1. Bevezetés
A közelmúltban megrendezett kiállításokon a különböző cégek eltérően határozzák meg a színskála szabványait a kijelzőikhez, mint például az NTSC, az sRGB, az Adobe RGB, a DCI-P3 és a BT.2020. Ez az eltérés megnehezíti a különböző vállalatok színskála adatainak közvetlen összehasonlítását, és néha egy 65%-os színskálát tartalmazó panel élénkebbnek tűnik, mint a 72%-os színskálájú panel, ami jelentős zavart okoz a közönségben. A technológia fejlődésével egyre több kvantumpontos (QD) tévé és széles színskálájú OLED tévé kerül a piacra. Kivételesen élénk színeket tudnak megjeleníteni. Ezért szeretnék egy átfogó összefoglalót adni a kijelzőipar színskála-szabványairól, remélve, hogy segítséget nyújthatok az iparág szakembereinek.
2. A színskála fogalma és számítása
Először is mutassuk be a színskála fogalmát. A kijelzőiparban a színskála azt a színtartományt jelenti, amelyet az eszköz képes megjeleníteni. Minél nagyobb a színskála, annál szélesebb színtartományt tud a készülék megjeleníteni, és annál inkább képes különösen élénk színek (tiszta színek) megjelenítésére. Általában a tipikus tévék NTSC színskálája 68-72%. A 92%-nál nagyobb NTSC színskálájú tévék nagy színtelítettségű/széles színskálájú (WCG) TV-nek minősülnek, amelyet általában olyan technológiákkal érnek el, mint a kvantumpontos QLED, OLED vagy a magas színtelítettségű háttérvilágítás.
Az emberi szem számára a színérzékelés erősen szubjektív, és lehetetlen a színeket kizárólag szemmel pontosan szabályozni. A termékfejlesztés, tervezés és gyártás során a színt számszerűsíteni kell a színvisszaadás pontosságának és konzisztenciájának elérése érdekében. A való világban a látható spektrum színei alkotják a legnagyobb színskála teret, amely az emberi szem számára látható összes színt tartalmazza. A színskála fogalmának vizuális megjelenítésére a Nemzetközi Világítási Bizottság (CIE) létrehozta a CIE-xy színdiagramot. A színkoordináták a CIE színkvantifikációs szabványa, ami azt jelenti, hogy a természetben lévő bármely szín megjeleníthető pontként (x, y) a színdiagramon.
Az alábbi diagram a CIE színdiagramját mutatja, ahol a természet összes színe a patkó alakú területen belül van. A diagramon belüli háromszög alakú terület a színskálát jelöli. A háromszög csúcsai a megjelenítő eszköz elsődleges színei (RGB), és az e három alapszín által alkotható színek a háromszögben találhatók. Nyilvánvaló, hogy a különböző megjelenítő eszközök elsődleges színkoordinátáinak különbségei miatt a háromszög helyzete eltérő, ami eltérő színtartományt eredményez. Minél nagyobb a háromszög, annál nagyobb a színskála. A színskála kiszámításának képlete a következő:
Színtartomány = ASALCD×100%
ahol az ALCD a mért LCD-kijelző elsődleges színei által alkotott háromszög területét, az AS pedig az elsődleges színek szabványos háromszögének területét jelöli. A színskála tehát a kijelző színskála területének százalékos aránya a szabványos színskála háromszög területének arányában, az eltérések főként a meghatározott elsődleges színkoordinátákból és a használt színtérből adódnak. A jelenleg használt elsődleges színterek a CIE 1931 xy színtér és a CIE 1976 u'v' színtér. Az ebben a két térben számított színskála némileg eltér, de az eltérés csekély, ezért a következő bevezető és következtetések a CIE 1931 xy színtéren alapulnak.
A Pointer's Gamut az emberi szem számára látható valós felületi színek tartományát képviseli. Ezt a szabványt Michael R. Pointer (1980) kutatása alapján javasolta, és magában foglalja a valódi visszavert (nem önvilágító) színek gyűjteményét a természetben. Amint az ábrán látható, szabálytalan tartományt alkot. Ha egy kijelző színskálája teljes mértékben le tudja fedni a Pointer's Gamut, akkor képesnek tekintik a természeti világ színeinek pontos reprodukálására.
Különféle színskála szabványok
NTSC szabvány
Az NTSC színskála szabvány az egyik legkorábbi és legszélesebb körben használt szabvány a kijelzőiparban. Ha egy termék nem határozza meg, hogy melyik színskála szabványt követi, akkor általában az NTSC szabványt használják. Az NTSC a National Television Standards Committee rövidítése, amely 1953-ban létrehozta ezt a színskála szabványt. Koordinátái a következők:
Az NTSC színskála sokkal szélesebb, mint az sRGB színskála. A köztük lévő konverziós képlet a következő: „100% sRGB = 72% NTSC”, ami azt jelenti, hogy a 100% sRGB és 72% NTSC területek egyenértékűek, nem pedig azt, hogy a színskála teljesen átfedi egymást. Az NTSC és az Adobe RGB közötti átváltási képlet a következő: „100% Adobe RGB = 95% NTSC”. A három közül az NTSC színskála a legszélesebb, ezt követi az Adobe RGB, majd az sRGB.
sRGB/Rec.709 színskála szabvány
Az sRGB (standard Red Green Blue) a Microsoft és a HP által 1996-ban kifejlesztett színnyelvi protokoll, amely szabványos módszert biztosít a színek meghatározásához, lehetővé téve a konzisztens színmegjelenítést a kijelzők, nyomtatók és szkennerek között. A legtöbb digitális képrögzítő eszköz támogatja az sRGB szabványt, például a digitális fényképezőgépek, videokamerák, szkennerek és monitorok. Ezenkívül szinte minden nyomtató- és vetítőeszköz támogatja az sRGB szabványt. A Rec.709 színskála szabvány megegyezik az sRGB-vel, és egyenértékűnek tekinthető. A frissített Rec.2020 szabvány szélesebb elsődleges színskálával rendelkezik, amelyről később lesz szó. Az sRGB szabvány elsődleges színkoordinátái a következők:
Az sRGB a színkezelés abszolút szabványa, mivel a fényképezéstől és a szkenneléstől a megjelenítésig és a nyomtatásig egységesen alkalmazható. A meghatározás idejének korlátai miatt azonban az sRGB színskála szabvány viszonylag kicsi, és az NTSC színskála körülbelül 72%-át fedi le. Manapság sok tévékészülék könnyen túllépi a 100%-os sRGB színskála mértékét.
Adobe RGB színskála szabvány
Az Adobe RGB egy professzionális színskála szabvány, amelyet a fényképezési technológia fejlődésével fejlesztettek ki. Szélesebb színtérrel rendelkezik, mint az sRGB, és az Adobe javasolta 1998-ban. Tartalmazza a CMYK színskálát, amely az sRGB-ben nincs jelen, így gazdagabb színátmeneteket biztosít. A precíz színbeállítást igénylő nyomdai, fotózási és tervezési szakemberek számára az Adobe RGB színskálát használó kijelzők megfelelőbbek. A CMYK egy pigmentkeverésen alapuló színtér, amelyet általában a nyomdaiparban használnak, és ritkán a kijelzőiparban.
DCI-P3 színskála szabvány
A DCI-P3 színskála szabványt a Digital Cinema Initiatives (DCI) határozta meg, és a Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE) adta ki 2010-ben. Főleg televíziós rendszerekben és mozikban használják. A DCI-P3 szabványt eredetileg mozi vetítőkre tervezték. A DCI-P3 szabvány elsődleges színkoordinátái a következők:
A DCI-P3 szabvány ugyanazon a kék elsődleges koordinátán osztozik az sRGB-vel és az Adobe RGB-vel. Piros elsődleges koordinátája egy 615 nm-es monokromatikus lézeré, amely élénkebb, mint az NTSC vörös elsődleges koordinátája. A DCI-P3 zöld elsődleges színe enyhén sárgás az Adobe RGB/NTSC-hez képest, de élénkebb. A DCI-P3 elsődleges színskála körülbelül 90%-a az NTSC szabványnak.
Rec.2020/BT.2020 Színskála szabvány
A Rec.2020 egy Ultra High Definition Television (UHD-TV) szabvány, amely színskála-specifikációkat is tartalmaz. A technológia fejlődésével a televízió felbontása és színskála folyamatosan javul, így a hagyományos Rec.709 szabvány nem megfelelő. A Nemzetközi Távközlési Unió (ITU) által 2012-ben javasolt Rec.2020 színskála csaknem kétszerese a Rec.709-nek. A Rec.2020 elsődleges színkoordinátái a következők:
A Rec.2020 színskála szabvány lefedi a teljes sRGB és Adobe RGB szabványt. A DCI-P3 és NTSC 1953 színskála csak körülbelül 0,02%-a esik a Rec.2020 színskálán kívül, ami elhanyagolható. A Rec.2020 a Pointer's Gamut 99,9%-át fedi le, így ez a legnagyobb színskála szabvány a tárgyaltak közül. A technológia fejlődésével és az UHD TV-k széles körű elterjedésével a Rec.2020 szabvány fokozatosan elterjedtebbé válik.
Következtetés
Ez a cikk először a színskála meghatározását és számítási módszerét mutatta be, majd részletezte a kijelzőiparban elterjedt színskála szabványokat, és összehasonlította azokat. Területi szempontból ezeknek a színskála-szabványoknak a méretkapcsolata a következő: Rec.2020 > NTSC > Adobe RGB > DCI-P3 > Rec.709/sRGB. A különböző kijelzők színskálájának összehasonlításakor kulcsfontosságú, hogy ugyanazt a szabványt és színteret használjuk, hogy elkerüljük a számok vak összehasonlítását. Remélem, hogy ez a cikk hasznos lesz a kijelzőiparban dolgozó szakemberek számára. A professzionális LED-kijelzőkkel kapcsolatos további információkért kérjükforduljon az RTLED-hezszakértői csapat.
Feladás időpontja: 2024. július 15