Четыре лучше трех: раздвигаем горизонты
Прекрасен и многоцветен окружающий нас мир. И это благодаря нашему зрению. Но мы все больше и больше смотрим в экраны телевизоров, компьютеров, телефонов. А как обстоят дела в этом экранном мире?
Локус и стандарты
В экранном мире существует всего три базовых цвета: красный, зеленый и синий, образующие цветовой треугольник в локусе CIE XYZ. Напомним, что локус - это все разнообразие цветов, воспринимаемых зрением. Наиболее распространенным на сегодня стандартом является стандарт sRGB. Он самым подробным образом представлен в интернетовских статьях. А пределом того, что можно получить, используя три базовых цвета, является стандарт CIE 1931 RGB. Базовые длины волн стандартов выбраны достаточно произвольно (для sRGB - близко к спектрам телевизионных люминофоров, для CIE RGB - с привязкой к спектрам паров ртути). В локусе эти цветовые треугольники выглядят так.
Нам важно оценить, насколько эти треугольники охватывают видимые цвета. Если принять площадь локуса за единицу, то sRGB треугольник охватит только 39% всех цветов, а треугольник CIE RGB с его максимально возможным охватом - 55%.
Локус и реальные цветовые треугольники
Реальные цветовые треугольники могут существенно отличаться от стандартных, потому, что вершины треугольника определяются физически реализуемыми цветами люминофоров, светодиодов и т.д.
На рисунке представлены цветовые треугольники для дисплея (CRT) и для светодиодного экрана (LED).
Относительная площадь треугольника CRT составляет 36% от площади локуса. Это близко к стандарту sRGB и это понятно, так как сам стандарт происходит из телевизионных люминофоров. Другое дело светодиоды. Здесь цветовой треугольник достигает 61% площади локуса, что даже превышает площадь CIE1931 RGB.
Можно ли еще увеличить цветовой охват светодиодных экранов, оставаясь в реальности? Да, если синие светодиоды 470 нм заменить на существующие диоды 430 нм, а красные светодиоды 625 нм заменить на также существующие диоды с длиной волны 660 нм. В этом случае площадь такого цветового треугольника составит уже 68% от площади локуса.
Здесь возникает вопрос: как при таких длинах волн изменится энергетика пикселя и, соответственно, светодиодного экрана. На этот интересный вопрос будет дан ответ в следующей статье.
Локус и цветовой четырехугольник
На этом цветовой треугольник с использованием трех светодиодов себя исчерпал. Если мы хотим увеличивать площадь цветового охвата дальше, приближаясь а площади локуса - т.е. всех видимых цветов, нужно переходить к четырем базовым цветам. К счастью, с появлением сине-зеленых светодиодов с длиной волны 505 нм, это стало возможным. На рисунке показаны цветовой четырехугольник (430 нм, 505 нм, 525 нм, 660 нм) и треугольник с расширенными цветами (430 нм, 525 нм, 660 нм)
Площадь такого цветового четырехугольника составит целых 76% от площади локуса (сравните с 61% обычного светодиодного экрана).
Улучшенный цветовой треугольник не потребует изменений в системе отображения информации, кроме замены в экране одних светодиодов на другие. В рамках модели sRGB потребуется замена длин волн: 436 на 430, 555 на 525 и 610 на 660 нм.
В цветовом четырехугольнике для модели sRGB потребуется, кроме этого, перерасчет цветов в сине-зеленой области спектра. Но это все преодолимые трудности. Результат же может нас впечатлить необыкновенными экранными цветами, так обычными в природе.
Представление цветов в CIE XYZ является наиболее употребимым, но не является идеальным. Например, в равноконтрастном цветовом пространстве L*a*b* расстояние между цветами лучше соответствует их различиям, что еще должно улучшить цифры охвата.