Qizil. Yashil. Ko’k.

Kompyuter ekrani rangli tasvirni qanday qilib ko’rsatadi? O’zi rang tushunchasi xotirada qanday saqlanadi? Nima uchun aynan qizil, yashil va ko’k ranglar tanlangan?

Bugun biz Sizlar bilan kompyuter ekrani haqida suhbat quramiz. Yuqorida keltirilgan savollar ko’pchilik fikrida paydo bo’lgan bo’lsa kerak. Bugun ayni shu savollarga javob izlaymiz. Fizika va metematikaning IT dunyosida yana bir o’rni haqida bilib olamiz.

Rang o’zi nima?

Rang nimaligini aniqlash uchun biz fizikaning maktab programmasidagi Optika bo’limiga murojaat etamiz. Optika fizikaning yorugʻlikning tabiatini, yorugʻlik hodisalari qonuniyatlarini, yorugʻlik bilan moddalarning oʻzaro taʼsirini oʻrganadigan boʻlimi. Ayni shu bo’lim ko’zimiz ilg’ay oladigan va ilg’ay olmaydigan nurlarning atrof muhitga ta’sirini, ularning bizning ongda qanday qilib ranglarga aylanishini o’rganadi.

Qisqa qilib aytganda...

Juda qisqa va sodda so’z bilan aytganda atrof muhit aslida ranglardan iborat emasdir — ranglar faqatgina bizning ongda paydo bo’ladi, ya’ni biror jismga yorug’lik tushganida jismning sirti shu tushgan yorug’likning ma’lumo qismini o’zidan qaytaradi va qolganini esa yutib yuboradi. Jism sirtidan qaytgan nur bizning ko’zimizga keladi va miya tomonidan biror rang sifatida qabul qilinadi. Bining ayni sababi shundaki, qaytuvchi nur to’lqinlar intensivligi (shiddati, jadalligi, qizg’inligi) har doim har xil bo’ladi. Shuning uchun ham kunduzi qip-qizil ko’ringan lola, kechasi bizning ko’zimizga qora bo’lib ko’rinadi, chunki lola sirtiga tushuvchi nur kechasi kunduzgidan o’ta kam bo’ladi.

Bu to’lqinlar intensivligi juda har xildir, shuning hisobiga bizning ko’zimiz har xil ranglarni ilg’ay oladi. Lekin ularning orasida uchta asosiy, intensivligi o’ta baland bo’lgan to’lqinlar mavjud: Qizil, Yashil, Ko’k.

Ayni shu ranglar odam e’tiborini o’ziga har doim juda kuchli tortadi. Yam-yashil daraxtlar, qip-qizil lolazorlar, ko’m-ko’k dengiz. Odamlar rasmda bo’ladimi, hayotdami shu sanab o’tilgan ranglarni birinchi bo’lib aniqlaydilar. Shuning uchun ham o’z vebsaytlarida kompaniyalar Sizga nimanidir tez sotmoqchi bo’lishsa — “Sotib olish” tugmalarini yoki qizil, yoki yashil rangda belgilashadi. Bu bilan Sizning e’tiboringizga shu tugmani tezroq berishga harakat qilishadi.

Ekranda esa hammasi ancha murakkab

Kompyuter ekranida chiroyli olmaning tasvirini ko’rsatishga kelganda odamzod oldida katta muammo paydo bo’lgan... Hayotda qizil olmaning qizilligini odamning o’zi ilg’aydi — unga bu ishda tabiiy yorug’lik yordam beradi. Lekin kompyuter ekrani esa yassi jismdir. Uning sirtida yorug’likning ayni qizil qismini qaytaruvchi retseptorlarni ishlatib bo’lmaydi, chunki bir soniyadan so’ng ayni shu sirt yam-yashil o’tlarni ko’rsatishi kerak bo’lib qolishi mumkin. Qurilma shunday bo’lishi kerak ediki — u o’zidan tayyor ranglarni ishlab chiqarishi kerak bo’lib qoldi. Buning uchun kompyuter ekrani o’zidan nur chiqarishi, va kerakli intensivlikni ta’minlab berishi kerak bo’ldi.

Fizikadan biz bilgan uch rang (qizil, yashil, ko’k) asos sifatida olingan. Ya’ni kompyuter ekrani juda mayda bo’lgan uchta lampochkadan iboratdir. Bu uch lampochkalar — Subpiksel (inglizcha — subpixel) deb ataladi. Uchta subpiksel birlashi piksel (pixel)ni tashkil qiladi. Kompyuter ekrani esa shu piksellarning bir necha milliontasini o’ziga qamraydi.

Endi yanayam qizig’i boshlanadi

Hop, biz uchta rangni ekran ichiga qo’yib oldik, endi nima? Bu uchovi hali biz bilgan hamma ranglar emas-ku?

To’g’ri, endi shu joyida matematika yordamga keladi. U nima deydi? U aytadi-ki — “Keling endi har bir subpikselni har xil darajada yoqib-o’chiramiz. Odamlar miyasi esa shu uch xil yongan rangni birlashtirb o’ziga to’g’irlab olaveradi!”

Kompyuter o’z xotirasida rasmni mayda piksellarga bo’lib saqlaydi. Har bir piksel uchta subpikselning yoqilish darajasini 0dan 255gacha bo’lgan oraliqda saqlaydi. Agarda xotirada rgb(0,0,0) turgan bo’lsa, kompyuter ekrani joriy pikseldagi subpiksellarni umuman yoqmaydi, va biz qora rangni ko’ramiz. Aksincha, agar rgb(255, 255, 255) turgan bo’lsa, pikseldada hamma subpiksellar 100% yoqiladi va biz oq rangni ko’ramiz. Hammasi shu tartibda ketaveradi — rgb(255, 0, 0) — qizil rangni, rgb(0, 255, 0) — yashil rangni va rgb(0, 0, 255) — ko’k rangni beradi. boshqa ranglar uchun shu oraliqlar o’zgarib boradi.

Quyidagi videoda SlowMo Guys ismli YouTube kanalida ekranning ma’lumot chiqarishini sekinlashitirib va kattalashtirib ko’rsatilgan.

Xulosa

Ana ko’rdingizmi, birgina olma rasmini chiqarib berish uchun kompyuer qanday katta ishlarni bajarib chiqishi kerak! Yanayam qizig'i shundaki, bu jarayonlarning hammasi matematika va fizikaga juda to'liq asoslangan.

Ilm izlashdan to’xtamang!

@app_hbs