1. Úvod
Na nedávných výstavách různé společnosti definují standardy barevného gamutu pro své displeje odlišně, jako je NTSC, sRGB, Adobe RGB, DCI-P3 a BT.2020. Tato nesrovnalost ztěžuje přímé porovnání dat barevného gamutu mezi různými společnostmi a někdy se panel s 65% barevným gamutem zdá živější než panel se 72% barevným gamutem, což způsobuje značný zmatek mezi publikem. S pokrokem technologie vstupuje na trh více kvantových teček (QD) a OLED televizorů s širokým barevným gamutem. Mohou zobrazovat výjimečně živé barvy. Proto bych rád poskytl vyčerpávající přehled standardů barevného gamutu v zobrazovacím průmyslu, doufám, že pomůžu profesionálům v oboru.
2. Koncepce a výpočet barevného gamutu
Nejprve si představíme koncept barevného gamutu. V zobrazovacím průmyslu označuje barevný gamut rozsah barev, které může zařízení zobrazit. Čím větší je barevný gamut, tím širší rozsah barev může zařízení zobrazit a tím je schopnější zobrazovat obzvláště živé barvy (čisté barvy). Obecně je barevný gamut NTSC pro typické televizory kolem 68 % až 72 %. Televizor s barevným gamutem NTSC větším než 92 % je považován za televizor s vysokou sytostí barev/širokým barevným gamutem (WCG), kterého se obvykle dosahuje pomocí technologií, jako je QLED s kvantovými tečkami, OLED nebo podsvícení s vysokou saturací barev.
Pro lidské oko je vnímání barev vysoce subjektivní a je nemožné přesně ovládat barvy pouhým okem. Při vývoji produktu, designu a výrobě musí být barva kvantifikována, aby se dosáhlo přesnosti a konzistence reprodukce barev. V reálném světě tvoří barvy viditelného spektra největší barevný gamutový prostor, který obsahuje všechny barvy viditelné lidským okem. Pro vizuální znázornění konceptu barevného gamutu vytvořila Mezinárodní komise pro osvětlení (CIE) diagram chromatičnosti CIE-xy. Barevné souřadnice jsou standardem CIE pro kvantifikaci barev, což znamená, že jakákoli barva v přírodě může být reprezentována jako bod (x, y) na chromatickém diagramu.
Níže uvedený diagram ukazuje chromatický diagram CIE, kde jsou všechny barvy v přírodě obsaženy v oblasti ve tvaru podkovy. Trojúhelníková oblast v diagramu představuje barevný gamut. Vrcholy trojúhelníku jsou primární barvy (RGB) zobrazovacího zařízení a barvy, které mohou být tvořeny těmito třemi primárními barvami, jsou obsaženy v trojúhelníku. Je zřejmé, že kvůli rozdílům v primárních barevných souřadnicích různých zobrazovacích zařízení se poloha trojúhelníku mění, což má za následek různé barevné gamuty. Čím větší je trojúhelník, tím větší je barevný gamut. Vzorec pro výpočet barevné škály je:
Gamut=ASALCD×100 %
kde ALCD představuje plochu trojúhelníku tvořeného primárními barvami měřeného LCD displeje a AS představuje plochu standardního trojúhelníku základních barev. Barevný gamut je tedy procentuální poměr plochy barevné škály displeje k ploše standardního trojúhelníku barevné škály, přičemž rozdíly vznikají především z definovaných souřadnic primární barvy a použitého barevného prostoru. Primárními barevnými prostory, které se v současnosti používají, jsou barevný prostor CIE 1931 xy a barevný prostor CIE 1976 u'v'. Barevný gamut vypočítaný v těchto dvou prostorech se mírně liší, ale rozdíl je malý, takže následující úvod a závěry jsou založeny na barevném prostoru CIE 1931 xy.
Pointer's Gamut představuje rozsah skutečných povrchových barev viditelných lidským okem. Tento standard byl navržen na základě výzkumu Michaela R. Pointera (1980) a zahrnuje sbírku skutečných odražených barev (nesamosvítících) v přírodě. Jak je znázorněno na obrázku, tvoří nepravidelný gamut. Pokud může barevný gamut displeje plně pokrýt Ukazatelův gamut, je považován za schopný přesně reprodukovat barvy přirozeného světa.
Různé standardy barevného gamutu
Standard NTSC
Standard barevného gamutu NTSC je jedním z nejstarších a nejrozšířenějších standardů v zobrazovacím průmyslu. Pokud produkt nespecifikuje, který standard barevného gamutu se řídí, obecně se předpokládá, že používá standard NTSC. NTSC znamená National Television Standards Committee, který tento standard barevného gamutu ustanovil v roce 1953. Jeho souřadnice jsou následující:
Barevný gamut NTSC je mnohem širší než barevný gamut sRGB. Převodní vzorec mezi nimi je „100 % sRGB = 72 % NTSC“, což znamená, že oblasti 100 % sRGB a 72 % NTSC jsou ekvivalentní, nikoli že se jejich barevné gamuty zcela překrývají. Vzorec pro převod mezi NTSC a Adobe RGB je „100 % Adobe RGB = 95 % NTSC“. Mezi těmito třemi je nejširší barevný gamut NTSC, následuje Adobe RGB a poté sRGB.
Standardní barevný gamut sRGB/Rec.709
sRGB (standardní červená zelená modrá) je protokol barevného jazyka vyvinutý společnostmi Microsoft a HP v roce 1996, aby poskytoval standardní metodu pro definování barev, umožňující konzistentní reprezentaci barev na displejích, tiskárnách a skenerech. Většina zařízení pro získávání digitálního obrazu podporuje standard sRGB, jako jsou digitální fotoaparáty, videokamery, skenery a monitory. Kromě toho téměř všechna tisková a projekční zařízení podporují standard sRGB. Standard barevného gamutu Rec.709 je shodný s sRGB a lze jej považovat za ekvivalent. Aktualizovaný standard Rec.2020 má širší primární barevný gamut, o kterém bude řeč později. Primární barevné souřadnice pro standard sRGB jsou následující:
sRGB je absolutní standard pro správu barev, protože jej lze jednotně převzít od fotografování a skenování až po zobrazení a tisk. Vzhledem k omezením doby, kdy byl definován, je však standard barevného gamutu sRGB relativně malý a pokrývá přibližně 72 % barevného gamutu NTSC. V dnešní době mnoho televizorů snadno překročí 100% barevný gamut sRGB.
Adobe RGB Color Gamut Standard
Adobe RGB je profesionální standard barevného gamutu vyvinutý s pokrokem fotografické technologie. Má širší barevný prostor než sRGB a byl navržen společností Adobe v roce 1998. Zahrnuje barevný gamut CMYK, který v sRGB není přítomen, a poskytuje bohatší barevné přechody. Pro profesionály v oblasti tisku, fotografie a designu, kteří potřebují přesné úpravy barev, jsou vhodnější displeje využívající barevný gamut Adobe RGB. CMYK je barevný prostor založený na míchání pigmentů, běžně používaný v polygrafickém průmyslu a zřídka v průmyslu displejů.
Standardní barevný gamut DCI-P3
Standard DCI-P3 barevného gamutu byl definován organizací Digital Cinema Initiatives (DCI) a vydán Společností filmových a televizních inženýrů (SMPTE) v roce 2010. Používá se hlavně pro televizní systémy a kina. Standard DCI-P3 byl původně navržen pro kino projektory. Primární barevné souřadnice pro standard DCI-P3 jsou následující:
Standard DCI-P3 sdílí stejné modré primární souřadnice s sRGB a Adobe RGB. Jeho červená primární souřadnice odpovídá 615nm monochromatickému laseru, který je živější než primární červený NTSC. Zelená primární barva DCI-P3 je ve srovnání s Adobe RGB/NTSC mírně nažloutlá, ale živější. Oblast primárního barevného gamutu DCI-P3 je asi 90 % standardu NTSC.
Rec.2020/BT.2020 Standard Color Gamut
Rec.2020 je standard televize s ultra vysokým rozlišením (UHD-TV), který zahrnuje specifikace barevného gamutu. S pokrokem technologie se televizní rozlišení a barevný gamut neustále zlepšují, takže tradiční standard Rec.709 je nedostatečný. Rec.2020, navržený Mezinárodní telekomunikační unií (ITU) v roce 2012, má oblast barevného gamutu téměř dvakrát větší než Rec.709. Primární barevné souřadnice pro Rec.2020 jsou následující:
Standard Rec.2020 barevného gamutu pokrývá celé standardy sRGB a Adobe RGB. Pouze asi 0,02 % barevných gamutů DCI-P3 a NTSC 1953 spadá mimo barevný gamut Rec.2020, což je zanedbatelné. Rec.2020 pokrývá 99,9 % gamutu Pointer's, což z něj dělá největší standard barevného gamutu mezi diskutovanými. S pokrokem technologie a rozšířeným přijetím UHD televizorů bude standard Rec.2020 postupně převládat.
Závěr
Tento článek nejprve představil definici a metodu výpočtu barevného gamutu, poté podrobně popsal běžné standardy barevného gamutu v zobrazovacím průmyslu a porovnal je. Z hlediska oblasti je poměr velikosti těchto standardů barevného gamutu následující: Rec.2020 > NTSC > Adobe RGB > DCI-P3 > Rec.709/sRGB. Při porovnávání barevných gamutů různých displejů je klíčové použít stejný standard a barevný prostor, abyste se vyhnuli slepému porovnávání čísel. Doufám, že tento článek pomůže profesionálům v oboru displejů. Pro více informací o profesionálních LED displejích prosímkontaktujte RTLEDexpertní tým.
Čas odeslání: 15. července 2024