1. Въведение
На последните изложения различни компании определят стандартите за цветова гама по различен начин за своите дисплеи, като NTSC, sRGB, Adobe RGB, DCI-P3 и BT.2020. Това несъответствие прави предизвикателство директното сравняване на данните за цветовата гама в различни компании и понякога панел с 65% цветова гама изглежда по-жизнен от такъв със 72% цветова гама, причинявайки значително объркване сред публиката. С напредването на технологиите на пазара навлизат повече телевизори с квантови точки (QD) и OLED телевизори с широки цветови гами. Те могат да показват изключително ярки цветове. Ето защо бих искал да предоставя изчерпателно обобщение на стандартите за цветова гама в индустрията на дисплеите, надявайки се да помогна на професионалистите в индустрията.
2. Концепция и изчисляване на цветовата гама
Първо, нека представим понятието цветова гама. В индустрията на дисплеите цветовата гама се отнася до диапазона от цветове, които едно устройство може да показва. Колкото по-голяма е цветовата гама, толкова по-широка гама от цветове може да показва устройството и толкова по-способно е да показва особено ярки цветове (чисти цветове). Като цяло цветовата гама NTSC за типичните телевизори е около 68% до 72%. Телевизор с NTSC цветова гама, по-голяма от 92%, се счита за телевизор с висока цветова наситеност/широка цветова гама (WCG), обикновено постигнат чрез технологии като QLED, OLED с квантови точки или задно осветяване с висока наситеност на цветовете.
За човешкото око цветовото възприятие е силно субективно и е невъзможно точно да се контролират цветовете само с око. При разработването, проектирането и производството на продукта цветът трябва да бъде количествено определен, за да се постигне точност и последователност при възпроизвеждането на цветовете. В реалния свят цветовете от видимия спектър представляват най-голямото пространство на цветовата гама, съдържащо всички цветове, видими за човешкото око. За да представи визуално концепцията за цветовата гама, Международната комисия по осветление (CIE) създаде диаграмата на цветността CIE-xy. Координатите на цветността са стандартът на CIE за количествено определяне на цвета, което означава, че всеки цвят в природата може да бъде представен като точка (x, y) на диаграмата на цветността.
Диаграмата по-долу показва диаграмата на цветността на CIE, където всички цветове в природата се съдържат в зоната с форма на подкова. Триъгълната област в рамките на диаграмата представлява цветовата гама. Върховете на триъгълника са основните цветове (RGB) на устройството за показване и цветовете, които могат да бъдат образувани от тези три основни цвята, се съдържат в триъгълника. Очевидно, поради разликите в координатите на основния цвят на различните устройства за показване, позицията на триъгълника варира, което води до различни цветови гами. Колкото по-голям е триъгълникът, толкова по-голяма е цветовата гама. Формулата за изчисляване на цветовата гама е:
Гама=ASALCD×100%
където ALCD представлява площта на триъгълника, образуван от основните цветове на измервания LCD дисплей, а AS представлява площта на стандартен триъгълник от основни цветове. По този начин цветовата гама е процентното съотношение на площта на цветовата гама на дисплея към площта на стандартния триъгълник на цветовата гама, като разликите произтичат главно от дефинираните първични цветови координати и използваното цветово пространство. Основните цветови пространства, които се използват в момента, са CIE 1931 xy цветово пространство и CIE 1976 u'v' цветово пространство. Цветовата гама, изчислена в тези две пространства, се различава леко, но разликата е незначителна, така че следващото въведение и заключения се основават на пространството за цветност на CIE 1931 xy.
Gamut на показалеца представлява гамата от реални повърхностни цветове, видими за човешкото око. Този стандарт е предложен въз основа на изследване на Майкъл Р. Пойнтер (1980) и обхваща колекцията от реално отразени цветове (несамосветещи) в природата. Както е показано на диаграмата, той образува неравномерна гама. Ако цветовата гама на дисплея може напълно да обхване гамата на показалеца, той се счита за способен да възпроизвежда точно цветовете на естествения свят.
Различни стандарти за цветова гама
NTSC стандарт
Стандартът за цветова гама NTSC е един от най-ранните и най-широко използвани стандарти в индустрията на дисплеите. Ако даден продукт не уточнява кой стандарт за цветова гама следва, обикновено се приема, че използва стандарта NTSC. NTSC означава Националният комитет по телевизионни стандарти, който установи този стандарт за цветова гама през 1953 г. Неговите координати са както следва:
Цветовата гама NTSC е много по-широка от цветовата гама sRGB. Формулата за преобразуване между тях е „100% sRGB = 72% NTSC“, което означава, че областите от 100% sRGB и 72% NTSC са еквивалентни, а не че техните цветови гами се припокриват напълно. Формулата за преобразуване между NTSC и Adobe RGB е „100% Adobe RGB = 95% NTSC“. Сред трите цветовата гама NTSC е най-широка, следвана от Adobe RGB и след това sRGB.
sRGB/Rec.709 Стандартна цветова гама
sRGB (стандартно червено зелено синьо) е протокол за цветови език, разработен от Microsoft и HP през 1996 г., за да осигури стандартен метод за дефиниране на цветове, позволяващ последователно цветово представяне на дисплеи, принтери и скенери. Повечето устройства за получаване на цифрови изображения поддържат sRGB стандарта, като цифрови фотоапарати, видеокамери, скенери и монитори. Освен това почти всички печатащи и прожекционни устройства поддържат sRGB стандарта. Стандартът за цветова гама Rec.709 е идентичен на sRGB и може да се счита за еквивалентен. Актуализираният стандарт Rec.2020 има по-широка основна цветова гама, която ще бъде обсъдена по-късно. Основните цветови координати за sRGB стандарта са както следва:
sRGB е абсолютният стандарт за управление на цветовете, тъй като може да бъде еднакво възприет от фотография и сканиране до показване и печат. Въпреки това, поради ограниченията на времето, когато е дефиниран, стандартът за цветова гама sRGB е сравнително малък, покривайки приблизително 72% от цветовата гама на NTSC. В днешно време много телевизори лесно надхвърлят 100% sRGB цветова гама.
Стандартна цветова гама на Adobe RGB
Adobe RGB е професионален стандарт за цветова гама, разработен с напредъка на фотографската технология. Той има по-широко цветово пространство от sRGB и е предложен от Adobe през 1998 г. Той включва цветовата гама CMYK, която не присъства в sRGB, осигурявайки по-богати цветови градации. За професионалисти в печата, фотографията и дизайна, които се нуждаят от прецизни настройки на цветовете, дисплеите, които използват цветовата гама на Adobe RGB, са по-подходящи. CMYK е цветово пространство, базирано на смесване на пигменти, често използвано в печатарската индустрия и рядко в индустрията на дисплеите.
Стандартна цветова гама DCI-P3
Стандартът за цветова гама DCI-P3 беше дефиниран от Digital Cinema Initiatives (DCI) и пуснат от Обществото на киноинженерите и телевизионните инженери (SMPTE) през 2010 г. Той се използва главно за телевизионни системи и кина. Стандартът DCI-P3 първоначално е предназначен за кинопроектори. Основните цветови координати за стандарта DCI-P3 са както следва:
Стандартът DCI-P3 споделя една и съща основна синя координата със sRGB и Adobe RGB. Неговата червена първична координата е тази на 615nm монохроматичен лазер, който е по-ярък от червения първичен NTSC. Основният зелен цвят на DCI-P3 е леко жълтеникав в сравнение с Adobe RGB/NTSC, но по-жив. Основната цветова гама на DCI-P3 е около 90% от стандарта NTSC.
Rec.2020/BT.2020 Стандарт за цветова гама
Rec.2020 е стандарт за телевизия с ултра висока разделителна способност (UHD-TV), който включва спецификации на цветовата гама. С напредъка на технологиите телевизионната разделителна способност и цветовата гама продължават да се подобряват, което прави традиционния стандарт Rec.709 неадекватен. Rec.2020, предложен от Международния съюз по телекомуникации (ITU) през 2012 г., има площ на цветовата гама почти два пъти по-голяма от Rec.709. Координатите на основния цвят за Rec.2020 са както следва:
Стандартът за цветова гама Rec.2020 покрива всички стандарти sRGB и Adobe RGB. Само около 0,02% от цветовите гами DCI-P3 и NTSC 1953 попадат извън цветовата гама Rec.2020, което е незначително. Rec.2020 покрива 99,9% от гамата на Pointer, което го прави най-големият стандарт за цветова гама сред обсъжданите. С напредъка на технологиите и широкото приемане на UHD телевизори, стандартът Rec.2020 постепенно ще става все по-разпространен.
Заключение
Тази статия първо въвежда дефиницията и метода за изчисляване на цветовата гама, след това подробно описва общите стандарти за цветова гама в индустрията на дисплеите и ги сравнява. От гледна точка на областта съотношението на размера на тези стандарти за цветова гама е както следва: Rec.2020 > NTSC > Adobe RGB > DCI-P3 > Rec.709/sRGB. Когато сравнявате цветовите гами на различни дисплеи, е изключително важно да използвате същия стандарт и цветово пространство, за да избегнете сляпото сравняване на числа. Надявам се тази статия да е полезна за професионалистите в индустрията на дисплеите. За повече информация относно професионални LED дисплеи, молясвържете се с RTLEDекспертен екип.
Време на публикуване: 15 юли 2024 г