Цветовой охват в телевизорах

В технике для работы со цветовым пространством принята математическая модель от организации CIE (Международная комиссия по освещению).

CIE определила цветовое пространство, как оно используется сегодня, в 1931 году, отсюда и название цветового пространства "CIE 1931". Сюда вошли все видимые человеком цвета. Это максимум, доступный человеческому глазу. Нет еще техники, ни фото, ни видео, которая могла бы создать и отобразить все эти цвета.

Для одинакового отображения одной фотографии или видео картинки на разных устройствах (мониторах, телевизорах, принтерах и др.) нужна одинаковая настройка цветопередачи. Для этого ввели разные стандарты, которые назывались “цветовой охват”.

Цветовой охват — те цвета, которые может обрабатывать устройство. Для дисплея – это те цвета, которые он отображает. Цветовой охват четко определяется границами на графике цветового пространства CIE 1931.

Хотя по охвату стандарты sRGB и Rec. 709 практически равны, но это разные стандарты, один для изображений, а другой для видео.

Именно желание улучшить цветовой охват и цветопередачу заставляют производителей улучшать и находить новые виды лед подсветки у телевизоров. Для этого нужно увеличивать световой спектральный диапазон. Особенно это актуально стало к 2015 году, когда внедрение разрешения Ultra HD 4K стало массовым.

А для стандарта Ultra HD приняты свои спецификации, и для цветового охвата так же введен свой стандарт Rec. 2020 (75,8% от пространства CIE 1931). А для самого распространенного на сегодня разрешения Full HD действует Rec. 709 (35,9% от пространства CIE 1931).

На рисунке представлено цветовое пространство CIE 1931, а треугольниками ограничено цветовое пространство для Rec. 2020 и Rec. 709

Количество цветов

Не нужно путать цветовой охват и количество цветов, которое способен отобразить экран. За цветовой охват отвечает технология производства дисплея, а за количество цветов отвечает количество бит в матрице на один цвет. Экраны Full HD поддерживают 8-битный цвет, что позволяет им отображать до 16,7 млн цветов. А экраны Ultra HD поддерживают (должны поддерживать по спецификации) 12 бит на канал цветности, что соответствует 69 миллиардам отображаемых цветов.

Флагманы среди тв каждой фирмы на каждый канал цветности своих экранов имеют по 10 бит, что соответсвует 1 миллиарду цветов. Младшие модели по 8 бит.

Цветовой охват показывает, какие цвета способен отображать экран. А количество цветов показывает, на сколько градаций можно разделить цветовой диапазон, определяемый цветовым охватом. Чем больше количество цветов, тем больше дисплей отобразит оттенков и полутонов. Если увеличивать цветовой охват без увеличения количества цветов (количество бит на канал), то на градиентах (плавный переход от одного цвета к другому) будут видны линии перехода на другой оттенок.

Получается, что новый стандарт Ultra HD означает не только более высокое разрешение, но и другое качество изображения, увеличивается количество информации о цвете. Но существующие дисплеи не способны воспроизвести такое качество, вот и приходится искать новые методы LED подсветки, которые увеличивают цветовой охват. На сегодня используют квантовые точки.

sRGB

Цветовой охват sRGB — это стандарт представления цвета, который использует модель RGB. У такой модели любой цвет получают смешиванием красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue) в разных пропорциях.

sRGB ввели в 90-е года, он используется для мониторов, принтеров, фоторедакторов, этот стандарт применяют для интернет-сайтов и соцсетей. Поэтому, сделав фото на телефон, можно быть увереным, что и на мониторе, и в интернете это фото будет с правильным (одинаковым) цветовым охватом.

sRGB — это 35% от пространства CIE 1931.

Adobe RGB

Цветовой охват Adobe RGB — это стандарт с большим охватом, чем sRGB. Он используется профессионалами в фотографии, или для создания рекламной продукции и др. Для простых пользователей он излишен. Мониторы с таким охватом стоят дороже.

Цветовой охват Adobe RGB, который используется в профессиональной среде, составляет 52,1 % от пространства CIE 1931.

NTSC

Бывает, что для ноутбуков используют цветовой охват NTSC. Он был введен в 1953 году и использовался для аналогового телевидения. Потом этот стандарт постепенно вывели с использования. Сейчас цветовой охват NTSC (1953) используют больше для подмены понятий, чем как характеристику дисплея.

В 1976 году Европейский радиовещательный союз внес некоторые изменения. Новая версия стандарта, получившая название 72%NTSC, ориентируется на более совершенную технологию производства телевизоров и охватывает 72% оттенков оригинального цветового пространства NTSC, принятого в 1953 году. С самого момента своего создания стандарт 72%NTSC стал базовым для цветных телевизоров.

• 72% от охвата NTSC — это почти 100% sRGB
• 45% NTSC — примерно равно 57-62% sRGB

Для NTSC на 45% это будет 6-битная матрица и 256 тыс. цветов, а на 72% уже 8-битная матрица с 16 миллионами цветов.

DCI-P3

DCI-P3 — цветовое пространство, используемое в цифровых кинотеатрах. Стандарт DCI-P3 обладает цветовым охватом, используемым в кинематографе, и охватывает 45,5% оттенков цветового пространства CIE 1931.

Когда люди стали смотреть фильмы на смартфонах, планшетах и компьютерах, а не ходить в кинотеатры, стандарт DCI-P3 начал внедряться в эти устройства для достижения более точной цветопередачи по сравнению со стандартом sRGB.

Больший цветовой охват дает возможность телевизору давать более чистые и натуральные цвета.