1. บทนำ
ในนิทรรศการล่าสุด บริษัทต่างๆ กำหนดมาตรฐานขอบเขตสีที่แตกต่างกันสำหรับจอแสดงผล เช่น NTSC, sRGB, Adobe RGB, DCI-P3 และ BT.2020 ความคลาดเคลื่อนนี้ทำให้การเปรียบเทียบข้อมูลขอบเขตสีของบริษัทต่างๆ โดยตรงเป็นเรื่องยาก และบางครั้งแผงที่มีขอบเขตสี 65% จะดูสดใสกว่าแผงที่มีขอบเขตสี 72% ทำให้เกิดความสับสนอย่างมากในหมู่ผู้ชม ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยี ทีวีควอนตัมดอท (QD) และทีวี OLED ที่มีขอบเขตสีกว้างกำลังเข้าสู่ตลาดมากขึ้น พวกเขาสามารถแสดงสีที่สดใสเป็นพิเศษ ดังนั้น ฉันอยากจะให้ข้อมูลสรุปที่ครอบคลุมเกี่ยวกับมาตรฐานขอบเขตสีในอุตสาหกรรมจอภาพ โดยหวังว่าจะช่วยเหลือผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมได้
2. แนวคิดและการคำนวณขอบเขตสี
ก่อนอื่น เรามาแนะนำแนวคิดเรื่องขอบเขตสีกันก่อน ในอุตสาหกรรมการแสดงผล ขอบเขตสีหมายถึงช่วงสีที่อุปกรณ์สามารถแสดงได้ ยิ่งขอบเขตสีกว้างขึ้น ช่วงของสีที่อุปกรณ์สามารถแสดงก็จะยิ่งกว้างขึ้น และยิ่งสามารถแสดงสีที่สดใสเป็นพิเศษ (สีบริสุทธิ์) ได้มากขึ้น โดยทั่วไป ขอบเขตสี NTSC สำหรับทีวีทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 68% ถึง 72% ทีวีที่มีช่วงสี NTSC มากกว่า 92% ถือเป็นทีวีที่มีความอิ่มตัวของสีสูง/ช่วงสีกว้าง (WCG) ซึ่งมักจะทำได้ด้วยเทคโนโลยี เช่น QLED จุดควอนตัม, OLED หรือไฟแบ็คไลท์ที่มีความอิ่มตัวของสีสูง
สำหรับสายตามนุษย์ การรับรู้สีเป็นเรื่องส่วนตัวอย่างมาก และเป็นไปไม่ได้ที่จะควบคุมสีด้วยตาเพียงอย่างเดียวได้อย่างแม่นยำ ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ การออกแบบ และการผลิต จะต้องวัดปริมาณสีเพื่อให้ได้ความแม่นยำและความสม่ำเสมอในการสร้างสี ในโลกแห่งความเป็นจริง สีของสเปกตรัมที่มองเห็นได้นั้นถือเป็นพื้นที่ขอบเขตสีที่ใหญ่ที่สุด ซึ่งประกอบด้วยสีทั้งหมดที่มองเห็นได้ด้วยตามนุษย์ เพื่อให้เห็นภาพแนวคิดของโทนสี คณะกรรมาธิการระหว่างประเทศว่าด้วยการส่องสว่าง (CIE) จึงได้จัดทำแผนภาพสี CIE-xy พิกัดสีเป็นมาตรฐานของ CIE สำหรับการวัดปริมาณสี ซึ่งหมายความว่าสีใดๆ ในธรรมชาติสามารถแสดงเป็นจุด (x, y) บนแผนภาพสีได้
แผนภาพด้านล่างแสดงแผนภาพสี CIE ซึ่งสีทั้งหมดในธรรมชาติบรรจุอยู่ภายในพื้นที่รูปเกือกม้า พื้นที่สามเหลี่ยมภายในแผนภาพแสดงถึงขอบเขตสี จุดยอดของรูปสามเหลี่ยมคือสีหลัก (RGB) ของอุปกรณ์แสดงผล และสีที่เกิดจากสีหลักทั้งสามสีนี้จะอยู่ภายในรูปสามเหลี่ยม เห็นได้ชัดว่าเนื่องจากความแตกต่างในพิกัดสีหลักของอุปกรณ์แสดงผลที่แตกต่างกัน ตำแหน่งของสามเหลี่ยมจึงแตกต่างกันไป ส่งผลให้ขอบเขตสีต่างกัน ยิ่งรูปสามเหลี่ยมมีขนาดใหญ่ ขอบเขตสีก็จะยิ่งมากขึ้น สูตรคำนวณขอบเขตสีคือ:
ขอบเขต=ASALCD×100%
โดยที่ ALCD แสดงถึงพื้นที่ของสามเหลี่ยมที่เกิดจากสีหลักของจอ LCD ที่กำลังวัด และ AS แสดงถึงพื้นที่ของสามเหลี่ยมมาตรฐานของสีหลัก ดังนั้น ขอบเขตสีคืออัตราส่วนเปอร์เซ็นต์ของพื้นที่ของขอบเขตสีของจอแสดงผลต่อพื้นที่ของสามเหลี่ยมขอบเขตสีมาตรฐาน โดยความแตกต่างส่วนใหญ่เกิดจากพิกัดสีหลักที่กำหนดไว้และพื้นที่สีที่ใช้ ปริภูมิสีหลักที่ใช้อยู่ในปัจจุบันคือปริภูมิสี xy CIE 1931 และปริภูมิสี CIE 1976 u'v' ขอบเขตสีที่คำนวณในช่องว่างทั้งสองนี้แตกต่างกันเล็กน้อย แต่ความแตกต่างนั้นเล็กน้อย ดังนั้นคำแนะนำและข้อสรุปต่อไปนี้จึงอิงตามช่องว่างของสี CIE 1931 xy
Pointer's Gamut แสดงถึงช่วงของสีพื้นผิวจริงที่มองเห็นได้ด้วยตามนุษย์ มาตรฐานนี้เสนอจากการวิจัยของ Michael R. Pointer (1980) และครอบคลุมการรวบรวมสีที่สะท้อนจริง (ไม่เรืองแสงในตัวเอง) ในธรรมชาติ ดังที่แสดงในแผนภาพ จะสร้างช่วงเสียงที่ไม่ปกติ หากขอบเขตสีของจอแสดงผลสามารถรวมขอบเขตของพอยน์เตอร์ได้อย่างสมบูรณ์ จะถือว่าสามารถสร้างสีของโลกธรรมชาติได้อย่างแม่นยำ
มาตรฐานขอบเขตสีต่างๆ
มาตรฐานเอ็นทีเอสซี
มาตรฐานขอบเขตสี NTSC เป็นหนึ่งในมาตรฐานแรกสุดและใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในอุตสาหกรรมจอภาพ หากผลิตภัณฑ์ไม่ได้ระบุว่าเป็นไปตามมาตรฐานขอบเขตสีใด โดยทั่วไปจะถือว่าใช้มาตรฐาน NTSC NTSC ย่อมาจาก National Television Standards Committee ซึ่งกำหนดมาตรฐานขอบเขตสีนี้ขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2496 โดยมีพิกัดดังนี้
ช่วงสี NTSC กว้างกว่าช่วงสี sRGB มาก สูตรการแปลงระหว่างทั้งสองคือ “100% sRGB = 72% NTSC” ซึ่งหมายความว่าพื้นที่ 100% sRGB และ 72% NTSC นั้นเท่ากัน ไม่ใช่ว่าขอบเขตสีจะทับซ้อนกันโดยสิ้นเชิง สูตรการแปลงระหว่าง NTSC และ Adobe RGB คือ “100% Adobe RGB = 95% NTSC” ในบรรดาทั้งสามช่วงสี NTSC นั้นกว้างที่สุด ตามมาด้วย Adobe RGB และ sRGB
sRGB/Rec.709 มาตรฐานขอบเขตสี
sRGB (มาตรฐานสีแดงสีเขียวสีน้ำเงิน) เป็นโปรโตคอลภาษาสีที่พัฒนาโดย Microsoft และ HP ในปี 1996 เพื่อให้วิธีการมาตรฐานในการกำหนดสี ช่วยให้การแสดงสีบนจอแสดงผล เครื่องพิมพ์ และสแกนเนอร์มีความสม่ำเสมอ อุปกรณ์เก็บภาพดิจิทัลส่วนใหญ่รองรับมาตรฐาน sRGB เช่น กล้องดิจิตอล กล้องวิดีโอ สแกนเนอร์ และจอภาพ นอกจากนี้ อุปกรณ์การพิมพ์และการฉายภาพเกือบทั้งหมดยังรองรับมาตรฐาน sRGB มาตรฐานขอบเขตสี Rec.709 เหมือนกันกับ sRGB และถือว่าเทียบเท่ากัน มาตรฐาน Rec.2020 ที่อัปเดตมีขอบเขตสีหลักที่กว้างขึ้น ซึ่งจะกล่าวถึงในภายหลัง พิกัดสีหลักสำหรับมาตรฐาน sRGB มีดังนี้:
sRGB เป็นมาตรฐานที่สมบูรณ์แบบสำหรับการจัดการสี เนื่องจากสามารถนำมาใช้ได้อย่างสม่ำเสมอตั้งแต่การถ่ายภาพ การสแกน ไปจนถึงการแสดงผลและการพิมพ์ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากข้อจำกัดด้านเวลาที่กำหนดไว้ มาตรฐานขอบเขตสี sRGB จึงค่อนข้างน้อย โดยครอบคลุมประมาณ 72% ของขอบเขตสี NTSC ทุกวันนี้ ทีวีหลายรุ่นสามารถให้ขอบเขตสี sRGB เกิน 100% ได้อย่างง่ายดาย
มาตรฐานขอบเขตสี Adobe RGB
Adobe RGB คือมาตรฐานขอบเขตสีระดับมืออาชีพที่พัฒนาขึ้นพร้อมกับความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการถ่ายภาพ โดยมีพื้นที่สีที่กว้างกว่า sRGB และเสนอโดย Adobe ในปี 1998 โดยมีขอบเขตสี CMYK ซึ่งไม่มีใน sRGB ทำให้มีการไล่สีที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น สำหรับมืออาชีพด้านการพิมพ์ การถ่ายภาพ และการออกแบบที่ต้องการการปรับแต่งสีที่แม่นยำ จอแสดงผลที่ใช้ขอบเขตสี Adobe RGB จะเหมาะสมกว่า CMYK เป็นพื้นที่สีที่ใช้การผสมเม็ดสี ซึ่งมักใช้ในอุตสาหกรรมการพิมพ์และไม่ค่อยใช้ในอุตสาหกรรมการแสดงผล
มาตรฐานขอบเขตสี DCI-P3
มาตรฐานขอบเขตสี DCI-P3 ถูกกำหนดโดย Digital Cinema Initiatives (DCI) และเผยแพร่โดย Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE) ในปี 2010 โดยส่วนใหญ่จะใช้สำหรับระบบโทรทัศน์และโรงภาพยนตร์ มาตรฐาน DCI-P3 เดิมได้รับการออกแบบมาสำหรับเครื่องฉายภาพยนตร์ พิกัดสีหลักสำหรับมาตรฐาน DCI-P3 มีดังนี้:
มาตรฐาน DCI-P3 ใช้พิกัดหลักสีน้ำเงินเดียวกันกับ sRGB และ Adobe RGB พิกัดหลักสีแดงคือพิกัดของเลเซอร์โมโนโครมขนาด 615 นาโนเมตร ซึ่งสดใสกว่าพิกัดหลักสีแดง NTSC สีเขียวหลักของ DCI-P3 มีสีเหลืองเล็กน้อยเมื่อเทียบกับ Adobe RGB/NTSC แต่จะสดใสกว่า พื้นที่ขอบเขตสีหลัก DCI-P3 อยู่ที่ประมาณ 90% ของมาตรฐาน NTSC
มาตรฐานขอบเขตสี Rec.2020/BT.2020
Rec.2020 เป็นมาตรฐานโทรทัศน์ความละเอียดสูงพิเศษ (UHD-TV) ที่มีข้อกำหนดขอบเขตสี ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยี ความละเอียดของโทรทัศน์และขอบเขตสีได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ทำให้มาตรฐาน Rec.709 แบบดั้งเดิมไม่เพียงพอ Rec.2020 ซึ่งเสนอโดยสหภาพโทรคมนาคมระหว่างประเทศ (ITU) ในปี 2012 มีพื้นที่ขอบเขตสีเกือบสองเท่าของ Rec.709 พิกัดสีหลักสำหรับ Rec.2020 มีดังนี้:
มาตรฐานขอบเขตสี Rec.2020 ครอบคลุมมาตรฐาน sRGB และ Adobe RGB ทั้งหมด ขอบเขตสี DCI-P3 และ NTSC 1953 เพียงประมาณ 0.02% เท่านั้นที่อยู่นอกขอบเขตสี Rec.2020 ซึ่งถือว่าน้อยมาก Rec.2020 ครอบคลุม 99.9% ของ Pointer's Gamut ทำให้เป็นมาตรฐานขอบเขตสีที่ใหญ่ที่สุดในบรรดาที่กล่าวถึง ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีและการนำทีวี UHD มาใช้อย่างแพร่หลาย มาตรฐาน Rec.2020 จะค่อยๆ แพร่หลายมากขึ้น
บทสรุป
บทความนี้ได้แนะนำคำจำกัดความและวิธีการคำนวณของขอบเขตสีเป็นอันดับแรก จากนั้นจึงให้รายละเอียดเกี่ยวกับมาตรฐานขอบเขตสีทั่วไปในอุตสาหกรรมจอแสดงผลและเปรียบเทียบกัน จากมุมมองของพื้นที่ ความสัมพันธ์ขนาดของมาตรฐานโทนสีเหล่านี้จะเป็นดังนี้: Rec.2020 > NTSC > Adobe RGB > DCI-P3 > Rec.709/sRGB เมื่อเปรียบเทียบขอบเขตสีของจอแสดงผลต่างๆ จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องใช้มาตรฐานและพื้นที่สีเดียวกันเพื่อหลีกเลี่ยงการเปรียบเทียบตัวเลขแบบสุ่มสี่สุ่มห้า ฉันหวังว่าบทความนี้จะเป็นประโยชน์กับมืออาชีพในอุตสาหกรรมการแสดงผล หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับจอแสดงผล LED ระดับมืออาชีพ โปรดติดต่อ RTLEDทีมผู้เชี่ยวชาญ
เวลาโพสต์: 15 ก.ค.-2024