1. Úvod
Na nedávnych výstavách rôzne spoločnosti definujú štandardy farebného gamutu odlišne pre svoje displeje, ako napríklad NTSC, sRGB, Adobe RGB, DCI-P3 a BT.2020. Tento nesúlad sťažuje priame porovnanie údajov o farebnom gamute v rôznych spoločnostiach a niekedy sa panel so 65 % farebnou škálou javí živšie ako panel so 72 % farebnou škálou, čo spôsobuje značný zmätok medzi publikom. S pokrokom v technológii vstupuje na trh viac kvantových bodov (QD) televízorov a OLED televízorov so širokým farebným gamutom. Dokážu zobraziť výnimočne živé farby. Preto by som rád poskytol komplexný súhrn štandardov farebného gamutu v zobrazovacom priemysle, dúfam, že pomôžem profesionálom v tomto odvetví.
2. Koncepcia a výpočet farebného gamutu
Najprv si predstavme koncept farebnej škály. V zobrazovacom priemysle označuje farebný rozsah rozsah farieb, ktoré môže zariadenie zobraziť. Čím väčší je farebný gamut, tým širší rozsah farieb dokáže zariadenie zobraziť a tým je schopné zobrazovať obzvlášť živé farby (čisté farby). Vo všeobecnosti je farebný rozsah NTSC pre typické televízory okolo 68 % až 72 %. Televízor s farebným gamutom NTSC väčším ako 92 % sa považuje za televízor s vysokou sýtosťou farieb/širokým farebným gamutom (WCG), ktorý sa zvyčajne dosahuje pomocou technológií, ako je QLED s kvantovým bodom, OLED alebo podsvietenie s vysokou sýtosťou farieb.
Pre ľudské oko je vnímanie farieb vysoko subjektívne a je nemožné presne ovládať farby iba okom. Pri vývoji produktu, dizajne a výrobe sa musí farba kvantifikovať, aby sa dosiahla presnosť a konzistentnosť reprodukcie farieb. V skutočnom svete tvoria farby viditeľného spektra najväčšiu farebnú škálu, ktorá obsahuje všetky farby viditeľné ľudským okom. Na vizuálne znázornenie konceptu farebného gamutu vytvorila Medzinárodná komisia pre osvetlenie (CIE) chromatický diagram CIE-xy. Súradnice chromatickosti sú štandardom CIE pre kvantifikáciu farieb, čo znamená, že každá farba v prírode môže byť reprezentovaná ako bod (x, y) na chromatickom diagrame.
Nižšie uvedený diagram zobrazuje chromatický diagram CIE, kde sú všetky farby v prírode obsiahnuté v oblasti v tvare podkovy. Trojuholníková oblasť v diagrame predstavuje farebný gamut. Vrcholy trojuholníka sú primárne farby (RGB) zobrazovacieho zariadenia a farby, ktoré môžu tvoriť tieto tri základné farby, sú obsiahnuté v trojuholníku. Je zrejmé, že v dôsledku rozdielov v základných farebných súradniciach rôznych zobrazovacích zariadení sa poloha trojuholníka mení, čo vedie k rôznym farebným gamutom. Čím väčší je trojuholník, tým väčšia je farebná škála. Vzorec na výpočet farebnej škály je:
Gamut=ASALCD×100 %
kde ALCD predstavuje plochu trojuholníka tvoreného základnými farbami meraného LCD displeja a AS predstavuje plochu štandardného trojuholníka základných farieb. Farebný gamut je teda percentuálny pomer plochy farebnej škály displeja k ploche štandardného trojuholníka farebnej škály, pričom rozdiely vyplývajú najmä z definovaných súradníc primárnej farby a použitého farebného priestoru. Primárne farebné priestory, ktoré sa v súčasnosti používajú, sú farebný priestor CIE 1931 xy a farebný priestor CIE 1976 u'v'. Farebná škála vypočítaná v týchto dvoch priestoroch sa mierne líši, ale rozdiel je malý, takže nasledujúci úvod a závery sú založené na farebnom priestore CIE 1931 xy.
Pointer's Gamut predstavuje rozsah skutočných farieb povrchu viditeľných ľudským okom. Tento štandard bol navrhnutý na základe výskumu Michaela R. Pointera (1980) a zahŕňa zhromažďovanie skutočných odrazených farieb (nesamosvietiacich) v prírode. Ako je znázornené na obrázku, tvorí nepravidelný gamut. Ak farebný gamut displeja môže plne obsiahnuť gamut ukazovateľa, považuje sa za schopný presne reprodukovať farby prirodzeného sveta.
Rôzne štandardy farebného gamutu
Štandard NTSC
Štandard farebného gamutu NTSC je jedným z prvých a najpoužívanejších štandardov v zobrazovacom priemysle. Ak výrobok nešpecifikuje, ktorý štandard farebného gamutu sa riadi, vo všeobecnosti sa predpokladá, že používa štandard NTSC. NTSC je skratka pre National Television Standards Committee, ktorá stanovila tento štandard farebného gamutu v roku 1953. Jeho súradnice sú nasledovné:
Farebný gamut NTSC je oveľa širší ako farebný gamut sRGB. Konverzný vzorec medzi nimi je „100 % sRGB = 72 % NTSC“, čo znamená, že oblasti 100 % sRGB a 72 % NTSC sú ekvivalentné, nie že sa ich farebné gamuty úplne prekrývajú. Vzorec prevodu medzi NTSC a Adobe RGB je „100 % Adobe RGB = 95 % NTSC“. Spomedzi týchto troch je najširšia škála farieb NTSC, nasleduje Adobe RGB a potom sRGB.
Štandard sRGB/Rec.709 Color Gamut
sRGB (štandardná červená zelená modrá) je protokol farebného jazyka vyvinutý spoločnosťami Microsoft a HP v roku 1996 s cieľom poskytnúť štandardnú metódu na definovanie farieb umožňujúcu konzistentnú reprezentáciu farieb na displejoch, tlačiarňach a skeneroch. Väčšina zariadení na získavanie digitálneho obrazu podporuje štandard sRGB, ako sú digitálne fotoaparáty, videokamery, skenery a monitory. Okrem toho takmer všetky tlačové a projekčné zariadenia podporujú štandard sRGB. Štandard farebného gamutu Rec.709 je identický s sRGB a možno ho považovať za ekvivalent. Aktualizovaný štandard Rec.2020 má širší rozsah primárnych farieb, o ktorom sa bude diskutovať neskôr. Primárne farebné súradnice pre štandard sRGB sú nasledovné:
sRGB je absolútnym štandardom pre správu farieb, pretože ho možno jednotne použiť od fotografie a skenovania až po zobrazenie a tlač. Avšak kvôli obmedzeniam doby, kedy bol definovaný, je štandard sRGB farebného gamutu relatívne malý a pokrýva približne 72% NTSC farebného gamutu. V súčasnosti mnohé televízory ľahko prekračujú 100% farebný rozsah sRGB.
Adobe RGB Color Gamut Standard
Adobe RGB je profesionálny štandard farebného gamutu vyvinutý s pokrokom fotografickej technológie. Má širší farebný priestor ako sRGB a bol navrhnutý spoločnosťou Adobe v roku 1998. Zahŕňa farebný gamut CMYK, ktorý sa v sRGB nenachádza a poskytuje bohatšie farebné prechody. Pre profesionálov v oblasti tlače, fotografie a dizajnu, ktorí potrebujú presné úpravy farieb, sú vhodnejšie displeje využívajúce farebný gamut Adobe RGB. CMYK je farebný priestor založený na miešaní pigmentov, ktorý sa bežne používa v tlačiarenskom priemysle a zriedkavo v zobrazovacom priemysle.
Štandard farebného gamutu DCI-P3
Štandard DCI-P3 farebného gamutu bol definovaný organizáciou Digital Cinema Initiatives (DCI) a vydaný Spoločnosťou filmových a televíznych inžinierov (SMPTE) v roku 2010. Používa sa najmä pre televízne systémy a kiná. Štandard DCI-P3 bol pôvodne navrhnutý pre kino projektory. Primárne farebné súradnice pre štandard DCI-P3 sú nasledovné:
Štandard DCI-P3 zdieľa rovnakú modrú primárnu súradnicu s sRGB a Adobe RGB. Jeho červená primárna súradnica je súradnicou 615nm monochromatického lasera, ktorý je živší ako primárna červená NTSC. Zelená primárna časť DCI-P3 je mierne žltkastá v porovnaní s Adobe RGB/NTSC, ale živšia. Oblasť primárneho farebného gamutu DCI-P3 je približne 90 % štandardu NTSC.
Rec.2020/BT.2020 Standard Color Gamut
Rec.2020 je štandard televízie s ultra vysokým rozlíšením (UHD-TV), ktorý zahŕňa špecifikácie farebného gamutu. S pokrokom technológie sa televízne rozlíšenie a farebný gamut neustále zlepšujú, takže tradičný štandard Rec.709 je nedostatočný. Rec.2020, ktorý navrhla Medzinárodná telekomunikačná únia (ITU) v roku 2012, má oblasť farebného gamutu takmer dvojnásobnú v porovnaní s Rec.709. Primárne farebné súradnice pre Rec.2020 sú nasledovné:
Štandard Rec.2020 farebného gamutu pokrýva celé štandardy sRGB a Adobe RGB. Len asi 0,02 % farebných gamutov DCI-P3 a NTSC 1953 spadá mimo farebnú škálu Rec.2020, čo je zanedbateľné. Rec.2020 pokrýva 99,9 % gamutu Pointer's Gamut, čo z neho robí najväčší štandard farebného gamutu spomedzi diskutovaných. S pokrokom technológie a rozšíreným prijatím UHD televízorov bude štandard Rec.2020 postupne prevládať.
Záver
Tento článok najprv predstavil definíciu a metódu výpočtu farebného gamutu, potom podrobne opísal bežné štandardy farebného gamutu v zobrazovacom priemysle a porovnal ich. Z hľadiska oblasti je pomer veľkosti týchto štandardov farebného gamutu nasledovný: Rec.2020 > NTSC > Adobe RGB > DCI-P3 > Rec.709/sRGB. Pri porovnávaní farebných gamutov rôznych displejov je kľúčové použiť rovnaký štandard a farebný priestor, aby ste sa vyhli slepému porovnávaniu čísel. Dúfam, že tento článok bude užitočný pre profesionálov v zobrazovacom priemysle. Pre viac informácií o profesionálnych LED displejoch, prosímkontaktujte RTLEDexpertný tím.
Čas odoslania: 15. júla 2024