1. Wprowadzenie
Na ostatnich wystawach różne firmy w różny sposób definiują standardy gamy kolorów dla swoich wyświetlaczy, takie jak NTSC, sRGB, Adobe RGB, DCI-P3 i BT.2020. Ta rozbieżność utrudnia bezpośrednie porównanie danych dotyczących gamy kolorów różnych firm, a czasami panel z gamą kolorów wynoszącą 65% wydaje się bardziej żywy niż panel z gamą kolorów wynoszącą 72%, co powoduje znaczne zamieszanie wśród odbiorców. Wraz z postępem technologii na rynek wchodzi coraz więcej telewizorów z kropkami kwantowymi (QD) i telewizorów OLED o szerokiej gamie kolorów. Potrafią wyświetlać wyjątkowo żywe kolory. Dlatego chciałbym przedstawić kompleksowe podsumowanie standardów gamy kolorów w branży wyświetlaczy, mając nadzieję, że będzie to pomocne dla profesjonalistów z branży.
2. Pojęcie i obliczanie gamy kolorów
Najpierw wprowadźmy pojęcie gamy kolorów. W branży wyświetlaczy gama kolorów odnosi się do zakresu kolorów, które urządzenie może wyświetlić. Im większa gama kolorów, tym szerszy zakres kolorów może wyświetlić urządzenie i tym lepiej jest w stanie wyświetlać szczególnie żywe kolory (czyste kolory). Ogólnie gama kolorów NTSC dla typowych telewizorów wynosi około 68% do 72%. Telewizor z gamą kolorów NTSC większą niż 92% jest uważany za telewizor o wysokim nasyceniu kolorów/szerokiej gamie kolorów (WCG), zwykle osiągany dzięki takim technologiom, jak QLED z kropkami kwantowymi, OLED lub podświetlenie o wysokim nasyceniu kolorów.
Dla ludzkiego oka postrzeganie kolorów jest wysoce subiektywne i niemożliwe jest dokładne kontrolowanie kolorów samym okiem. Podczas opracowywania, projektowania i produkcji produktu kolor musi być określany ilościowo, aby osiągnąć dokładność i spójność reprodukcji kolorów. W świecie rzeczywistym kolory widma widzialnego stanowią największą przestrzeń barw, zawierającą wszystkie kolory widoczne dla ludzkiego oka. Aby wizualnie przedstawić koncepcję gamy kolorów, Międzynarodowa Komisja ds. Oświetlenia (CIE) ustaliła diagram chromatyczności CIE-xy. Współrzędne chromatyczności są standardem CIE służącym do kwantyfikacji kolorów, co oznacza, że każdy kolor w naturze może być przedstawiony jako punkt (x, y) na diagramie chromatyczności.
Poniższy diagram przedstawia diagram chromatyczności CIE, gdzie wszystkie kolory w naturze zawarte są w obszarze w kształcie podkowy. Trójkątny obszar na diagramie przedstawia gamę kolorów. Wierzchołki trójkąta to kolory podstawowe (RGB) urządzenia wyświetlającego, a kolory, które można utworzyć z tych trzech kolorów podstawowych, znajdują się w trójkącie. Najwyraźniej ze względu na różnice we współrzędnych kolorów podstawowych różnych urządzeń wyświetlających położenie trójkąta jest różne, co skutkuje różnymi gamami kolorów. Im większy trójkąt, tym większa gama kolorów. Wzór na obliczenie gamy kolorów to:
Gama=ASALCD×100%
gdzie ALCD reprezentuje obszar trójkąta utworzonego przez podstawowe kolory mierzonego wyświetlacza LCD, a AS oznacza obszar standardowego trójkąta kolorów podstawowych. Zatem gama kolorów to procentowy stosunek obszaru gamy kolorów wyświetlacza do obszaru standardowego trójkąta gamy kolorów, przy czym różnice wynikają głównie z określonych współrzędnych kolorów podstawowych i użytej przestrzeni kolorów. Podstawowymi przestrzeniami kolorów obecnie używanymi są przestrzeń chromatyczności xy CIE 1931 i przestrzeń kolorów u'v' CIE 1976. Gama barw obliczona w tych dwóch przestrzeniach różni się nieznacznie, ale różnica jest niewielka, dlatego poniższe wprowadzenie i wnioski opierają się na przestrzeni chromatyczności xy CIE 1931.
Gama wskaźnika reprezentuje zakres rzeczywistych kolorów powierzchni widocznych dla ludzkiego oka. Standard ten został zaproponowany na podstawie badań Michaela R. Pointera (1980) i obejmuje zbiór rzeczywistych kolorów odbitych (niesamoświetlnych) w przyrodzie. Jak pokazano na schemacie, tworzy nieregularną gamę. Jeśli gama kolorów wyświetlacza może w pełni obejmować gamę wskaźników, uważa się, że jest on w stanie dokładnie odtworzyć kolory świata przyrody.
Różne standardy gamy kolorów
Norma NTSC
Standard gamy kolorów NTSC jest jednym z najwcześniejszych i najczęściej stosowanych standardów w branży wyświetlaczy. Jeśli produkt nie określa, jakiego standardu gamy kolorów przestrzega, ogólnie przyjmuje się, że korzysta ze standardu NTSC. NTSC oznacza Krajowy Komitet ds. Standardów Telewizyjnych, który ustanowił ten standard gamy kolorów w 1953 roku. Jego współrzędne są następujące:
Gama kolorów NTSC jest znacznie szersza niż gama kolorów sRGB. Wzór konwersji między nimi to „100% sRGB = 72% NTSC”, co oznacza, że obszary 100% sRGB i 72% NTSC są równoważne, a nie oznacza, że ich gamy kolorów całkowicie się pokrywają. Wzór konwersji pomiędzy NTSC i Adobe RGB to „100% Adobe RGB = 95% NTSC”. Spośród tych trzech gama kolorów NTSC jest najszersza, następnie Adobe RGB, a następnie sRGB.
Standard gamy kolorów sRGB/Rec.709
sRGB (standardowy czerwony, zielony, niebieski) to protokół języka kolorów opracowany przez firmy Microsoft i HP w 1996 roku w celu zapewnienia standardowej metody definiowania kolorów, umożliwiającej spójne odwzorowanie kolorów na wyświetlaczach, drukarkach i skanerach. Większość urządzeń do akwizycji obrazu cyfrowego, takich jak aparaty cyfrowe, kamery, skanery i monitory, obsługuje standard sRGB. Ponadto prawie wszystkie urządzenia drukujące i projekcyjne obsługują standard sRGB. Standard gamy kolorów Rec.709 jest identyczny z sRGB i można go uznać za równoważny. Zaktualizowany standard Rec.2020 ma szerszą gamę kolorów podstawowych, co zostanie omówione później. Podstawowe współrzędne kolorów dla standardu sRGB są następujące:
sRGB to absolutny standard zarządzania kolorami, ponieważ można go w jednolity sposób zastosować od fotografii i skanowania po wyświetlanie i drukowanie. Jednak ze względu na ograniczenia czasu, w którym został zdefiniowany, standard gamy kolorów sRGB jest stosunkowo niewielki i obejmuje około 72% gamy kolorów NTSC. Obecnie wiele telewizorów z łatwością przekracza 100% gamę kolorów sRGB.
Standard gamy kolorów Adobe RGB
Adobe RGB to profesjonalny standard gamy kolorów opracowany wraz z rozwojem technologii fotograficznej. Ma szerszą przestrzeń kolorów niż sRGB i została zaproponowana przez firmę Adobe w 1998 roku. Zawiera gamę kolorów CMYK, której nie ma w sRGB, zapewniając bogatsze gradacje kolorów. Dla profesjonalistów zajmujących się drukiem, fotografią i projektowaniem, którzy potrzebują precyzyjnej regulacji kolorów, bardziej odpowiednie są wyświetlacze korzystające z gamy kolorów Adobe RGB. CMYK to przestrzeń barw oparta na mieszaniu pigmentów, powszechnie stosowana w branży poligraficznej, a rzadko w branży displayowej.
Standard gamy kolorów DCI-P3
Standard gamy kolorów DCI-P3 został zdefiniowany przez Digital Cinema Initiatives (DCI) i wydany przez Stowarzyszenie Inżynierów Filmu i Telewizji (SMPTE) w 2010 roku. Jest używany głównie w systemach telewizyjnych i kinach. Standard DCI-P3 został pierwotnie zaprojektowany dla projektorów kinowych. Podstawowe współrzędne kolorów dla standardu DCI-P3 są następujące:
Standard DCI-P3 ma tę samą niebieską współrzędną podstawową co sRGB i Adobe RGB. Jego czerwona współrzędna pierwotna to współrzędna monochromatycznego lasera o długości fali 615 nm, która jest bardziej żywa niż czerwona główna współrzędna NTSC. Zielony kolor podstawowy DCI-P3 jest lekko żółtawy w porównaniu do Adobe RGB/NTSC, ale jest bardziej żywy. Podstawowy obszar gamy kolorów DCI-P3 stanowi około 90% standardu NTSC.
Standard gamy kolorów Rec.2020/BT.2020
Rec.2020 to standard telewizji Ultra High Definition (UHD-TV), który obejmuje specyfikacje gamy kolorów. Wraz z postępem technologii rozdzielczość telewizorów i gama kolorów stale się poprawiają, przez co tradycyjny standard Rec.709 jest nieodpowiedni. Rec.2020, zaproponowana przez Międzynarodowy Związek Telekomunikacyjny (ITU) w 2012 roku, ma obszar gamy kolorów prawie dwukrotnie większy niż Rec.709. Podstawowe współrzędne kolorów dla Rec.2020 są następujące:
Standard gamy kolorów Rec.2020 obejmuje całe standardy sRGB i Adobe RGB. Tylko około 0,02% gamy kolorów DCI-P3 i NTSC 1953 wykracza poza gamę kolorów Rec.2020, co jest nieistotne. Rec.2020 obejmuje 99,9% gamy Pointera, co czyni go największym standardem gamy kolorów spośród omawianych. Wraz z postępem technologii i powszechnym przyjęciem telewizorów UHD, standard Rec.2020 będzie stopniowo zyskiwał na popularności.
Wniosek
W tym artykule najpierw przedstawiono definicję i metodę obliczania gamy kolorów, a następnie szczegółowo opisano popularne standardy gamy kolorów w branży wyświetlaczy i porównano je. Z perspektywy obszaru zależność wielkości tych standardów gamy kolorów jest następująca: Rec.2020 > NTSC > Adobe RGB > DCI-P3 > Rec.709/sRGB. Porównując gamy kolorów różnych wyświetlaczy, ważne jest, aby używać tego samego standardu i przestrzeni kolorów, aby uniknąć ślepego porównywania liczb. Mam nadzieję, że ten artykuł będzie pomocny dla profesjonalistów z branży wyświetlaczy. Aby uzyskać więcej informacji na temat profesjonalnych wyświetlaczy LED, prosimy o kontaktskontaktuj się z RTLEDzespół ekspertów.
Czas publikacji: 15 lipca 2024 r