1. Uvod
Na nedavnih razstavah različna podjetja različno določajo standarde barvne lestvice za svoje zaslone, kot so NTSC, sRGB, Adobe RGB, DCI-P3 in BT.2020. Zaradi tega neskladja je neposredna primerjava podatkov o barvnem obsegu v različnih podjetjih težavna in včasih je plošča s 65-odstotnim barvnim obsegom videti bolj živahna kot plošča s 72-odstotnim barvnim obsegom, kar povzroča precejšnjo zmedo med občinstvom. Z napredkom tehnologije prihaja na trg več televizorjev s kvantnimi pikami (QD) in televizorjev OLED s širokimi barvnimi lestvicami. Lahko prikažejo izjemno žive barve. Zato bi rad ponudil izčrpen povzetek standardov barvne lestvice v industriji zaslonov, v upanju, da bom pomagal strokovnjakom v industriji.
2. Koncept in izračun barvne lestvice
Najprej predstavimo koncept barvne lestvice. V industriji zaslonov se barvna lestvica nanaša na obseg barv, ki jih naprava lahko prikaže. Večja kot je barvna lestvica, širši razpon barv lahko prikaže naprava in bolj zmožna je prikazati posebej žive barve (čiste barve). Na splošno je barvni razpon NTSC za tipične televizorje okoli 68 % do 72 %. Televizor z barvnim obsegom NTSC, večjim od 92 %, velja za televizor z visoko barvno nasičenostjo/široko barvno paleto (WCG), ki se običajno doseže s tehnologijami, kot so QLED s kvantnimi pikami, OLED ali osvetlitev ozadja z visoko barvno nasičenostjo.
Za človeško oko je zaznavanje barv zelo subjektivno in barv je nemogoče natančno nadzorovati zgolj z očmi. Pri razvoju, oblikovanju in izdelavi izdelka je treba barvo kvantificirati, da dosežemo natančnost in doslednost barvne reprodukcije. V resničnem svetu barve vidnega spektra tvorijo največji barvni razpon, ki vsebuje vse barve, vidne človeškemu očesu. Za vizualno predstavitev koncepta barvne lestvice je Mednarodna komisija za osvetlitev (CIE) vzpostavila diagram kromatičnosti CIE-xy. Koordinate kromatičnosti so standard CIE za kvantifikacijo barv, kar pomeni, da je katera koli barva v naravi lahko predstavljena kot točka (x, y) na diagramu kromatičnosti.
Spodnji diagram prikazuje diagram kromatičnosti CIE, kjer so vse barve v naravi v območju v obliki podkve. Trikotno območje znotraj diagrama predstavlja barvno lestvico. Oglišča trikotnika so primarne barve (RGB) prikazovalne naprave in barve, ki jih lahko tvorijo te tri primarne barve, so v trikotniku. Očitno se zaradi razlik v primarnih barvnih koordinatah različnih prikazovalnih naprav položaj trikotnika spreminja, kar ima za posledico različne barvne lestvice. Večji kot je trikotnik, večja je barvna lestvica. Formula za izračun barvne lestvice je:
Razpon=ASALCD×100 %
kjer ALCD predstavlja površino trikotnika, ki ga tvorijo primarne barve LCD zaslona, ki se meri, in AS predstavlja površino standardnega trikotnika primarnih barv. Tako je barvna lestvica odstotno razmerje med površino barvne lestvice zaslona in površino trikotnika standardne barvne lestvice, pri čemer razlike izhajajo predvsem iz definiranih primarnih barvnih koordinat in uporabljenega barvnega prostora. Primarna barvna prostora, ki se trenutno uporabljata, sta barvni prostor CIE 1931 xy in barvni prostor CIE 1976 u'v'. Barvna lestvica, izračunana v teh dveh prostorih, se nekoliko razlikuje, vendar je razlika majhna, zato naslednji uvod in zaključki temeljijo na barvnem prostoru CIE 1931 xy.
Pointer's Gamut predstavlja razpon dejanskih površinskih barv, ki jih vidi človeško oko. Ta standard je bil predlagan na podlagi raziskave Michaela R. Pointerja (1980) in zajema zbirko resničnih odsevanih barv (nesamosvetlečih) v naravi. Kot je prikazano na diagramu, tvori nepravilno lestvico. Če lahko barvna lestvica zaslona v celoti zajame Pointer's Gamut, se šteje, da lahko natančno reproducira barve naravnega sveta.
Različni standardi barvnega obsega
Standard NTSC
Standard barvne lestvice NTSC je eden prvih in najpogosteje uporabljenih standardov v industriji zaslonov. Če izdelek ne določa, kateremu standardu barvne lestvice sledi, se na splošno domneva, da uporablja standard NTSC. NTSC je kratica za Nacionalni odbor za televizijske standarde, ki je leta 1953 vzpostavil ta standard barvne lestvice. Njegove koordinate so naslednje:
Barvni razpon NTSC je veliko širši od barvnega razpona sRGB. Formula za pretvorbo med njima je »100 % sRGB = 72 % NTSC,« kar pomeni, da sta območji 100 % sRGB in 72 % NTSC enakovredni, ne da se njuni barvni obsegi popolnoma prekrivajo. Formula za pretvorbo med NTSC in Adobe RGB je "100 % Adobe RGB = 95 % NTSC." Med tremi je najširši barvni razpon NTSC, sledi Adobe RGB in nato sRGB.
sRGB/Rec.709 Standardna barvna lestvica
sRGB (standard Red Green Blue) je protokol barvnega jezika, ki sta ga leta 1996 razvila Microsoft in HP, da bi zagotovila standardno metodo za definiranje barv, kar omogoča dosledno predstavitev barv na zaslonih, tiskalnikih in skenerjih. Večina naprav za pridobivanje digitalnih slik podpira standard sRGB, kot so digitalni fotoaparati, videokamere, skenerji in monitorji. Poleg tega skoraj vse naprave za tiskanje in projekcijo podpirajo standard sRGB. Standard barvne lestvice Rec.709 je enak sRGB in se lahko šteje za enakovrednega. Posodobljeni standard Rec.2020 ima širši obseg primarnih barv, o čemer bomo razpravljali kasneje. Primarne barvne koordinate za standard sRGB so naslednje:
sRGB je absolutni standard za upravljanje barv, saj ga je mogoče enotno prevzeti od fotografije in skeniranja do prikaza in tiskanja. Zaradi omejitev časa, ko je bil definiran, je standard barvnega obsega sRGB razmeroma majhen in pokriva približno 72 % barvnega obsega NTSC. Dandanes veliko televizorjev zlahka preseže 100-odstotni barvni razpon sRGB.
Adobe RGB Color Gamut Standard
Adobe RGB je profesionalni standard barvnega razpona, razvit z napredkom fotografske tehnologije. Ima širši barvni prostor kot sRGB in ga je predlagal Adobe leta 1998. Vključuje barvni razpon CMYK, ki ga ni v sRGB, in zagotavlja bogatejše barvne gradacije. Za profesionalce v tiskarstvu, fotografiji in oblikovanju, ki potrebujejo natančne prilagoditve barv, so bolj primerni zasloni, ki uporabljajo barvni razpon Adobe RGB. CMYK je barvni prostor, ki temelji na mešanju pigmentov in se običajno uporablja v tiskarski industriji in redko v industriji prikazovalnikov.
Standard barvnega obsega DCI-P3
Standard barvne lestvice DCI-P3 je opredelila Digital Cinema Initiatives (DCI), izdala pa ga je družba filmskih in televizijskih inženirjev (SMPTE) leta 2010. Uporablja se predvsem za televizijske sisteme in kinematografe. Standard DCI-P3 je bil prvotno zasnovan za kino projektorje. Primarne barvne koordinate za standard DCI-P3 so naslednje:
Standard DCI-P3 ima isto modro primarno koordinato kot sRGB in Adobe RGB. Njegova rdeča primarna koordinata je 615 nm monokromatskega laserja, ki je bolj živ kot NTSC rdeči primarni. Primarna zelena barva DCI-P3 je rahlo rumenkasta v primerjavi z Adobe RGB/NTSC, vendar bolj živa. Območje primarne barvne lestvice DCI-P3 je približno 90 % standarda NTSC.
Rec.2020/BT.2020 Standard barvne lestvice
Rec.2020 je televizijski standard ultra visoke ločljivosti (UHD-TV), ki vključuje specifikacije barvnega obsega. Z napredkom tehnologije se televizijska ločljivost in barvni razpon še naprej izboljšujeta, zaradi česar je tradicionalni standard Rec.709 neustrezen. Rec.2020, ki ga je leta 2012 predlagala Mednarodna telekomunikacijska zveza (ITU), ima območje barvnega razpona skoraj dvakrat večje od Rec.709. Primarne barvne koordinate za Rec.2020 so naslednje:
Standard barvne lestvice Rec.2020 pokriva celotne standarde sRGB in Adobe RGB. Samo približno 0,02 % barvnih lestvic DCI-P3 in NTSC 1953 je izven barvne lestvice Rec.2020, kar je zanemarljivo. Rec.2020 pokriva 99,9 % Pointer's Gamut, zaradi česar je največji standard barvnega obsega med obravnavanimi. Z napredkom tehnologije in širokim sprejemanjem televizorjev UHD bo standard Rec.2020 postopoma vse bolj prevladoval.
Zaključek
Ta članek je najprej predstavil definicijo in metodo izračuna barvnega obsega, nato pa podrobno opisal običajne standarde barvnega obsega v industriji zaslonov in jih primerjal. Z območnega vidika je razmerje velikosti teh standardov barvne lestvice naslednje: Rec.2020 > NTSC > Adobe RGB > DCI-P3 > Rec.709/sRGB. Pri primerjavi barvnih lestvic različnih zaslonov je ključnega pomena, da uporabite isti standard in barvni prostor, da se izognete slepemu primerjanju številk. Upam, da bo ta članek koristen strokovnjakom v industriji zaslonov. Za več informacij o profesionalnih LED zaslonih, prosimkontaktirajte RTLEDstrokovna ekipa.
Čas objave: 15. julij 2024