Сейчас очень популярны дисплеи с широкой цветовой гаммой, которые можно найти на разных устройствах для потребителей, включая смартфоны, телевизоры с разрешением 4K HDR, ноутбуки и многое другое.
Инновации в технологии отображения, такие как OLED, квантовые точки, лазерные диоды, люминофоры и узкополосные источники света, позволяют создавать дисплеи с более широкой цветовой гаммой. Это обеспечивает более точное воспроизведение ярких цветов, предоставляя создателям контента обширную палитру для передачи своих художественных замыслов. Однако обратная совместимость с устройствами старого поколения может быть компромиссом.
Потребители могут быть введены в заблуждение маркетинговым жаргоном и техническими характеристиками, которые не всегда полностью отражают правду. В этой статье мы рассмотрим основы широкой цветовой гаммы и то, как она влияет на ваше восприятие. Мы также обсудим, как статистика WCG иногда может быть обманчивой.
Что такое цвет?
Видимый свет - это лишь небольшая часть электромагнитного спектра. Итак, как много мы видим на самом деле?
Цвет — это то, как наши глаза воспринимают свет, отражённый от различных объектов. Видимый свет — это лишь небольшая часть электромагнитного спектра, который мы можем видеть и интерпретировать нашим мозгом.
Всё это происходит в нашем сознании, что делает объективную оценку цвета немного затруднительной. Поэтому науку о цвете называют психофизической.
Тем не менее, исследователи разработали различные колориметрические системы, которые позволяют нам геометрически представлять цвета в пространстве. Это то, что мы называем цветовым пространством.
Запутался? Останься со мной еще немного, и давай проясним это.
Для объективного измерения цветов мы рассматриваем три компонента – цветность, оттенок и яркость.
- Оттенок – это на самом деле то, что большинство людей имеют в виду, когда говорят ‘цвет’. Это указывает, говорим ли мы о красном, зеленом, синем, фиолетовом и так далее.
- Цветность – цветность - это интенсивность, насыщенность оттенка. На диаграмме цветности CIE разные оттенки расположены по краям треугольника. Если вы соединяете оттенок по краю, скажем, 100% красный, с точкой посередине (белой). По мере уменьшения цветности вы будете переходить от 100% красного (полностью насыщенного) к белому в центре (ненасыщенному).
- Яркость – Яркость - это яркость или затемнение цвета. При очень низких уровнях яркости цвета могут казаться размытыми или темными и даже могут восприниматься как черные. И наоборот, при очень высоких уровнях яркости цвета могут подавляться яркостью и восприниматься как белые.
Где находится яркость на диаграмме цветности CIE? Ну, это третья ось или измерение, которое нельзя показать на 2D-диаграмме. Цвета с яркостью можно визуализировать на 3D-графиках объема цвета, как показано ниже.
Эта ось яркости, не видимая на диаграмме цветности, является серьезным ограничением при измерении дисплея с широким цветовым охватом, поскольку таким образом мы не можем судить о цветовой гамме, которую дисплей может поддерживать при разных уровнях яркости. Позже мы рассмотрим это более подробно.
Что такое широкое цветовое пространство? Чем оно отличается от широкой цветовой гаммы?
Итак, по сути, цветовое пространство - это определенный треугольник на диаграмме цветности CIE 1931 XY. Проще говоря, более широкое цветовое пространство означает больший треугольник на диаграмме цветности CIE.
Чистый красный в BT.2020, sRGB и DCI-P3 будут представлены (255,0,0), но чистый красный в BT.2020 будет другого оттенка, чем sRGB или DCI-P3, из-за разных основных цветов, используемых в каждом цветовом пространстве.
sRGB - это наиболее распространенное цветовое пространство, используемое в Интернете и для потребительских устройств, таких как мониторы, принтеры и камеры. Любое цветовое пространство большего размера, чем sRGB, квалифицируется как широкое цветовое пространство. Стандартом современного кинотеатра является использование цветов DCI-P3, отображаемых в контейнере BT.2020 или с использованием координат BT.2020.
Любой дисплей, способный воспроизводить значительную часть широкого цветового пространства, квалифицируется как дисплей с широким цветовым охватом. Чем выше разрядность вашего дисплея, тем больше уровней яркости он может поддерживать и тем более различимые оттенки цвета он может отображать.
Когда мы используем слово “гамма”, мы, по сути, имеем в виду способность устройства воспроизводить диапазон цветов в цветовом пространстве. Обычно дисплей, который может покрывать 90% или более DCI-P3 или 95% или более Adobe RGB, называется дисплеем с широким цветовым охватом.
Под “покрытием” мы подразумеваем область внутри треугольника цветности, который оно покрывает, определяемую путем соединения 100% красных, синих и зеленых вершин.
Почему процентное соотношение широких цветовых гамм может вводить в заблуждение
Распространенным заблуждением является то, что 2D-треугольник цветности, площадь которого мы измеряем для выражения цветовых возможностей дисплея, охватывает все цвета в цветовом пространстве. На самом деле, вы не сможете определить на диаграмме цветности даже важные для памяти цвета, такие как оттенки кожи, цвет ржавчины, лесной зелени или желтый цвет банановой кожуры!
Это связано с тем, что цветность является 2D (оттенок, цветность) и отличается от цвета, который является 3D (оттенок, цветность, яркость). На диаграмме цветности не учитывается яркость, важнейший параметр для отображения цветов.
Истинная цветовая гамма представлена диаграммами объема цветов, как это было признано CIE в 2021 году. Тем не менее, поскольку эти объемные 3D-изображения трудно сравнивать на разных устройствах, сравнение областей, покрытых треугольниками на диаграммах цветности, остается общепринятым отраслевым стандартом.
Изображение ниже демонстрирует проблему. Как вы можете понять, диаграмма цветности для трех сценариев показывает одни и те же цвета, но фактическая сцена отличается. Это также может иметь место при просмотре одного и того же изображения на трех разных дисплеях.
Для решения проблемы специалист по цветоведению доктор Кеничиро Масаока, который также помог определить первичные координаты для цветового пространства BT2020, разработал кольцевую область охвата, которая одновременно визуализирует распределение атрибутов яркости, цветности и оттенка на одной 2D-диаграмме.
Как вы можете видеть, серые области обозначают места, где устройство не может соответствовать эталонному стандарту с точки зрения яркости и цветов
Дело в том, что статистика, такая как 99% охвата DCI-P3 или 86% BT.2020, иногда может вводить в заблуждение, и вам следует с осторожностью относиться к покупке дисплеев, основанных на, казалось бы, впечатляющих спецификациях WCG.
Кроме того, цветовая гамма вашего дисплея может меняться при изменении цветовой температуры и используемого вами цветового профиля. Статистика покрытия, заявленная производителями, может не соответствовать действительности для наиболее точного цветового профиля.
Преимущества дисплеев с широкой цветовой гаммой
Недостатки популярных методов измерения широкого цветового охвата не означают, что он бесполезен. Наоборот, поддержка широкого цветового охвата означает, что ваш экран может быть одновременно точным и ярким. Это означает, что у пользователей не будет необходимости переключаться на менее точные, но более выразительные цветовые профили, и бо́льшую часть контента можно будет просматривать так, как задумывалось. Однако для этого нужна правильная программная поддержка широкого цветового охвата во всём контенте и программном обеспечении.
При потоковой передаче правильно откалиброванного HDR-контента цвета с широким цветовым охватом заметно отличаются, даже если большинство цветов всё ещё выбираются из пространства sRGB. Это становится очевидным при параллельном сравнении SDR и HDR, что делает HDR полезным даже на телевизорах, которые могут не обеспечивать высокую пиковую яркость или надлежащее отображение тонов.
В то время как цвета sRGB остаются наиболее распространёнными, использование DCI-P3 растёт на потребительском оборудовании, и программное обеспечение постепенно следует этому примеру. Например, в iOS и macOS от Apple цвета DCI-P3 распределены по всей операционной системе, в то время как Windows и Android, как известно, придерживаются более консервативного подхода, возможно, для обеспечения обратной совместимости.