1. Introduktion
På de seneste udstillinger definerer forskellige virksomheder farveskalastandarder forskelligt for deres skærme, såsom NTSC, sRGB, Adobe RGB, DCI-P3 og BT.2020. Denne uoverensstemmelse gør det udfordrende direkte at sammenligne farveskaladata på tværs af forskellige virksomheder, og nogle gange virker et panel med en 65 % farveskala mere levende end et med en 72 % farveskala, hvilket forårsager betydelig forvirring blandt publikum. Med teknologiens fremskridt kommer flere quantum dot (QD) tv'er og OLED-tv'er med brede farveskalaer på markedet. De kan vise usædvanligt levende farver. Derfor vil jeg gerne give en omfattende oversigt over farveskalastandarder i skærmindustrien i håb om at hjælpe branchefolk.
2. Koncept og beregning af farveskala
Lad os først introducere begrebet farveskala. I skærmindustrien refererer farveskala til det udvalg af farver, som en enhed kan vise. Jo større farveskalaen er, desto bredere kan enheden vise en række farver, og jo bedre er den i stand til at vise særligt levende farver (rene farver). Generelt er NTSC-farveskalaen for typiske tv omkring 68 % til 72 %. Et tv med en NTSC-farveskala på mere end 92 % betragtes som et TV med høj farvemætning/bred farveskala (WCG), normalt opnået gennem teknologier som kvantepunkt-QLED, OLED eller baggrundsbelysning med høj farvemætning.
For det menneskelige øje er farveopfattelse yderst subjektivt, og det er umuligt at kontrollere farver nøjagtigt med øjet alene. I produktudvikling, design og fremstilling skal farve kvantificeres for at opnå nøjagtighed og ensartethed i farvegengivelsen. I den virkelige verden udgør farverne i det synlige spektrum det største farveskala-rum, der indeholder alle de farver, der er synlige for det menneskelige øje. For visuelt at repræsentere begrebet farveskala, etablerede den internationale kommission for belysning (CIE) CIE-xy kromaticitetsdiagrammet. Kromaticitetskoordinaterne er CIE's standard for farvekvantificering, hvilket betyder, at enhver farve i naturen kan repræsenteres som et punkt (x, y) på kromaticitetsdiagrammet.
Diagrammet nedenfor viser CIE-kromaticitetsdiagrammet, hvor alle farver i naturen er indeholdt i det hesteskoformede område. Det trekantede område i diagrammet repræsenterer farveskalaen. Punkterne i trekanten er de primære farver (RGB) på displayenheden, og de farver, der kan dannes af disse tre primære farver, er indeholdt i trekanten. På grund af forskelle i de primære farvekoordinater for forskellige displayenheder varierer trekantens position åbenbart, hvilket resulterer i forskellige farveskalaer. Jo større trekanten, jo større farveskala. Formlen til beregning af farveskalaen er:
Gamut=ASALCD×100 %
hvor ALCD repræsenterer arealet af trekanten dannet af de primære farver på LCD-skærmen, der måles, og AS repræsenterer arealet af en standard trekant af primærfarver. Farveskalaen er således det procentvise forhold mellem arealet af skærmens farveskala og arealet af standardfarveskalatrekanten, med forskelle hovedsageligt opstået fra de definerede primære farvekoordinater og det anvendte farverum. De primære farverum, der aktuelt er i brug, er CIE 1931 xy chromaticity space og CIE 1976 u'v' farverum. Farveskalaen beregnet i disse to rum adskiller sig lidt, men forskellen er mindre, så den følgende introduktion og konklusioner er baseret på CIE 1931 xy kromaticitetsrummet.
Pointer's Gamut repræsenterer rækken af ægte overfladefarver, der er synlige for det menneskelige øje. Denne standard blev foreslået baseret på forskning af Michael R. Pointer (1980) og omfatter samlingen af ægte reflekterede farver (ikke-selvlysende) i naturen. Som vist i diagrammet danner det en uregelmæssig farveskala. Hvis en skærms farveskala fuldt ud kan omfatte Pointer's Gamut, anses den for at være i stand til nøjagtigt at gengive farverne i den naturlige verden.
Forskellige farveskalastandarder
NTSC standard
NTSC-farveskalastandarden er en af de tidligste og mest udbredte standarder i skærmindustrien. Hvis et produkt ikke specificerer, hvilken farveskalastandard det følger, antages det generelt at bruge NTSC-standarden. NTSC står for National Television Standards Committee, som etablerede denne farveskalastandard i 1953. Dens koordinater er som følger:
NTSC-farveskalaen er meget bredere end sRGB-farveskalaen. Konverteringsformlen mellem dem er "100% sRGB = 72% NTSC", hvilket betyder, at områderne med 100% sRGB og 72% NTSC er ækvivalente, ikke at deres farveskalaer fuldstændig overlapper hinanden. Konverteringsformlen mellem NTSC og Adobe RGB er "100% Adobe RGB = 95% NTSC." Blandt de tre er NTSC-farveskalaen den bredeste, efterfulgt af Adobe RGB og derefter sRGB.
sRGB/Rec.709 Farveskala Standard
sRGB (standard Red Green Blue) er en farvesprogsprotokol udviklet af Microsoft og HP i 1996 for at give en standardmetode til at definere farver, hvilket muliggør ensartet farvegengivelse på tværs af skærme, printere og scannere. De fleste digitale billedopsamlingsenheder understøtter sRGB-standarden, såsom digitale kameraer, videokameraer, scannere og skærme. Derudover understøtter næsten alle udskrivnings- og projektionsenheder sRGB-standarden. Rec.709 farveskalastandarden er identisk med sRGB og kan betragtes som ækvivalent. Den opdaterede Rec.2020-standard har en bredere primær farveskala, som vil blive diskuteret senere. De primære farvekoordinater for sRGB-standarden er som følger:
sRGB er den absolutte standard for farvestyring, da den kan anvendes ensartet fra fotografering og scanning til visning og udskrivning. Men på grund af begrænsningerne på det tidspunkt, hvor den blev defineret, er sRGB-farveskalastandarden relativt lille og dækker cirka 72 % af NTSC-farveskalaen. I dag overstiger mange tv let 100 % sRGB-farveskala.
Adobe RGB Color Gamut Standard
Adobe RGB er en professionel farveskalastandard udviklet med avanceret inden for fotografiteknologi. Det har et bredere farverum end sRGB og blev foreslået af Adobe i 1998. Det inkluderer CMYK-farveskalaen, som ikke findes i sRGB, hvilket giver rigere farveovergange. For fagfolk inden for print, fotografering og design, der har brug for præcise farvejusteringer, er skærme, der bruger Adobe RGB-farveskalaen, mere velegnede. CMYK er et farverum baseret på pigmentblanding, almindeligt anvendt i trykkeriindustrien og sjældent i displayindustrien.
DCI-P3 farveskala standard
DCI-P3 farveskalastandarden blev defineret af Digital Cinema Initiatives (DCI) og udgivet af Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE) i 2010. Den bruges hovedsageligt til tv-systemer og biografer. DCI-P3-standarden blev oprindeligt designet til biografprojektorer. De primære farvekoordinater for DCI-P3-standarden er som følger:
DCI-P3-standarden deler den samme blå primære koordinat med sRGB og Adobe RGB. Dens røde primære koordinat er den for en 615nm monokromatisk laser, som er mere levende end den NTSC røde primære. Den grønne primær i DCI-P3 er let gullig sammenlignet med Adobe RGB/NTSC, men mere levende. DCI-P3 primære farveskalaområde er omkring 90 % af NTSC-standarden.
Rec.2020/BT.2020 Color Gamut Standard
Rec.2020 er en Ultra High Definition Television (UHD-TV) standard, der inkluderer farveskalaspecifikationer. Med teknologiens fremskridt fortsætter tv-opløsningen og farveskalaen med at blive bedre, hvilket gør den traditionelle Rec.709-standard utilstrækkelig. Rec.2020, foreslået af International Telecommunication Union (ITU) i 2012, har et farveskalaareal næsten dobbelt så stort som Rec.709. De primære farvekoordinater for Rec.2020 er som følger:
Rec.2020-farveskalastandarden dækker hele sRGB- og Adobe RGB-standarderne. Kun omkring 0,02 % af DCI-P3 og NTSC 1953 farveskalaerne falder uden for Rec.2020 farveskalaen, hvilket er ubetydeligt. Rec.2020 dækker 99,9% af Pointer's Gamut, hvilket gør den til den største farveskalastandard blandt de diskuterede. Med teknologiens fremskridt og den udbredte anvendelse af UHD-tv vil Rec.2020-standarden gradvist blive mere udbredt.
Konklusion
Denne artikel introducerede først definitionen og beregningsmetoden for farveskala, derefter detaljerede de almindelige farveskalastandarder i skærmindustrien og sammenlignede dem. Fra arealperspektivet er størrelsesforholdet mellem disse farveskalastandarder som følger: Rec.2020 > NTSC > Adobe RGB > DCI-P3 > Rec.709/sRGB. Når man sammenligner farveskalaerne for forskellige skærme, er det afgørende at bruge samme standard og farverum for at undgå blind sammenligning af tal. Jeg håber, at denne artikel er nyttig for fagfolk i displayindustrien. For mere information om professionelle LED-skærme, venligstkontakt RTLEDekspert team.
Indlægstid: 15-jul-2024