1. Вступ
На останніх виставках різні компанії по-різному визначають стандарти колірної гами для своїх дисплеїв, наприклад NTSC, sRGB, Adobe RGB, DCI-P3 і BT.2020. Ця розбіжність ускладнює пряме порівняння даних колірної гами різних компаній, і іноді панель із кольоровою гамою 65% виглядає яскравішою, ніж панель із 72% кольоровою гамою, що викликає значну плутанину серед аудиторії. З розвитком технологій на ринок з’являється все більше телевізорів із квантовими точками (QD) і OLED-телевізорів із широкою палітрою кольорів. Вони можуть відображати надзвичайно яскраві кольори. Тому я хотів би надати вичерпний огляд стандартів колірної гами в індустрії дисплеїв, сподіваючись допомогти професіоналам галузі.
2. Поняття та розрахунок колірної гами
Спочатку введемо поняття колірної гами. У індустрії дисплеїв колірна гамма означає діапазон кольорів, які може відображати пристрій. Чим ширша палітра кольорів, тим ширший діапазон кольорів може відображати пристрій і тим краще він здатний відображати особливо яскраві кольори (чисті кольори). Загалом кольорова гама NTSC для типових телевізорів становить від 68% до 72%. Телевізор із кольоровим охопленням NTSC понад 92% вважається телевізором із високою насиченістю кольорів/широким охопленням кольорів (WCG), що зазвичай досягається за допомогою таких технологій, як квантові точки QLED, OLED або підсвічування з високою насиченістю кольорів.
Для людського ока сприйняття кольорів є дуже суб’єктивним, і неможливо точно контролювати кольори одним лише оком. При розробці, проектуванні та виробництві продукту колір повинен бути кількісно визначений, щоб досягти точності та узгодженості відтворення кольорів. У реальному світі кольори видимого спектру складають найбільший простір колірної гами, що містить усі кольори, видимі людським оком. Щоб наочно представити концепцію колірної гами, Міжнародна комісія з освітлення (CIE) створила діаграму кольоровості CIE-xy. Координати кольоровості є стандартом CIE для кількісного визначення кольору, тобто будь-який природний колір можна представити як точку (x, y) на діаграмі кольоровості.
На діаграмі нижче показано діаграму кольоровості CIE, де всі кольори природи містяться в області у формі підкови. Трикутна область на діаграмі представляє колірну гаму. Вершини трикутника є основними кольорами (RGB) пристрою відображення, і кольори, які можуть бути утворені цими трьома основними кольорами, містяться в трикутнику. Очевидно, через відмінності в координатах основного кольору різних пристроїв відображення положення трикутника змінюється, що призводить до різних колірних гам. Чим більше трикутник, тим більше колірна гамма. Формула для розрахунку колірної гами така:
Гамма=ASALCD×100%
де ALCD представляє площу трикутника, утвореного основними кольорами вимірюваного РК-дисплея, а AS представляє площу стандартного трикутника основних кольорів. Таким чином, колірна гамма — це відсоткове відношення площі колірної гами дисплея до площі стандартного трикутника колірної гами, причому відмінності в основному виникають через визначені координати основного кольору та колірний простір, що використовується. Основними просторами кольорів, які зараз використовуються, є простір кольорів CIE 1931 xy та простір кольорів CIE 1976 u'v'. Колірна гамма, розрахована в цих двох просторах, дещо відрізняється, але різниця незначна, тому наступний вступ і висновки базуються на просторі кольоровості CIE 1931 xy.
Гама вказівника представляє діапазон реальних кольорів поверхні, видимих людським оком. Цей стандарт був запропонований на основі дослідження Майкла Р. Пойнтера (1980) і охоплює сукупність реальних відбитих кольорів (несамосвітних) у природі. Як показано на схемі, він утворює нерегулярну гаму. Якщо колірна гамма дисплея може повністю охоплювати гамму покажчика, він вважається здатним точно відтворювати кольори світу природи.
Різні стандарти колірної гами
Стандарт NTSC
Стандарт колірної гами NTSC є одним із найперших і найпоширеніших стандартів у галузі дисплеїв. Якщо продукт не вказує, якому стандарту колірної гами він дотримується, зазвичай передбачається використання стандарту NTSC. NTSC розшифровується як Національний комітет стандартів телебачення, який встановив цей стандарт колірної гами в 1953 році. Його координати такі:
Колірна гамма NTSC значно ширша, ніж колірна гамма sRGB. Формула перетворення між ними така: «100% sRGB = 72% NTSC», що означає, що області 100% sRGB і 72% NTSC еквівалентні, а не те, що їхні колірні гами повністю перекриваються. Формула перетворення між NTSC і Adobe RGB така: «100% Adobe RGB = 95% NTSC». Серед цих трьох колірна гамма NTSC є найширшою, за нею йде Adobe RGB, а потім sRGB.
Стандарт колірної гами sRGB/Rec.709
sRGB (стандарт Red Green Blue) — це протокол мови кольорів, розроблений Microsoft і HP у 1996 році для забезпечення стандартного методу визначення кольорів, що забезпечує узгоджене представлення кольорів на дисплеях, принтерах і сканерах. Більшість пристроїв отримання цифрових зображень підтримують стандарт sRGB, наприклад цифрові фотоапарати, відеокамери, сканери та монітори. Крім того, майже всі пристрої друку та проектування підтримують стандарт sRGB. Стандарт колірної гами Rec.709 ідентичний sRGB і може вважатися еквівалентним. Оновлений стандарт Rec.2020 має більш широку палітру основних кольорів, про яку мова піде пізніше. Координати основного кольору для стандарту sRGB такі:
sRGB є абсолютним стандартом для керування кольором, оскільки його можна однаково застосувати від фотографії та сканування до відображення та друку. Однак через обмеження того часу, коли він був визначений, стандарт кольорової гами sRGB відносно невеликий і охоплює приблизно 72% колірної гами NTSC. Сьогодні багато телевізорів легко перевищують 100% кольорову гаму sRGB.
Стандарт колірної гами Adobe RGB
Adobe RGB — це професійний стандарт колірної гами, розроблений з урахуванням передових технологій фотографії. Він має ширший колірний простір, ніж sRGB, і був запропонований Adobe у 1998 році. Він включає кольорову гаму CMYK, якої немає в sRGB, забезпечуючи багатші градації кольорів. Для професіоналів у поліграфії, фотографії та дизайні, які потребують точного налаштування кольорів, більше підійдуть дисплеї, які використовують кольорову гаму Adobe RGB. CMYK — це колірний простір, заснований на змішуванні пігментів, який зазвичай використовується в поліграфічній промисловості та рідко в індустрії дисплеїв.
Стандарт колірної гами DCI-P3
Стандарт колірної гами DCI-P3 був визначений Digital Cinema Initiatives (DCI) і випущений Товариством інженерів кіно та телебачення (SMPTE) у 2010 році. Він в основному використовується для телевізійних систем і кінотеатрів. Стандарт DCI-P3 спочатку був розроблений для кінопроекторів. Координати основного кольору для стандарту DCI-P3 такі:
Стандарт DCI-P3 використовує ту саму основну координату синього кольору, що й sRGB і Adobe RGB. Його червона первинна координата — це координата монохроматичного лазера з довжиною хвилі 615 нм, яка є більш яскравою, ніж червона основна координата NTSC. Основний зелений колір DCI-P3 трохи жовтуватий порівняно з Adobe RGB/NTSC, але більш яскравий. Область основної колірної гами DCI-P3 становить близько 90% від стандарту NTSC.
Стандарт колірної гами Rec.2020/BT.2020
Rec.2020 — це стандарт телебачення надвисокої чіткості (UHD-TV), який містить специфікації колірної гами. З розвитком технологій телевізійна роздільна здатність і кольорова гама продовжують покращуватися, що робить традиційний стандарт Rec.709 неадекватним. Rec.2020, запропонований Міжнародним союзом електрозв’язку (ITU) у 2012 році, має площу колірної гами майже вдвічі більшу, ніж Rec.709. Координати основного кольору для Rec.2020 такі:
Стандарт колірної гами Rec.2020 охоплює всі стандарти sRGB і Adobe RGB. Лише близько 0,02% колірних гам DCI-P3 і NTSC 1953 виходять за межі колірної гами Rec.2020, що є незначним. Rec.2020 охоплює 99,9% гами Pointer, що робить його найбільшим стандартом колірної гами серед обговорюваних. З розвитком технологій і широким впровадженням UHD-телевізорів стандарт Rec.2020 поступово ставатиме все більш поширеним.
Висновок
У цій статті спочатку було представлено визначення та метод розрахунку колірної гами, а потім детально описано загальні стандарти колірної гами в індустрії дисплеїв і порівняно їх. З точки зору площі співвідношення розмірів цих стандартів колірної гами є таким: Rec.2020 > NTSC > Adobe RGB > DCI-P3 > Rec.709/sRGB. Порівнюючи колірні гами різних дисплеїв, дуже важливо використовувати той самий стандарт і колірний простір, щоб уникнути сліпого порівняння чисел. Я сподіваюся, що ця стаття стане в нагоді професіоналам у галузі дисплеїв. Для отримання додаткової інформації про професійні світлодіодні дисплеї, будь ласказв'яжіться з RTLEDкоманда експертів.
Час публікації: 15 липня 2024 р