1. Giới thiệu
Tại các triển lãm gần đây, các công ty khác nhau xác định tiêu chuẩn gam màu khác nhau cho màn hình của họ, chẳng hạn như NTSC, sRGB, Adobe RGB, DCI-P3 và BT.2020. Sự khác biệt này khiến việc so sánh trực tiếp dữ liệu gam màu giữa các công ty khác nhau trở nên khó khăn và đôi khi một bảng có gam màu 65% trông rực rỡ hơn bảng có gam màu 72%, gây nhầm lẫn đáng kể cho khán giả. Với sự tiến bộ của công nghệ, ngày càng có nhiều TV chấm lượng tử (QD) và TV OLED với gam màu rộng đang gia nhập thị trường. Chúng có thể hiển thị màu sắc đặc biệt sống động. Do đó, tôi muốn cung cấp bản tóm tắt toàn diện về tiêu chuẩn gam màu trong ngành màn hình, hy vọng có thể hỗ trợ các chuyên gia trong ngành.
2. Khái niệm và tính toán gam màu
Đầu tiên, hãy giới thiệu khái niệm về gam màu. Trong ngành màn hình, gam màu đề cập đến dải màu mà thiết bị có thể hiển thị. Gam màu càng lớn thì dải màu mà thiết bị có thể hiển thị càng rộng và càng có khả năng hiển thị các màu đặc biệt sống động (màu thuần). Nói chung, gam màu NTSC cho TV thông thường là khoảng 68% đến 72%. TV có gam màu NTSC lớn hơn 92% được coi là TV có độ bão hòa màu cao/gam màu rộng (WCG), thường đạt được nhờ các công nghệ như QLED chấm lượng tử, OLED hoặc đèn nền có độ bão hòa màu cao.
Đối với mắt người, nhận thức màu sắc mang tính chủ quan cao và không thể kiểm soát chính xác màu sắc chỉ bằng mắt. Trong quá trình phát triển, thiết kế và sản xuất sản phẩm, màu sắc phải được định lượng để đạt được độ chính xác và nhất quán trong việc tái tạo màu sắc. Trong thế giới thực, các màu của quang phổ nhìn thấy được tạo thành không gian gam màu lớn nhất, chứa tất cả các màu mà mắt người có thể nhìn thấy được. Để thể hiện trực quan khái niệm gam màu, Ủy ban Chiếu sáng Quốc tế (CIE) đã thiết lập biểu đồ màu sắc CIE-xy. Tọa độ màu là tiêu chuẩn của CIE để định lượng màu, nghĩa là bất kỳ màu nào trong tự nhiên đều có thể được biểu diễn dưới dạng điểm (x, y) trên biểu đồ màu.
Sơ đồ bên dưới thể hiện sơ đồ sắc độ CIE, trong đó tất cả các màu trong tự nhiên đều nằm trong khu vực hình móng ngựa. Vùng hình tam giác trong sơ đồ biểu thị gam màu. Các đỉnh của hình tam giác là các màu cơ bản (RGB) của thiết bị hiển thị và các màu có thể được tạo thành bởi ba màu cơ bản này đều nằm trong hình tam giác. Rõ ràng, do sự khác biệt về tọa độ màu cơ bản của các thiết bị hiển thị khác nhau, vị trí của hình tam giác cũng khác nhau, dẫn đến các gam màu khác nhau. Hình tam giác càng lớn thì gam màu càng lớn. Công thức tính gam màu là:
Gam màu=ASALCD×100%
trong đó ALCD biểu thị diện tích của tam giác được hình thành bởi các màu cơ bản của màn hình LCD đang được đo và AS biểu thị diện tích của tam giác tiêu chuẩn gồm các màu cơ bản. Do đó, gam màu là tỷ lệ phần trăm giữa diện tích gam màu của màn hình với diện tích của tam giác gam màu tiêu chuẩn, với sự khác biệt chủ yếu phát sinh từ tọa độ màu chính được xác định và không gian màu được sử dụng. Các không gian màu chính hiện đang được sử dụng là không gian sắc độ CIE 1931 xy và không gian màu CIE 1976 u'v'. Gam màu được tính toán trong hai không gian này hơi khác nhau một chút, nhưng sự khác biệt là nhỏ, do đó phần giới thiệu và kết luận sau đây dựa trên không gian màu CIE 1931 xy.
Gam màu của con trỏ đại diện cho dải màu bề mặt thực mà mắt người có thể nhìn thấy được. Tiêu chuẩn này được đề xuất dựa trên nghiên cứu của Michael R. Pointer (1980) và bao gồm tập hợp các màu sắc phản chiếu thực (không tự phát sáng) trong tự nhiên. Như thể hiện trong sơ đồ, nó tạo thành một gam màu không đều. Nếu gam màu của màn hình có thể bao gồm đầy đủ Gam màu của Con trỏ thì nó được coi là có khả năng tái tạo chính xác màu sắc của thế giới tự nhiên.
Tiêu chuẩn gam màu khác nhau
Tiêu chuẩn NTSC
Tiêu chuẩn gam màu NTSC là một trong những tiêu chuẩn sớm nhất và được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành màn hình. Nếu một sản phẩm không chỉ định tiêu chuẩn gam màu nào thì sản phẩm đó thường được cho là sử dụng tiêu chuẩn NTSC. NTSC là viết tắt của Ủy ban Tiêu chuẩn Truyền hình Quốc gia, cơ quan đã thiết lập tiêu chuẩn gam màu này vào năm 1953. Tọa độ của nó như sau:
Gam màu NTSC rộng hơn nhiều so với gam màu sRGB. Công thức chuyển đổi giữa chúng là “100% sRGB = 72% NTSC”, có nghĩa là diện tích của 100% sRGB và 72% NTSC là tương đương nhau chứ không phải gam màu của chúng hoàn toàn trùng nhau. Công thức chuyển đổi giữa NTSC và Adobe RGB là “100% Adobe RGB = 95% NTSC”. Trong số ba loại, gam màu NTSC là rộng nhất, tiếp theo là Adobe RGB và sau đó là sRGB.
Tiêu chuẩn gam màu sRGB/Rec.709
sRGB (đỏ xanh lục xanh tiêu chuẩn) là giao thức ngôn ngữ màu được Microsoft và HP phát triển vào năm 1996 nhằm cung cấp một phương pháp tiêu chuẩn để xác định màu, cho phép thể hiện màu nhất quán trên màn hình, máy in và máy quét. Hầu hết các thiết bị thu nhận hình ảnh kỹ thuật số đều hỗ trợ chuẩn sRGB, chẳng hạn như máy ảnh kỹ thuật số, máy quay phim, máy quét và màn hình. Ngoài ra, hầu hết tất cả các thiết bị in và trình chiếu đều hỗ trợ chuẩn sRGB. Tiêu chuẩn gam màu Rec.709 giống hệt với sRGB và có thể được coi là tương đương. Tiêu chuẩn Rec.2020 được cập nhật có gam màu cơ bản rộng hơn, điều này sẽ được thảo luận sau. Tọa độ màu chính cho tiêu chuẩn sRGB như sau:
sRGB là tiêu chuẩn tuyệt đối cho việc quản lý màu sắc vì nó có thể được áp dụng thống nhất từ chụp ảnh và quét cho đến hiển thị và in ấn. Tuy nhiên, do hạn chế về thời điểm được xác định nên tiêu chuẩn gam màu sRGB tương đối nhỏ, bao phủ khoảng 72% gam màu NTSC. Ngày nay, nhiều TV dễ dàng vượt quá gam màu 100% sRGB.
Tiêu chuẩn gam màu Adobe RGB
Adobe RGB là một tiêu chuẩn gam màu chuyên nghiệp được phát triển cùng với sự tiến bộ của công nghệ nhiếp ảnh. Nó có không gian màu rộng hơn sRGB và được Adobe đề xuất vào năm 1998. Nó bao gồm gam màu CMYK, không có trong sRGB, cung cấp khả năng chuyển màu phong phú hơn. Đối với các chuyên gia in ấn, nhiếp ảnh và thiết kế cần điều chỉnh màu sắc chính xác, màn hình sử dụng gam màu Adobe RGB sẽ phù hợp hơn. CMYK là không gian màu dựa trên sự pha trộn sắc tố, thường được sử dụng trong ngành in và hiếm khi được sử dụng trong ngành hiển thị.
Tiêu chuẩn gam màu DCI-P3
Tiêu chuẩn gam màu DCI-P3 được Sáng kiến Điện ảnh Kỹ thuật số (DCI) xác định và được Hiệp hội Kỹ sư Điện ảnh và Truyền hình (SMPTE) phát hành vào năm 2010. Tiêu chuẩn này chủ yếu được sử dụng cho các hệ thống truyền hình và rạp chiếu phim. Tiêu chuẩn DCI-P3 ban đầu được thiết kế cho máy chiếu phim. Tọa độ màu chính cho tiêu chuẩn DCI-P3 như sau:
Chuẩn DCI-P3 có chung tọa độ chính màu xanh lam với sRGB và Adobe RGB. Tọa độ chính màu đỏ của nó là tọa độ của tia laser đơn sắc 615nm, sống động hơn tọa độ chính màu đỏ NTSC. Màu xanh lá cây chính của DCI-P3 hơi ngả vàng so với Adobe RGB/NTSC, nhưng sống động hơn. Vùng gam màu chính DCI-P3 đạt khoảng 90% tiêu chuẩn NTSC.
Tiêu chuẩn gam màu Rec.2020/BT.2020
Rec.2020 là tiêu chuẩn Truyền hình độ nét cực cao (UHD-TV) bao gồm các thông số kỹ thuật về gam màu. Với sự tiến bộ của công nghệ, độ phân giải và gam màu của tivi tiếp tục được cải thiện khiến tiêu chuẩn Rec.709 truyền thống trở nên bất cập. Rec.2020, được Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) đề xuất vào năm 2012, có vùng gam màu gần gấp đôi so với Rec.709. Tọa độ màu chính cho Rec.2020 như sau:
Tiêu chuẩn gam màu Rec.2020 bao gồm toàn bộ tiêu chuẩn sRGB và Adobe RGB. Chỉ có khoảng 0,02% gam màu DCI-P3 và NTSC 1953 nằm ngoài gam màu Rec.2020 là không đáng kể. Rec.2020 bao phủ 99,9% Gam màu của Con trỏ, khiến nó trở thành tiêu chuẩn gam màu lớn nhất trong số những gam màu được thảo luận. Với sự tiến bộ của công nghệ và việc áp dụng rộng rãi TV UHD, tiêu chuẩn Rec.2020 sẽ dần trở nên phổ biến hơn.
Phần kết luận
Bài viết này lần đầu tiên giới thiệu định nghĩa và phương pháp tính toán gam màu, sau đó trình bày chi tiết các tiêu chuẩn gam màu phổ biến trong ngành màn hình và so sánh chúng. Từ góc độ khu vực, mối quan hệ kích thước của các tiêu chuẩn gam màu này như sau: Rec.2020 > NTSC > Adobe RGB > DCI-P3 > Rec.709/sRGB. Khi so sánh gam màu của các màn hình khác nhau, điều quan trọng là phải sử dụng cùng một tiêu chuẩn và không gian màu để tránh so sánh các con số một cách mù quáng. Tôi hy vọng bài viết này hữu ích cho các chuyên gia trong ngành màn hình. Để biết thêm thông tin về màn hình LED chuyên nghiệp, vui lòngliên hệ với RTLEDđội ngũ chuyên gia.
Thời gian đăng: 15-07-2024