1. Введение
На последних выставках разные компании по-разному определяют стандарты цветовой гаммы для своих дисплеев, например NTSC, sRGB, Adobe RGB, DCI-P3 и BT.2020. Это несоответствие затрудняет прямое сравнение данных о цветовой гамме разных компаний, и иногда панель с цветовой гаммой 65% кажется более яркой, чем панель с цветовой гаммой 72%, что вызывает значительное замешательство среди аудитории. С развитием технологий на рынок выходит все больше телевизоров с квантовыми точками (QD) и OLED-телевизоров с широкой цветовой гаммой. Они могут отображать исключительно яркие цвета. Поэтому я хотел бы предоставить подробный обзор стандартов цветовой гаммы в индустрии дисплеев, надеясь помочь профессионалам отрасли.
2. Понятие и расчет цветовой гаммы.
Для начала давайте познакомимся с понятием цветового охвата. В индустрии дисплеев цветовая гамма означает диапазон цветов, которые может отображать устройство. Чем больше цветовой охват, тем шире диапазон цветов, который может отображать устройство, и тем больше оно способно отображать особенно яркие цвета (чистые цвета). Как правило, цветовая гамма NTSC для типичных телевизоров составляет от 68% до 72%. Телевизор с цветовой гаммой NTSC более 92 % считается телевизором с высокой цветовой насыщенностью/широкой цветовой гаммой (WCG), что обычно достигается с помощью таких технологий, как квантовые точки QLED, OLED или подсветка с высокой цветовой насыщенностью.
Для человеческого глаза восприятие цвета очень субъективно, и невозможно точно контролировать цвета только на глаз. При разработке, проектировании и производстве продукции необходимо количественно определять цвет, чтобы добиться точности и постоянства цветопередачи. В реальном мире цвета видимого спектра составляют самое большое пространство цветовой гаммы, содержащее все цвета, видимые человеческому глазу. Чтобы визуально представить концепцию цветовой гаммы, Международная комиссия по освещению (CIE) установила диаграмму цветности CIE-xy. Координаты цветности являются стандартом CIE для количественной оценки цвета, что означает, что любой цвет в природе может быть представлен как точка (x, y) на диаграмме цветности.
На диаграмме ниже показана диаграмма цветности CIE, где все цвета в природе содержатся в области в форме подковы. Треугольная область на диаграмме представляет цветовую гамму. Вершины треугольника — это основные цвета (RGB) устройства отображения, а цвета, которые могут быть сформированы этими тремя основными цветами, содержатся внутри треугольника. Очевидно, из-за различий в координатах основного цвета разных устройств отображения положение треугольника меняется, что приводит к разным цветовым гаммам. Чем больше треугольник, тем шире цветовой охват. Формула расчета цветового охвата:
Гамма=ASALCD×100%
где ALCD представляет собой площадь треугольника, образованного основными цветами измеряемого ЖК-дисплея, а AS представляет собой площадь стандартного треугольника основных цветов. Таким образом, цветовая гамма представляет собой процентное соотношение площади цветовой гаммы дисплея к площади стандартного треугольника цветовой гаммы, причем различия в основном возникают из-за определенных основных координат цвета и используемого цветового пространства. Основными цветовыми пространствами, используемыми в настоящее время, являются пространство цветности CIE 1931 xy и цветовое пространство u'v' CIE 1976 года. Цветовой охват, рассчитанный в этих двух пространствах, немного отличается, но разница незначительна, поэтому следующее введение и выводы основаны на пространстве цветности CIE 1931 xy.
Гамма Pointer представляет собой диапазон реальных цветов поверхности, видимых человеческим глазом. Этот стандарт был предложен на основе исследований Майкла Р. Пойнтера (1980) и охватывает набор реальных отраженных цветов (несамосветящихся) в природе. Как показано на схеме, он образует неравномерную гамму. Если цветовая гамма дисплея может полностью охватывать гамму Pointer, считается, что он способен точно воспроизводить цвета мира природы.
Различные стандарты цветовой гаммы
Стандарт NTSC
Стандарт цветовой гаммы NTSC — один из самых ранних и наиболее широко используемых стандартов в индустрии дисплеев. Если в продукте не указано, какому стандарту цветовой гаммы оно соответствует, обычно предполагается, что он использует стандарт NTSC. NTSC расшифровывается как Национальный комитет по телевизионным стандартам, который установил этот стандарт цветовой гаммы в 1953 году. Его координаты следующие:
Цветовой охват NTSC намного шире цветового охвата sRGB. Формула преобразования между ними — «100% sRGB = 72% NTSC», что означает, что области 100% sRGB и 72% NTSC эквивалентны, а не то, что их цветовые охваты полностью перекрываются. Формула преобразования между NTSC и Adobe RGB: «100% Adobe RGB = 95% NTSC». Среди трех цветовая гамма NTSC является самой широкой, за ней следует Adobe RGB, а затем sRGB.
Стандарт цветовой гаммы sRGB/Rec.709
sRGB (стандартный красный, зеленый, синий) — это протокол языка цвета, разработанный Microsoft и HP в 1996 году для обеспечения стандартного метода определения цветов, обеспечивающего единообразное представление цвета на дисплеях, принтерах и сканерах. Большинство устройств получения цифровых изображений поддерживают стандарт sRGB, например цифровые камеры, видеокамеры, сканеры и мониторы. Кроме того, почти все печатающие и проекционные устройства поддерживают стандарт sRGB. Стандарт цветовой гаммы Rec.709 идентичен sRGB и может считаться эквивалентным. Обновленный стандарт Rec.2020 имеет более широкий основной цветовой охват, о котором речь пойдет позже. Основные координаты цвета для стандарта sRGB следующие:
sRGB является абсолютным стандартом управления цветом, поскольку его можно одинаково использовать при фотографии и сканировании, при отображении и печати. Однако из-за ограничений того времени, когда он был определен, стандарт цветовой гаммы sRGB относительно невелик и охватывает примерно 72% цветовой гаммы NTSC. В настоящее время цветовая гамма многих телевизоров легко превышает 100% цветовую гамму sRGB.
Стандарт цветовой гаммы Adobe RGB
Adobe RGB — это профессиональный стандарт цветовой гаммы, разработанный с развитием технологий фотографии. Он имеет более широкое цветовое пространство, чем sRGB, и был предложен Adobe в 1998 году. Он включает цветовую гамму CMYK, которой нет в sRGB, обеспечивая более насыщенные цветовые градации. Для профессионалов в области печати, фотографии и дизайна, которым необходима точная настройка цвета, больше подходят дисплеи, использующие цветовую гамму Adobe RGB. CMYK — это цветовое пространство, основанное на смешивании пигментов, обычно используемое в полиграфической промышленности и редко в индустрии дисплеев.
Стандарт цветовой гаммы DCI-P3
Стандарт цветовой гаммы DCI-P3 был определен Инициативой цифрового кино (DCI) и выпущен Обществом инженеров кино и телевидения (SMPTE) в 2010 году. Он в основном используется для телевизионных систем и кинотеатров. Стандарт DCI-P3 изначально был разработан для кинопроекторов. Основные координаты цвета для стандарта DCI-P3 следующие:
Стандарт DCI-P3 имеет ту же основную синюю координату, что и sRGB и Adobe RGB. Его красная первичная координата — это координата монохроматического лазера с длиной волны 615 нм, которая более яркая, чем красная первичная координата NTSC. Зеленый основной цвет DCI-P3 слегка желтоватый по сравнению с Adobe RGB/NTSC, но более яркий. Площадь основного цветового охвата DCI-P3 составляет около 90% от стандарта NTSC.
Стандарт цветовой гаммы Rec.2020/BT.2020
Rec.2020 — это стандарт телевидения сверхвысокой четкости (UHD-TV), включающий характеристики цветовой гаммы. С развитием технологий разрешение телевидения и цветовая гамма продолжают улучшаться, что делает традиционный стандарт Rec.709 неадекватным. Rec.2020, предложенный Международным союзом электросвязи (ITU) в 2012 году, имеет площадь цветовой гаммы почти вдвое больше, чем Rec.709. Основные координаты цвета для Rec.2020 следующие:
Стандарт цветовой гаммы Rec.2020 охватывает все стандарты sRGB и Adobe RGB. Лишь около 0,02% цветовой гаммы DCI-P3 и NTSC 1953 выходят за пределы цветовой гаммы Rec.2020, что незначительно. Rec.2020 охватывает 99,9% гаммы Pointer, что делает его самым большим стандартом цветовой гаммы среди обсуждавшихся. С развитием технологий и широким распространением телевизоров UHD стандарт Rec.2020 постепенно станет более распространенным.
Заключение
В этой статье сначала были представлены определение и метод расчета цветовой гаммы, затем подробно описаны общие стандарты цветовой гаммы в индустрии дисплеев и проведено их сравнение. С точки зрения площади соотношение размеров этих стандартов цветовой гаммы следующее: Rec.2020 > NTSC > Adobe RGB > DCI-P3 > Rec.709/sRGB. При сравнении цветовых гамм разных дисплеев крайне важно использовать один и тот же стандарт и цветовое пространство, чтобы избежать слепого сравнения чисел. Я надеюсь, что эта статья будет полезна профессионалам индустрии дисплеев. Для получения дополнительной информации о профессиональных светодиодных дисплеях, пожалуйста,связаться с РТЛЕДэкспертная команда.
Время публикации: 15 июля 2024 г.