RGB 는 거의 자연색상 그대로 표현하기 위해서는 각각 8비트의 크기가 필요하다.

R=8비트, G=8비트, B=8비트 이면 모두 224, 즉 16,000,000 가지의 색상을 표현할 수 있다.

그리고 모두 8비트 만으로 표현되는 시스템에서는 R=3비트, G=3비트, B=2비트를 할당하여 256가지 색상을 표현한다.

이와 같이 제한된 비트를 가지는 시스템에서는 일반적으로 사람 눈이 가장 둔감한 파랑색에 비트수를 적게 할당한다.

그래버 보드에서 입력 받는 신호는 각각 8비트의 데이터다.

즉 거의 자연색상 그대로 표현할 수 있다. 하지만 로봇축구를 셋팅 하다 보면 한쪽에서 패치(색상값)를 잃는 경우가 많다.

그 이유는 빛에 있다. 경기장에 고루 빛이 동일한 양이 반사되는 것이 아니고, 카메라의 위치도 2m 이상의 높이에 정 중앙에 한대에서 경기장의 모든 정보를 나타내기 때문에 외곽 부분으로 갈수록 빛의 반사가 달라지는 현상을 볼 수 있다.

이러한 이유에서 RGB 를 YUV 값으로 변환하여 사용을 한다. 그 이유는 YUV 방식은 TV에 사용되는 색 표현방식이다.

YUV방식은 사람의 눈이 색상보다는 밝기에 민감하다는 사실에 착안한 방식으로, 색을 밝기(Luminance)인 Y성분과 색상(Chrominance)인 U와 V 성분으로 구분한다. Y성분은 오차에 민감하므로 색상성분인 U와 V보다 많은 비트를 코딩한다. 전형적인 Y:U:V의 비율은 4:2:2 이다. YUV 방식은 CD-I와 DYI (Digital Video Interactive)에서도 사용된다.

만일 RGB 값이 주어졌을 경우,

YUV 값은 => Y = 0.3R + 0.59G + 0.11B U = (B-Y) x 0.493 V = (R-Y) x 0.877

반대로 YUV값이 주어졌을 경우,

RGB값은 => R = Y + 0.956U + 0.621V G = Y + 0.272U + 0.647V B = Y + 1.1061U + 1.703V

즉 빛에 둔감한 칼라 정보라고 판단이 되어 YUV신호로 변환하여 사용하고 있다.

이점에도 문제점은 있다. RGB를 덧셈과 곱셈으로 데이터를 변환하다 보니 데이터 손실이 있을 수 있다.

그래서 정확한 YUV신호인가를 신뢰 할 수 없는 상황이 발생할 수 있다는 단점이 있다. 경험상(주관적이지만) RGB신호를 쓰는 것 보다는 YUV신호로 변환하여 사용하였을 때 더욱 패치를 안정적으로 잡을 수 있었다.

(2001년도에 HITECH VER1.0(충청지역 로봇축구 대회 대학부 3위)이 RGB신호를 사용하여 패치를 하였으나 빛(반사)이 다르게 분포할 경우 패치를 잃는 형상을 보였다.)

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색의 표현

출처: 유니텔 소프트웨어동 ---

RGB 방식

거의 자연색상 그대로 표현하기 위해서는 각각 8비트의 크기가 필요하다. R=8비트, G=8비트, B=8비트 이면 모두 224, 즉 16,000,000 가지의 색상을 표현할 수 있다. 그리고 모두 8비트 만으로 표현되는 시스템에서는 R=3비트, G=3비트, B=2비트를 할당하여 256가지 색상을 표현한다. 이와 같이 제한된 비트를 가지는 시스템에서는 일반적으로 사람 눈이 가장 둔감한 파랑색에 비트수를 적게 할당한다.

HSB 방식

HSB (Hue-Saturation-Brightness) 또는 HSL (....-Lightness) 방식은 색을 휘도, 포화도, 명도로 나타낸다. 휘도는 색상원상의 각도, 즉 0。~360。의 값으로 특정한 색깔을 나타낸다. (ex. 빨강색은 0。, 노랑색은 60。). 명도는 0~100% (명도100%는 흰색, 0%는 검은색). 그리고 포화도는 색깔정도를 비율로 나타내며, 포화도 100%는 원래색, 0%는 흰색, 검은색, 회색을 나타낸다.

Lab Color

Lab Color는 Centre Internationale dEclairage (CIE)에서 만든 컬러 모델이다. Lab Color의 가장 큰 목적은 같은 색이라 해도 출력 장치에 따라 다르게 나오는 단점을 보완하는 것. 출력 장치에 따른 색의 차이를 완전히 없애는 것은 근본적으로 불가능하다. 다만 그 차이를 최소한으로 줄이는 것이 중요하다. Lab 시스템은 CIE에서 이전에 사용해 왔던 CIE 모델을 기본으로 발표된 것으로 xyz 3개의 축상에서 입체적으로 색을 표현할 수 있다.

L (Luminosity) 축은 밝기를 나타내고 A는 green에서 magenta 까지의 보색, B는 blue에서 yellow 까지의 보색이 나타난다. A와 B는 색상 (Hue)에 관한 정보를 가지고 있고 L축은 색의 밝기에 관한 모든 정보를 가지고 있다.

포토샵에서 Lab 컬러 시스템이 유용한 곳은 PostScript Level2를 지원하는 프린터를 사용할 경우, Photo CD 이미지를 읽을 경우, 색상 (Hue)의 값을 유지하면서 밝기를 바꾸고 싶은 경우, 컬러 이미지를 그레이스케일로 바꾸고 싶을 경우 등 이다.

HSB 시스템과 유사점이 있으나 Lab 시스템이 나타낼 수 있는 폭이 더 넓다. Lab 시스템에서 L값을 조절하면 Hue의 값에 영향을 미치지 않지만 HSB 시스템에서 보면 B (Brightness)로는 나타낼 수 없는 범위가 생긴다. 이 때문에 Hue 값이 바뀌게 된다. (Lab 시스템에서 L의 값을 바꿔 HSB 시스템으로 전환한 후 값의 변화를 살피면 확인할 수 있을 것이다.) 이것은 L과 B의 근본적인 차이에서 기인. Lab 시스템이 나타낼 수 있는 범위가 더 넓기는 하지만 실제 작업에서는 사용할 수 없고 HSB 시스템을 주로 사용하게 된다.

RGB 값에서 Luminosity 값을 구하는 공식은 다음과 같다.

Luminosity = 0.39 X Red + 0.59 X Green + 0.11 X Blue

YUV 방식

YUV와 YIQ는 TV에 사용되는 색 표현방식이다. YUV방식은 사람의 눈이 색상보다는 밝기에 민감하다는 사실에 착안한 방식으로, 색을 밝기(Luminance)인 Y성분과 색상(Chrominance)인 U와 V 성분으로 구분한다. Y성분은 오차에 민감하므로 색상성분인 U와 V보다 많은 비트를 코딩한다. 전형적인 Y:U:V의 비율은 4:2:2 이다. YUV 방식은 CD-I와 DYI (Digital Video Interactive)에서도 사용된다.

만일 RGB 값이 주어졌을 경우,

YUV 값은 =>

Y = 0.3R + 0.59G + 0.11B

U = (B-Y) x 0.493

V = (R-Y) x 0.877

반대로 YUV값이 주어졌을 경우,

RGB값은 =>

R = Y + 0.956U + 0.621V

G = Y + 0.272U + 0.647V

B = Y + 1.1061U + 1.703V

YIQ 방식 YIQ 방식은 YUV방식과 비슷하지만 다른 공식을 사용한다. 이는 색을 NTSC (National Television Systems Committee) 신호로 인코딩하기 위해 사용한다. RGB값이 주어졌을 경우,

YIQ값은 =>

Y = 0.30R + 0.59G + 0.11B

I = 0.60R + 0.28G + 0.32B

Q = 0.21R - 0.52G + 0.31B  

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