1. Inledning
På de senaste utställningarna har olika företag definierat färgomfångsstandarder olika för sina skärmar, som NTSC, sRGB, Adobe RGB, DCI-P3 och BT.2020. Denna skillnad gör det utmanande att direkt jämföra färgomfångsdata mellan olika företag, och ibland verkar en panel med 65 % färgomfång mer levande än en med 72 % färgomfång, vilket orsakar betydande förvirring bland publiken. Med teknikens framsteg kommer fler quantum dot (QD) TV-apparater och OLED-TV med breda färgomfång in på marknaden. De kan visa exceptionellt levande färger. Därför skulle jag vilja ge en omfattande sammanfattning av färgomfångsstandarder inom bildskärmsindustrin, i hopp om att hjälpa branschfolk.
2. Koncept och beräkning av färgomfång
Låt oss först introducera begreppet färgomfång. Inom bildskärmsindustrin hänvisar färgomfånget till det intervall av färger som en enhet kan visa. Ju större färgomfång, desto bredare färgspektrum kan enheten visa, och desto mer kapabel är den att visa särskilt levande färger (rena färger). I allmänhet är NTSC-färgomfånget för typiska TV-apparater runt 68 % till 72 %. En TV med ett NTSC-färgomfång som är större än 92 % anses vara en TV med hög färgmättnad/bred färgomfång (WCG), som vanligtvis uppnås genom tekniker som quantum dot QLED, OLED eller bakgrundsbelysning med hög färgmättnad.
För det mänskliga ögat är färguppfattning mycket subjektivt, och det är omöjligt att exakt kontrollera färger enbart med ögat. Vid produktutveckling, design och tillverkning måste färg kvantifieras för att uppnå exakthet och konsistens i färgåtergivningen. I den verkliga världen utgör färgerna i det synliga spektrumet det största färgomfånget, som innehåller alla färger som är synliga för det mänskliga ögat. För att visuellt representera begreppet färgomfång, upprättade International Commission on Illumination (CIE) CIE-xy kromaticitetsdiagrammet. Kromaticitetskoordinaterna är CIE:s standard för färgkvantifiering, vilket innebär att vilken färg som helst i naturen kan representeras som en punkt (x, y) på kromaticitetsdiagrammet.
Diagrammet nedan visar CIE-kromaticitetsdiagrammet, där alla färger i naturen finns inom det hästskoformade området. Det triangulära området i diagrammet representerar färgomfånget. Triangelns hörn är primärfärgerna (RGB) på displayenheten, och färgerna som kan bildas av dessa tre primärfärger finns i triangeln. Uppenbarligen, på grund av skillnader i de primära färgkoordinaterna för olika displayenheter, varierar triangelns position, vilket resulterar i olika färgomfång. Ju större triangel, desto större färgskala. Formeln för att beräkna färgomfånget är:
Gamut=ASALCD×100 %
där ALCD representerar arean av triangeln som bildas av primärfärgerna på LCD-skärmen som mäts, och AS representerar arean av en standardtriangel av primärfärger. Sålunda är färgomfånget det procentuella förhållandet mellan arean av skärmens färgomfång och arean av standardfärgomfångstriangeln, med skillnader som huvudsakligen härrör från de definierade primära färgkoordinaterna och den använda färgrymden. De primära färgrymden som för närvarande används är CIE 1931 xy chromaticity space och CIE 1976 u'v' färgrymden. Färgomfånget som beräknas i dessa två utrymmen skiljer sig något, men skillnaden är liten, så följande introduktion och slutsatser är baserade på CIE 1931 xy-kromaticitetsutrymmet.
Pointer's Gamut representerar intervallet av verkliga ytfärger som är synliga för det mänskliga ögat. Denna standard föreslogs baserat på forskning av Michael R. Pointer (1980) och omfattar samlingen av verkliga reflekterade färger (icke självlysande) i naturen. Som visas i diagrammet bildar den ett oregelbundet spektrum. Om en bildskärms färgomfång helt kan omfatta Pointers omfång anses den vara kapabel att exakt återge färgerna i den naturliga världen.
Olika färgomfångsstandarder
NTSC standard
NTSC-färgomfångsstandarden är en av de tidigaste och mest använda standarderna inom bildskärmsindustrin. Om en produkt inte anger vilken färgomfångsstandard den följer, antas den generellt använda NTSC-standarden. NTSC står för National Television Standards Committee, som etablerade denna färgomfångsstandard 1953. Dess koordinater är följande:
NTSC-färgomfånget är mycket bredare än sRGB-färgomfånget. Konverteringsformeln mellan dem är "100% sRGB = 72% NTSC", vilket betyder att områdena 100% sRGB och 72% NTSC är likvärdiga, inte att deras färgomfång helt överlappar varandra. Konverteringsformeln mellan NTSC och Adobe RGB är "100% Adobe RGB = 95% NTSC." Bland de tre är NTSC-färgomfånget det bredaste, följt av Adobe RGB och sedan sRGB.
sRGB/Rec.709 färgomfång Standard
sRGB (standard Red Green Blue) är ett färgspråksprotokoll utvecklat av Microsoft och HP 1996 för att tillhandahålla en standardmetod för att definiera färger, vilket möjliggör konsekvent färgrepresentation över bildskärmar, skrivare och skannrar. De flesta enheter för digital bildinsamling stöder sRGB-standarden, såsom digitalkameror, videokameror, skannrar och bildskärmar. Dessutom stöder nästan alla utskrifts- och projektionsenheter sRGB-standarden. Rec.709 färgomfångsstandarden är identisk med sRGB och kan anses vara likvärdig. Den uppdaterade Rec.2020-standarden har ett bredare primärfärgomfång, vilket kommer att diskuteras senare. De primära färgkoordinaterna för sRGB-standarden är följande:
sRGB är den absoluta standarden för färghantering, eftersom den kan användas enhetligt från fotografering och skanning till visning och utskrift. Men på grund av begränsningarna för den tid då den definierades, är sRGB-färgomfångsstandarden relativt liten och täcker cirka 72 % av NTSC-färgomfånget. Nuförtiden överskrider många TV-apparater lätt 100 % sRGB-färgomfång.
Adobe RGB Color Gamut Standard
Adobe RGB är en professionell färgomfångsstandard som utvecklats med fototeknikens framsteg. Den har en bredare färgrymd än sRGB och föreslogs av Adobe 1998. Den inkluderar CMYK-färgomfånget, som inte finns i sRGB, vilket ger rikare färggraderingar. För proffs inom utskrift, fotografi och design som behöver exakta färgjusteringar är skärmar som använder Adobe RGB-färgomfånget mer lämpliga. CMYK är en färgrymd baserad på pigmentblandning, vanligen använd i tryckeribranschen och sällan i bildskärmsindustrin.
DCI-P3 färgomfång Standard
DCI-P3-färgomfångsstandarden definierades av Digital Cinema Initiatives (DCI) och släpptes av Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE) 2010. Den används främst för tv-system och biografer. DCI-P3-standarden designades ursprungligen för bioprojektorer. De primära färgkoordinaterna för DCI-P3-standarden är följande:
DCI-P3-standarden delar samma blå primära koordinat med sRGB och Adobe RGB. Dess röda primärkoordinat är den för en 615nm monokromatisk laser, som är mer levande än den röda primära NTSC. Den gröna primären i DCI-P3 är något gulaktig jämfört med Adobe RGB/NTSC, men mer levande. Det primära färgomfånget för DCI-P3 är cirka 90 % av NTSC-standarden.
Rec.2020/BT.2020 Färgomfång Standard
Rec.2020 är en Ultra High Definition Television (UHD-TV) standard som inkluderar färgomfångsspecifikationer. Med teknikens framsteg fortsätter TV-upplösningen och färgomfånget att förbättras, vilket gör den traditionella Rec.709-standarden otillräcklig. Rec.2020, som föreslogs av International Telecommunication Union (ITU) 2012, har en färgomfångsarea nästan dubbelt så stor som Rec.709. De primära färgkoordinaterna för Rec.2020 är följande:
Rec.2020-färgomfångsstandarden täcker hela sRGB- och Adobe RGB-standarderna. Endast cirka 0,02 % av DCI-P3- och NTSC 1953-färgomfånget faller utanför Rec.2020-färgomfånget, vilket är försumbart. Rec.2020 täcker 99,9 % av Pointer's Gamut, vilket gör den till den största färgomfångsstandarden bland de som diskuteras. Med teknikens framsteg och den utbredda användningen av UHD-TV kommer Rec.2020-standarden gradvis att bli mer utbredd.
Slutsats
Den här artikeln introducerade först definitionen och beräkningsmetoden för färgomfång, beskrev sedan de vanliga färgomfångsstandarderna inom bildskärmsindustrin och jämförde dem. Ur ett områdesperspektiv är storleksförhållandet för dessa färgomfångsstandarder följande: Rec.2020 > NTSC > Adobe RGB > DCI-P3 > Rec.709/sRGB. När man jämför färgomfånget för olika skärmar är det avgörande att använda samma standard och färgrymd för att undvika att blint jämför siffror. Jag hoppas att den här artikeln är till hjälp för proffs inom bildskärmsbranschen. För mer information om professionella LED-skärmar, vänligenkontakta RTLEDexpertteam.
Posttid: 2024-jul-15