배증소자를 이미지 센서로 사용했다. 초기 컬러 필름 스캐너는 할로젠등과 삼색 필터 휠을 사용하여 단일 컬러 이미지를 스캔하는 데 세 번의 노출이 필요했다. 발열 문제, 특히 스캔되는 필름의 잠재적 손상이 가장 심각한 문제였기 때문에, 이 기술은 나중에 컬러 LED와 같은 비발열 광원으로 대체되었다.

숫자 표현


섬네일|주요 125가지 색상의 십육진법 8비트 RGB 표현
RGB 색 모델에서 색상은 빨강, 녹색, 파랑이 각각 얼마나 포함되어 있는지를 나타냄으로써 설명된다. 색상은 RGB 삼중항 (r,g,b)으로 표현되며, 각 구성 요소는 0에서 정의된 최대값까지 변할 수 있다. 모든 구성 요소가 0이면 검정색이 되고, 모든 구성 요소가 최대이면 가장 밝게 표현 가능한 흰색이 된다.

이러한 범위는 여러 가지 방식으로 정량화될 수 있다.

 0에서 1까지의 범위에서 그 사이의 모든 소수 값. 이 표현은 이론적 분석 및 부동소수점 표현을 사용하는 시스템에서 사용된다.
 각 색상 구성 요소 값은 0%에서 100%까지의 백분율로도 작성될 수 있다.
 컴퓨터에서는 구성 요소 값이 종종 0에서 255 사이의 부호 없는 정수로 저장되는데, 이는 단일 8비트 바이트가 제공할 수 있는 범위이다. 이러한 값은 종종 십진수 또는 십육진법 숫자로 표현된다.
 고급 디지털 이미지 장비는 각 원색에 대해 0..1023(10비트), 0..65535(16비트) 또는 그 이상의 더 큰 정수 범위를 처리할 수 있으며, 24비트(세 개의 8비트 값)를 32비트, 48비트 또는 64비트 단위(특정 컴퓨터의 워드 크기와는 다소 독립적)로 확장한다.

예를 들어, 가장 밝은 채도의 빨강은 다른 RGB 표기법으로 다음과 같이 작성된다.

{| class="wikitable"
! 표기법
! RGB 삼중항
|-
| 산술
| (1.0, 0.0, 0.0)
|-
| 백분율
| (100%, 0%, 0%)
|-
| 채널당 디지털 8비트
| (255, 0, 0) #FF0000 (십육진수)
|-
| 채널당 디지털 12비트
| (4095, 0, 0) #FFF000000
|-
| 채널당 디지털 16비트
| (65535, 0, 0) #FFFF00000000
|-
| 채널당 디지털 24비트
| (16777215, 0, 0) #FFFFFF000000000000
|-
| 채널당 디지털 32비트
| (4294967295, 0, 0) #FFFFFFFF0000000000000000
|}

많은 환경에서 범위 내의 구성 요소 값은 선형적으로 관리되지 않는다(즉, 숫자가 나타내는 강도와 비선형적으로 관련된다). 예를 들어 디지털 카메라와 TV 방송 및 수신에서는 감마 보정으로 인해 그렇다. 선형 및 비선형 변환은 종종 디지털 이미지 처리로 처리된다. 감마 보정이 사용되는 경우 구성 요소당 8비트만으로도 충분하다고 간주된다.

다음은 RGB 공간과 HSI 공간(색상, 채도, 강도: HSI 색 공간) 간의 수학적 관계이다.

이면 이다.

색 깊이

RGB 색 모델은 컴퓨팅에서 색상을 인코딩하는 가장 일반적인 방법 중 하나이며, 여러 가지 디지털 표현이 사용되고 있다. 이들 모두의 주요 특징은 각 구성 요소의 가능한 값(양자화)을 특정 범위 내의 정수만 사용하여 샘플링하는 것으로, 일반적으로 0부터 2의 거듭제곱 마이너스 1(2n - 1)까지의 범위로 하여 특정 비트 그룹에 맞춘다. 채널당 1, 2, 4, 5, 8, 16비트 인코딩이 일반적으로 발견되며, RGB 색상에 사용되는 총 비트 수는 일반적으로 색 깊이라고 불린다.

기하학적 표현

섬네일|RGB 색 모델을 정육면체에 매핑한 그림. 수평 x축은 빨간색 값이 왼쪽으로 증가하고, y축은 파란색 값이 오른쪽 아래로 증가하며, 수직 z축은 녹색 값이 위쪽으로 증가한다. 원점인 검은색은 보이지 않는 꼭짓점이다.

색상은 RGB 모델뿐만 아니라 CIELAB 및 YUV와 같은 다른 색 모델에서도 일반적으로 세 가지 구성 요소로 정의되므로, 구성 요소 값을 데카르트 좌표로 처리하여 유클리드 공간에서 3차원 부피를 설명한다. RGB 모델의 경우, 이는 0-1 범위 내의 비음수 값을 사용하여 정육면체로 표현되며, 꼭짓점 (0, 0, 0)에 검정색을 할당하고, 세 축을 따라 강도 값이 증가하여 검정색의 대각선 반대편 꼭짓점 (1, 1, 1)에 흰색이 위치한다.

RGB 삼중항 (r,g,b)은 정육면체 또는 그 면, 또는 그 모서리 내의 주어진 색상 점의 3차원 좌표를 나타낸다. 이 접근 방식은 두 개의 주어진 RGB 색상 간의 색상 유사성을 단순히 그들 사이의 유클리드 거리를 계산하여 계산할 수 있게 한다. 거리가 짧을수록 유사성이 높다. 색역 외 계산도 이런 방식으로 수행될 수 있다.

웹 페이지 디자인의 색상

처음에 대부분의 비디오 하드웨어의 제한된 색 깊이는 넷스케이프 컬러 큐브로 정의된 216가지 RGB 색상의 제한된 색상 팔레트를 만들었다. 웹 안전 색상 팔레트는 빨강, 녹색, 파랑이 각각 여섯 가지 값(16진수): #00, #33, #66, #99, #CC 또는 #FF(위에서 논의된 각 값에 대한 0에서 255 범위 기준) 중 하나를 가질 수 있는 216(63)가지 조합으로 구성된다. 이 16진수 값은 십진수로 0, 51, 102, 153, 204, 255이며, 강도 측면에서는 0%, 20%, 40%, 60%, 80%, 100%에 해당한다. 이는 216가지 색상을 6차원 정육면체로 나누는 데는 적절해 보인다. 그러나 감마 보정이 없어 표준 2.5 감마 CRT/LCD에서 인지되는 강도는 0%, 2%, 10%, 28%, 57%, 100%에 불과하다. 생성된 색상의 대부분이 매우 어둡다는 시각적 확인을 위해 실제 웹 안전 색상 팔레트를 참조하라.적절한 감마 보정이 적용된 색상과 그렇지 않은 색상을 비교하려면 다음을 참조하라. 

24비트 디스플레이의 보급으로 HTML RGB 색상 코드의 1,670만 가지 색상을 사용하는 것이 대부분의 시청자에게 더 이상 문제가 되지 않는다. HTML용 sRGB 색 공간(장치 독립적인 색 공간)은 HTML 3.2에서 공식적으로 인터넷 표준으로 채택되었다. 비록 그 이전부터 사용되어 왔지만 말이다. 모든 이미지와 색상은 sRGB로 해석되며(다른 색 공간이 지정되지 않는 한) 모든 현대 디스플레이는 이 색 공간을 표시할 수 있다(브라우저 또는 운영 체제에 색상 관리가 내장되어 있음).

CSS의 구문은 다음과 같다:

 rgb(#,#,#)

여기서 #은 각각 빨강, 녹색, 파랑의 비율과 같다. 이 구문은 "background-color:" 또는 (텍스트의 경우) "color:"와 같은 선택자 뒤에 사용할 수 있다.

현대 CSS에서는 넓은 색역 색상이 가능하며, 2023년부터 모든 주요 브라우저에서 지원된다.

예를 들어, DCI-P3 색 공간의 색상은 다음과 같이 표시될 수 있다.

 color(display-p3 # # #)

여기서 #은 각각 빨강, 녹색, 파랑의 비율을 0.0에서 1.0으로 나타낸다.

색 관리

특히 전문 환경에서 색상을 올바르게 재현하려면 생산 과정에 관련된 모든 장치(그중 많은 장치가 RGB를 사용함)의 색상 관리가 필요하다. 색상 관리는 일반적인 생산 주기 동안 장치 독립적(sRGB, XYZ, L*a*b*) 및 장치 종속적 색 공간(RGB 및 기타, 컬러 인쇄용 CMYK 등) 간에 여러 투명한 변환을 발생시켜, 전체 과정에서 색상 일관성을 보장한다. 창의적인 처리와 함께 디지털 이미지에 대한 이러한 개입은 색상 정확도와 이미지 세부 사항을 손상시킬 수 있으며, 특히 색역이 줄어드는 경우 더욱 그렇다. 전문 디지털 장치와 소프트웨어 도구는 48bpp(채널당 16비트) 이미지를 조작하여 이러한 손상을 최소화한다.

어도비 포토샵과 같은 ICC 프로파일 호환 응용 프로그램은 색 공간 간 색 변환 시 CIELAB 색 공간 또는 CIE 1931 색 공간을 프로파일 연결 공간으로 사용한다.

RGB 모델과 휘도-색차 형식 관계
NTSC용 YIQ, PAL용 YUV, SÉCAM용 YDbDr, 컴포넌트 비디오용 YPbPr 등 다양한 TV 및 비디오 표준에서 사용되는 모든 휘도-색차 형식은 색차 신호를 사용한다. 이를 통해 RGB 컬러 이미지를 방송/녹화용으로 인코딩하고 나중에 다시 RGB로 디코딩하여 표시할 수 있다. 이러한 중간 형식은 기존 흑백 TV 형식과의 호환성을 위해 필요했다. 또한, 이러한 색차 신호는 전체 RGB 신호에 비해 더 낮은 데이터 대역폭을 필요로 한다.

마찬가지로, JPEG 및 MPEG와 같은 현재의 고효율 디지털 컬러 이미지 데이터 압축 방식은 RGB 컬러를 내부적으로 YPbPr 기반의 디지털 휘도-색차 형식인 YCbCr 형식으로 저장한다. YCbCr을 사용하면 컴퓨터가 색차 채널에서 손실 크로마 서브샘플링(일반적으로 4:2:2 또는 4:1:1 비율)을 수행하여 결과 파일 크기를 줄일 수 있다.

 같이 보기 

 CMY 색 모델
 CMYK
 색 이론
 컬러 밴딩
 보색
 DCI-P3 – RGB를 사용하여 정의되지만 YCbCr 또는 RGB로 신호화될 수 있음
 색상 팔레트 목록
 ProPhoto RGB 색 공간
 RG 색 모델
 RGBA 색 공간
 ScRGB
 TSL 색 공간

 각주 

 외부 링크 

 RGB 믹서
 시연용 색 변환 애플릿

분류:색 공간
분류:1861년 도입