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.NET Framework: 2043. WPF Color의 기본 색 영역은 (sRGB가 아닌) scRGB [링크 복사], [링크+제목 복사]
조회: 4647
글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
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WPF Color의 기본 색 영역은 (sRGB가 아닌) scRGB

재미있는 질문이 올라왔군요. ^^

안녕하세요 rgb 계산 오차가 있는데 원인을 모르겠습니다..
; https://www.sysnet.pe.kr/3/0/5713

간단하게 코드로는 다음과 같이 재현할 수 있습니다.

Color start = Color.FromRgb(0xff, 0, 9);
Color add1 = Color.FromRgb(0, 0, 5);
Color add2 = Color.FromRgb(0, 0, 6);

Color newColor1 = start + add1;
Color newColor2 = start + add2;

System.Diagnostics.Trace.WriteLine($"{newColor1.R}, {newColor1.G}, {newColor1.B}");
System.Diagnostics.Trace.WriteLine($"{newColor2.R}, {newColor2.G}, {newColor2.B}");

/* 출력 결과
255, 0, 14
255, 0, 14
*/

보는 바와 같이 출력 결과가 동일합니다. 왜 이런 결과가 나올까요? ^^ 사실 WPF의 Color는 (외부적으로는 사용하기 쉬우므로) sRGB 체계를 사용하는 듯하지만 내부적으로는 이것을 scRGB 체계로 변환해 연산을 하기 때문입니다.

이를 Color.FromRgb의 소스 코드에서 알 수 있습니다.

public static Color FromArgb(byte a, byte r, byte g, byte b)
{
    Color result = default(Color);
    result.scRgbColor.a = (float)(int)a / 255f;
    result.scRgbColor.r = sRgbToScRgb(r);
    result.scRgbColor.g = sRgbToScRgb(g);
    result.scRgbColor.b = sRgbToScRgb(b);
    result.context = null;
    result.sRgbColor.a = a;
    result.sRgbColor.r = ScRgbTosRgb(result.scRgbColor.r);
    result.sRgbColor.g = ScRgbTosRgb(result.scRgbColor.g);
    result.sRgbColor.b = ScRgbTosRgb(result.scRgbColor.b);
    result.isFromScRgb = false;
    return result;
}

보는 바와 같이 전달된 R, G, B 값을 변환해 scRgbColor에 설정하고 있고, 심지어 sRgbColor 값조차도 전달된 인자를 대입하지 않고 굳이 ScRgbTosRgb를 통해 설정하고 있습니다. 이후 더하기 연산을 할 때는,

public static Color operator +(Color color1, Color color2)
{
    if (color1.context == null && color2.context == null)
    {
        return FromScRgb(color1.scRgbColor.a + color2.scRgbColor.a, color1.scRgbColor.r + color2.scRgbColor.r, color1.scRgbColor.g + color2.scRgbColor.g, color1.scRgbColor.b + color2.scRgbColor.b);
    }

    if (color1.context == color2.context)
    {
        // ... context에 따른 연산...

        return result;
    }

    throw new ArgumentException(MS.Internal.PresentationCore.SR.Get("Color_ColorContextTypeMismatch", null));
}

(context의 기본값이 null이므로) scRgbColor의 rgba 값을 더하는 연산을 합니다. 따라서 처음에 예로 든 코드를 scRGB 기준으로 다시 출력해 보면,

System.Diagnostics.Trace.WriteLine(newColor1);
System.Diagnostics.Trace.WriteLine(newColor2);

/* 출력 결과
sc#2, 1, 0, 0.00424937764
sc#2, 1, 0, 0.00455290452
*/

다르게 나오므로 정상적으로 더하기 연산은 된 것입니다. 단지, scRGB에서의 저런 차이가 sRGB 값으로 바꿀 때 발생하는 연산 손실로 인해 같은 것처럼 보이는 것입니다.

byte b1 = ScRgbTosRgb(0.00424937764);
byte b2 = ScRgbTosRgb(0.00455290452);

System.Diagnostics.Trace.WriteLine(b1); // 14
System.Diagnostics.Trace.WriteLine(b2); // 14

static byte ScRgbTosRgb(float val)
{
    if (!((double)val > 0.0))
    {
        return 0;
    }

    if ((double)val <= 0.0031308)
    {
        return (byte)(255f * val * 12.92f + 0.5f);
    }

    if ((double)val < 1.0)
    {
        return (byte)(255f * (1.055f * (float)Math.Pow(val, 5.0 / 12.0) - 0.055f) + 0.5f);
    }

    return byte.MaxValue;
}

어쩔 수 없습니다. Color space끼리의 변환이 비가역적인 연산이기 때문에 출력에서의 R, G, B는 그에 대한 부분을 감안해야 합니다.




정리해 보면, WPF가 scRGB를 따르므로 원래 연산은 이런 식으로 했어야 합니다.

Color start = Color.FromScRgb(0, 1, 0, 0.0027317428f);
Color add1 = Color.FromScRgb(0, 0, 0, 0.001517635f);
Color add2 = Color.FromScRgb(0, 0, 0, 0.001821162f);

Color newColor1 = start + add1;
Color newColor2 = start + add2;

System.Diagnostics.Trace.WriteLine(newColor1);
System.Diagnostics.Trace.WriteLine(newColor2);

/* 출력 결과
sc#0, 1, 0, 0.00424937764
sc#0, 1, 0, 0.00455290452
*/

저렇게 보면... 전혀 이상한 것이 없죠?~~~ ^^




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[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 8/18/2022]

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댓글 작성자
 



2022-08-19 03시43분
[김기헌] 상세한 글까지 작성해 주시고 너무 감사합니다^^
정수형이 아닌 실수형 체계를 사용하는 이유가 선명도 문제도 그렇고 더 많은 색을 표현하기 위함인 건가요?
[guest]
2022-08-19 09시15분
그 부분은 그래픽에 좀 더 전문가인 분이 답변할 수 있을 것 같습니다. ^^ 저 역시 추측만이 가능합니다.
정성태

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