Дисплеи с широким цветовым охватом теперь довольно популярны и доступны на нескольких потребительских устройствах, начиная от смартфонов, 4K HDR-телевизоров, ноутбуков и т.д. Инновации в технологии отображения, такие как OLED, квантовые точки, лазерные диоды, люминофоры и другие узкополосные источники света, позволили дисплеям достичь более широкой цветовой гаммы, что позволяет более точно воспроизводить яркие цвета. Это даёт создателям контента обширную палитру для лучшей передачи их художественного замысла, которую они могут использовать или не использовать, поскольку обратная совместимость с устройствами старого поколения часто является компромиссом.
Однако, потребители могут оказаться введенными в заблуждение маркетинговым жаргоном и техническими характеристиками, которые не всегда рассказывают всю историю.
В этой статье мы обсудим основы Wide Color Gamut, как дисплей WCG повлияет на ваш опыт и как статистика WCG иногда может быть обманчивой. Давайте начнем с основ.
Что такое цвет
Цвет – это, по сути, то, как наши глаза воспринимают свет, отраженный от разных объектов. Этот видимый свет – небольшая часть электромагнитного спектра, который обнаруживается глазами и интерпретируется нашим мозгом. И всё это происходит у нас в голове, что также немного затрудняет его объективизацию. Вот почему науку о цвете называют психофизической.
Однако, исследователи сделали своё дело и разработали различные колориметрические системы, которые помогают нам геометрически представлять цвета в пространстве – это то, что мы называем цветовым пространством.
Запутались? Оставайтесь со мной ещё немного, и мы это проясним.
Для объективного измерения цвета мы рассматриваем три компонента: цветность, оттенок и яркость.
- Hue – это то, что большинство людей имеют в виду, когда говорят «цвет». Это определяет, говорим ли мы о красном, зеленом, синем, фиолетовом и т.д.
- Chroma – это интенсивность, насыщенность или богатство оттенка. На диаграмме цветности CIE различные оттенки находятся на краях треугольника. Если вы соедините оттенок на краю, скажем, 100% красного с точкой в середине (белым). Вы будете двигаться от 100% красного (полностью насыщенного) к белому в центре (ненасыщенному) по мере уменьшения Chroma.
- Luminance – это светлота или темнота цвета. При очень низких уровнях яркости цвета могут казаться размытыми или темными и даже 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? Это третья ось или измерение, которое нельзя показать на 2D-диаграмме. Цвета с яркостью можно визуализировать на 3D-графиках цветового объема, как показано ниже.
Эта ось яркости, не видимая на диаграмме цветности, является большим ограничением измерения дисплея Wide Color Gamut, поскольку таким образом мы не можем судить о цветовой гамме, которую дисплей может поддерживать на разных уровнях яркости. Мы рассмотрим это более подробно немного позже.
Что такое Wide Color Space и отличие Wide Color Gamut
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 цвет в BT.2020, sRGB и DCI-P3 будет представлен как (255,0,0), но чистый красный цвет BT.2020 будет иметь другой оттенок, чем sRGB или DCI-P3, из-за различных основных цветов, используемых в каждом цветовом пространстве.
sRGB – наиболее распространенное цветовое пространство, используемое в Интернете и для потребительских устройств, таких как мониторы, принтеры и камеры. Любое цветовое пространство, большее, чем sRGB, считается широким цветовым пространством. Современный стандарт кино – использовать цвета DCI-P3, сопоставленные в контейнере BT.2020 или с использованием координат BT.2020.
Любой дисплей, который может воспроизводить большую часть широкого цветового пространства, считается дисплеем с широким цветовым охватом. Чем выше битовая глубина вашего дисплея, тем больше уровней яркости он может обрабатывать и тем больше различимых оттенков цвета он может отображать.
Когда мы используем слово «гамма», мы по сути имеем в виду способность устройства воспроизводить диапазон цветов в пределах цветового пространства. 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, которую он покрывает, определяемую путём соединения вершин 100% красного, синего и зеленого цветов.
Почему проценты широкой цветовой гаммы могут вводить в заблуждение
Распространенное заблуждение, что двумерный треугольник цветности, площадь которого мы измеряем для выражения цветовых возможностей дисплея, охватывает все цвета в цветовом пространстве. Фактически, вы не сможете обнаружить даже критические цвета, такие как оттенки тона кожи, цвет ржавчины, лесной зелёный или жёлтый цвет банановой кожуры на диаграмме цветности!
Это потому, что хроматичность имеет размерность 2D (оттенок, насыщенность) и отличается от цвета, который является 3D (оттенок, насыщенность, яркость). Диаграмма хроматичности не учитывает яркость: важнейшее измерение для сопоставления цветов.
Истинная цветовая гамма представлена диаграммами цветового объема, как это было признано CIE в 2021 году. Тем не менее, поскольку эти трёхмерные цветовые объемы сложно сравнивать на разных устройствах, сравнение областей, охватываемых треугольниками на диаграммах цветности, остаётся 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 быть в случае просмотра одного и того же изображения на трёх разных дисплеях.
Для решения этой проблемы специалист по цвету доктор Кеничиро Масаока, который также помог определить основные координаты для цветового пространства BT2020, разработал кольцевую диаграмму гаммы, которая одновременно визуализирует распределение атрибутов яркости, цветности и оттенка на одной двухмерной диаграмме.
Как вы можете видеть, серые области обозначают области, в которых устройство не соответствует эталонному стандарту по яркости и цветам.
Дело в том, что такие показатели, как покрытие DCI-P3 в 99% или BT.2020 в 86%, иногда могут вводить в заблуждение, и вам следует с осторожностью приобретать дисплеи, основываясь на, казалось бы, впечатляющих характеристиках WCG.
Кроме того, цветовая гамма вашего дисплея может меняться с изменением цветовой температуры и цветового профиля, который вы используете. Статистика покрытия, которую заявляют производители, может не соответствовать действительности для самого точного по цвету профиля.
Преимущества дисплеев с широким цветовым охватом
Несовершенства популярных методов измерения для широкой цветовой гаммы не означают, что широкая цветовая гамма бесполезна. Поддержка широкой цветовой гаммы означает, что ваш дисплей может быть точным и ярким одновременно. Это означает, что потребители не будут чувствовать желания переключиться на менее точные, но яркие цветовые профили, и большую часть контента можно будет просматривать так, как задумано. Однако, для этого требуется надлежащая программная поддержка широкой цветовой гаммы на протяжении всего конвейера контента и программного обеспечения.
При потоковой передаче правильно градуированного HDR-контента цвета широкой цветовой гаммы дают заметную разницу, даже если большинство цветов по-прежнему выбираются из пространства sRGB. Это становится очевидным, если сравнить кадры SDR и HDR бок о бок, что делает HDR полезным даже на телевизорах, которые могут не обеспечивать высокую пиковую яркость или надлежащее отображение тонов.
Хотя цвета sRGB остаются более распространенными, внедрение DCI-P3 растёт на потребительском оборудовании, и программное обеспечение медленно следует этому примеру. Например, в iOS и macOS от Apple цвета DCI-P3 разбросаны по всей ОС, в то время как Windows и Android, как известно, следуют относительно более консервативному подходу, возможно, для обратной совместимости.
