Что лучше srgb или dci p3
Что такое цветовое пространство? Разбор
Восприятие цвета — довольно субъективная штука. Кто-то любит более насыщенные и контрастные цвета, кто-то наоборот предпочитает более сдержанные оттенки. Тем не менее, даже в таком субъективном вопросе как восприятие цвета — есть строгая наука. Наверняка, вы слышали такие термины как sRGB, дельта E. Сегодня разберемся, что все это значит…
Поэтому сегодня мы поговорим о том, что такое цветовое пространство и цветовой охват?
Это значит, что на нашей сетчатке глаза есть три вида рецепторов (колбочек), чувствительных к свету разной длины волны: S, M, L (от англ. short,medium, long). Соответственно S-колбочки преимущественно воспринимают синий цвет, М — зеленый, L — красный.
А это значит, что смешивая три цвета в разных пропорциях мы можем получить любой оттенок. Поэтому пиксели в современных дисплеях состоят из трёх базовых цветов: зеленого, синего и красного.
Получается, что если создать три источника света с эталонными синим, зеленым и красным излучателем, то смешивая цвета в разных пропорциях мы сможем получить любой оттенок. В целом, да. Но есть важная ремарка, в основе такого формирования цвета лежит аддитивная цветовая модель. То есть модель, в которой цвет создаётся путём сложения.
Но бывает еще субтрактивная цветовая модель, где разные цвета формируются путем вычитания. Субтрактивной модели нас учили в детстве, когда рассказывали, как смешивать краски. Эта же модель используется в полиграфии, и более известна вам как CMYK.
Но сегодня мы будем говорить, в основном, про RGB-модели.
Цветовая модель CIE 1931
В 1931 году они утвердили цветовую модель CIE XYZ. Вот так она выглядит. Вы наверняка много раз видели эту цветную диаграмму похожую на треугольник. Но что тут вообще изображено?
Смотрите, на этой диаграмме изображены все физически реализуемые цвета видимого спектра электромагнитного излучения, то есть от 380 до 700 нм.
Поэтому, задав координаты X и Y мы можем описать вообще любой цвет, а точнее оттенок, который может теоретически воспринять человеческий глаз. А если добавить еще и третью координату Z, то мы легко сможем описать еще и яркость.
Такой метод описания цвета не лишен недостатков, но оказался настолько удобным, для описания и сравнения цветовых пространств. Этим мы сейчас и займемся.
Начнём с sRGB. Сейчас — это наиболее популярное цветовое пространство и стандарт для графики в интернете.
Стандарт — не новый. Он был разработан еще в 1996 году компаниями HP и Microsoft. А основан он был вообще на стандарте HDTV телевещания BT.709. Поэтому цветовые пространства sRGB и BT.709 идентичным по цветовому охвату.
Скажем так, sRGB не самое широкое цветовое пространство. Оно охватывает только 36% видимых глазу цветов. Здесь не очень зелёный зелёный, он скорее салатовый. Немного коричневатый красный. Но особо большая проблема с голубым, посмотрите насколько он близок к белому цвету.
Зато тут отличный синий и нормальная точка белого. Которая называется D65 и имеет цветовую температуру 6500 К, что типично для рассеянного дневного света.
Но почему пространство такое узкое? Неужели нельзя было выбрать нормальную точку для красного и зеленого цвета?
В 96 году было нельзя. Более того такой выбор был более чем логичен. Ведь основные цвета sRGB — это цвета люминофоров у кинескопов того времени. Именно поэтому старые ЭЛТ-мониторы отлично справлялись с воспроизведением цвета в пространстве sRGB без каких либо дополнительных калибровок.
А вот для современных ЖК-мониторов такая задача совсем нетривиальная. Поэтому сейчас корректное отображение цветового пространства sRGB по-прежнему редкость и встречается только в дорогих мониторах. За редким исключением…
Что такое ΔE?
Но что значит фраза “корректное отображение цветового пространства”?
За это отвечает показатель показатель ΔE. А что это такое, разберем на примере доступного профессионального монитора.
В идеале, цвета которые отображает монитор, должны полностью совпадать с цветами, описанными в рабочем цветовом пространстве. Так как если замерить спектр свечения базового синего, зеленого, красного, а также белого цвета разместить их на диаграмме, новые точки должны полностью совпасть координатами обозначенными в цветовом пространстве.
Но в реальности, к сожалению, так никогда не бывает. Всегда есть какая-то погрешность, вот эта погрешность и является показателем ΔE или Дельта E.
Empfindung — Ощущение
Можно сказать, что ΔE — это среднее расстояние междут эталонными координатами цветового пространства и реальными цветами, которые отображает монитор.
В нашем случае производитель заявляет, что в этом мониторе ΔE
Каким бывает цветовое пространство мониторов и телевизоров и что это такое
Содержание
Содержание
Изображение, выдаваемое мониторами стандартизировано в наиболее существенных его составляющих: разрешение, частота смены кадров, глубина цвета, гамма, цветовое пространство.
Для построения математической модели восприятия цвета человеком двое ученых — Джон Гилд и Дэвид Райт, независимо друг от друга, провели эксперименты на людях с нормальным зрением.
По результатам этих экспериментов в 1931 году был принят стандарт CIE XYZ, легший в основу почти всех прочих стандартов, в которых так или иначе упоминается цвет. Конечно же эта модель неидеальна.
Например, большую часть цветов этого пространства невозможно увидеть в реальности. Области, увеличенные в 10 раз для наглядности, внутри которых цвета для большинства людей неотличимы друг от друга — весьма неравномерны.
Зато эта диаграмма очень удобна для описания цветовых охватов реальных устройств. Прямая линия между двумя цветами на диаграмме показывает те цвета, которые можно получить при их смешении в разной пропорции. Достаточно знать длину волны и ширину пиков основных цветов чтобы без сложных расчетов найти координаты точки прямо на диаграмме.
Существуют альтернативные пространства, отображающие полный цветовой охват, со своими особенностями. Например, CIE Lab в котором из-за нелинейных преобразований сравнивать мониторы неудобно. Но удобно сравнивать печатающие устройства, из-за того, что цвета рассматривается относительно точки белого, которая для напечатанного изображения меняется в зависимости от освещения.
О наиболее распространенных цветовых пространствах и будет рассказано в данном материале.
Стандарты аналогового телевидения. NTSC, SAMPT-C, PAL/SECAM, REC.601
NTSC стандартом на цвет обзавелся в 1953 году. В те далекие времена телевизоры обеспечивали очень широкий цветовой охват, но используемый люминофор оставлял длинные шлейфы и не давал достаточно яркой картинки, что привело к постепенному отказу производителей от этого стандарта.
В итоге появился стандарт SAMPT-C, учитывающий реальный цвет в телевизорах, который продолжили использовать в вещании NTSC.
Этой неразберихой (использование одного названия как для стандарта цветового пространства, так и системы вещания) пользуются хитрые производители, беря для расчётов процента охвата относительно NTSC (NTSC 1953) другой стандарт цветового охвата SAMPT-C (NTSC 1976) устройство на бумаге выглядело «круче» чем на самом деле. В современности стандарт цветового охвата NTSC (1953 года) нигде кроме маркетинга не используется
Чуть позже разработали другие стандарты телевиденья PAL/SECAM, которые описываются единым стандартом REC.601. В современном цифровом мире единственное подходящее его применение — оцифровка кассет, с последующей конвертацией в другое, более подходящее, пространство.
Но есть еще кое-что. Декодеры h.264 в зависимости от размера изображения по-разному преобразуют закодированную информацию о цвете в итоговые значения RGB. В зависимости от размеров изображения иногда неверно используется стандарт REC.601 вместо REC.709. Это проводит к искажению цветов либо в красноватую, либо в желтоватую область.
sRGB, REC.709
sRGB и REC.709 появились примерно так же, как SAMPT-C — чтобы навести порядок в том хаосе, который устроили производители мониторов. И то, что он так свободно перешел на ЖК-панели, можно считать чудом — принцип получения итоговой картинки разный (разные люминофоры, фильтры и так далее). Интересная особенность стандарта — он не имеет постоянной оптоэлектронной световой характеристики(гаммы).
Изначально обратную гамму использовали для компенсации неравномерности светимости люминофора от уровня сигнала управляющего током луча кинескопа, (производителям так было проще) чтобы итоговое изображение выглядело максимально близко к оригиналу. Но современным мониторам это не так уж и необходимо — они могут работать с любой гамма-функцией.
Сейчас гамма нужна для оптимального распределения информации о цвете на числовой последовательности бит. К примеру, в стандарте вещания HDTV (REC.709) числа 0-15,236-255 нужны для синхронизации кадров хотя реально для этой цели используются только 0 и 255. Чтобы учесть потерю этой части диапазона была подобрана соответствующая гамма функция. А что будет с изображением при подаче REC.709 сигнала на sRGB-монитор видно при неправильной настройке HDMI в драйвере видеокарты.
Так вот, несмотря на то, что везде для sRGB указывается гамма 2,2, на самом деле гамма меняется от 1 до 2,4.
Синий — локальное значение гаммы sRGB, пунктир — гамма 2,2, красный — гамма sRGB.
Сделано это как раз для оптимального распределения цвета по битам с учетом отражения освещения в комнате на экране монитора.
А еще все привыкли к тому, что точка белого указывается в кельвинах (к примеру, 6500К), но и это «неправда». По стандарту белый цвет используемый в sRGB соответствует дневному белому при полуденном солнце, выглядит немного зеленее привычного 6500К и называется D65.
Пока что sRGB — это стандарт цвета для интернета. Именно в этом пространстве стоит работать создателям изображений, дизайнерам, фотографам, ориентирующимся на цифровые публикации. А вот создателям видеоконтента стоит использовать другой стандарт — REC.709, у которого, несмотря на тот же самый цветовой охват, есть отличия в уровне точек черного и белого.
Еще одна особенность sRGB — отношение производителей мониторов к этому стандарту. Даже заявляя заводскую калибровку в sRGB, по факту от стандарта может отличаться все, кроме основных цветов, что осложняет работу. Обращайте внимание на обзоры.
AdobeRGB
Adobe RGB считается стандартом в печати, из-за того, что координаты основных цветов для подобраны таким образом, чтобы точно перекрывать swopCMYK — стандарт цветового охвата для печати 4 красками. В области голубого цвета у sRGB очень большие проблемы. Даже дешевенький домашний струйный принтер дает более насыщенный голубой цвет, чем дорогущий дизайнерский монитор, поддерживающий только sRGB.
Точка белого в Adobe RGB не D65, а D50 как соответствующая белому цвету на высококачественной бумаге. Который может доставить кучу неприятностей даже в любительской печати из-за принципа своей работы. Это вещество, преобразующее ультрафиолетовую часть спектра в синий цвет, что делает желтоватую низкосортную бумагу на вид яркой и белой, а отпечатки на такой бумаге сильно меняют цвета в зависимости от источника света.
Картинка, предназначенная для sRGB с отключенным управлением цветом, на таком мониторе, будет заметно отличаться от оригинального цвета, из-за того, что зеленая компонента не только дальше от точки белого, но еще и немного сдвинута в сторону от линии «точка белого/точка зеленого».
Такое пространство не подходит для потребления контента, цвета получаются нетолько более насыщенными, но и меняют оттенки, что больше всего заметно на лицах, к цвету которых глаз более чувствителен. По той же причине создателям контента, не занимающимся печатью, такое пространство доставит больше проблем чем пользы — практически никто не увидит изображение в изначальном виде.
Чтобы использовать такой монитор как следует, к нему потребуется колориметр-спектрофотометр для точной калибровки как самого монитора, так и принтера, источники света D50 и D65 для контроля отпечатков, помещение без окон, окрашенное серой краской. И всё это для того, чтобы исключить влияние внешнего освещения на восприятие цвета. В противном случае это будет просто монитор с насыщенными зелеными и голубыми цветами.
Из-за слишком широкого охвата может наблюдаться эффект постеризации на 8-битных панелях, а калибровка через LUT видеокарты в более «узкие» пространства только усиливает этот эффект. Поэтому в таких мониторах 14-битный LUT в самом мониторе и 10-битный вход — не роскошь, а необходимость.
Но все эти ухищрения недостаточны, когда дело доходит до многоцветных принтеров. Даже обычный потребительский 6-цветный принтер может выйти за пределы возможностей начальных профессиональных мониторов, поэтому превышение охвата монитора над стандартным очень даже желательно.
DCI-P3, Display-P3, P3-D65
Изначально DCI-P3 был стандартом для кинотеатров.
У оригинального стандарта яркость точки белого всего 45 нит (кд/м²) и заметен зеленоватый оттенок, а используемая гамма 2,6. Большинство мониторов даже если выкрутить яркость на минимум, всё равно будут заметно ярче чем полагается экрану в кинотеатре.
Поэтому у стандарта появились адаптации для потребительской техники — Display-P3, P3-D65, отличающиеся точкой белого, и гаммой, которую приняли за 2,2. Общего у них с изначальным стандартом — только основные цвета.
Этот стандарт планируется в качестве замены sRGB. Своим приходом в массы в скором будущем он будет обязан квантовым точкам — дешёвому люминофору позволяющим получить практически любой цвет без применения редкоземельных металлов.
Мониторов, обеспечивающих достаточный уровень покрытия будущего стандарта, становится все больше, но сейчас это вызывает некоторые сложности. Хотя браузеры и научились преобразованию цвета, для этого им требуется знать охват монитора. А Windows 10 знать не знает об этом стандарте. И если вы стали счастливым обладателем монитора с цветовым охватом отличным от sRGB, то при отсутствии настроек это может привести к искажению цветов.
В отличии от Adobe RGB у семейства P3 охват расширен не только в области зеленых, но и красных оттенков. Это приводит к чрезмерно насыщенным, «кислотным» цветам. Чтобы избежать этого достаточно скачать соответствующий профиль и назначить его по умолчанию для монитора.
К сожалению, производители и обзорщики не часто балуют профилями мониторов, а калибровка стоит денег, которые не хочется тратить. В таком случае поможет стандартный профиль, делающий просмотр интернета более приятным.
REC.2020 REC.2100
Новейший формат для цифрового телевидения — REC.2020 REC.2100. Из-за того, что используются монохромные цвета, даже квантовые точки не смогут обеспечить такого охвата, а значит бюджетных устройств с 100% покрытием в обозримом будущем не предвидится. Скорее всего это цветовое пространство ожидает судьба контейнера —цветового пространства, не соответствующего ни одному реальному устройству, но используемое для хранения информации о цвете, чтобы уже само устройство выполнило преобразования цвета в соответствии со своим возможностями. Это уже происходит на YouTube. Где для правильного отображения цвета видео в формате HDR, перед загрузкой рекомендуется конвертация именно в пространство REC.2020.
Заключение
В первую очередь при покупке монитора следует помнить, что отклонение более чем на 5% от стандартного цветового охвата в большую сторону ведет к существенному изменению цвета, которое без калибратора практически не исправить. А отклонение в меньшую сторону ничем не исправить.
Заводская калибровка вовсе не гарантирует, что монитор будет пригоден для работы.
Как ни странно, несмотря на явное желание производителей сделать DCI-P3 новым стандартом мониторов «по умолчанию», Windows 10 даже не знает о существовании этого пространства. Для того чтобы это исправить потребуется вручную назначить монитору соответствующий профиль.
Но это все настолько заморочено, что даже разработчики ПО и оборудования допускают ошибки.
хмм Почему экран iPhone 7 такой цветастый? Всё о профиле P3
Начиная с iMac Retina 4K, Apple активно внедряет поддержку цветового пространства P3 в новые устройства, включая iPhone 7. Предыдущий стандарт для Apple – sRGB.
В этой статье мы поверхностно, без сложных терминов и погружения в физику:
Цветовая модель RGB
Рассмотрим самый распространенный способ цветовоспроизведения.
Изображение на дисплее отображает «сетка» из пикселей.
Каждый пиксель состоит из красного, зелёного и синего субпикселей.
И каждый оттенок, который мы видим на экране, воспроизводится из различных комбинаций этих трех цветов.
Вот как формируется картинка на нашем мониторе:
Система цветовоспроизведения RGB используется на всех современных дисплеях, но отображение одной и той же фотографии на них может сильно различаться.
Цветовые пространства
Международная комиссия по освещению (CIE) в 1931 году утвердила эталонную цветовую модель, которая охватывает все видимые человеческим глазом цвета. Основой послужили эксперименты ученых Дэвида Райтома и Джона Гилдомва, проведенные в конце 1920-х и начале 1930-х годов.
Эталонное цветовое пространство CIE 1931.
Ни один современный монитор не может отобразить все эти цвета. Только какую-то часть: кто-то меньше, кто-то больше.
Кроме того, один и тот же цвет, заданный в системе RGB, на разных устройствах будет отображаться по-разному из-за технических особенностей и характеристик дисплеев.
Если бы эта проблема была не решена:
В итоге, для визуального соответствия были созданы цветовые профили – единые стандарты для всех. Устройства, корректно откалиброванные и поддерживающие отображение всех цветов в рамках одного профиля, будут выдавать в целом очень похожую картинку.
Профиль sRGB
Стандартом на сегодняшний день является профиль sRGB, созданный компаниями HP и Microsoft в 1996 году. Широко используется в интернете, в современных мониторах и принтерах. Он охватывает 35% видимых человеком цветов.
iPhone 5 – первый iPhone с дисплеем, отображающим 100% цветового пространства sRGB.
Но возможности современных экранов начали выходить за эти рамки.
Профиль P3
Именно этот профиль Apple выбрала в качестве преемника sRGB.
Цветовое пространство DCI-P3 широко используется в киноиндустрии. Его цветовой охват шире sRGB на 25% и составляет 45,5% от видимого человеком.
На данный момент цветовой профиль P3 поддерживается дисплеями 9,7-дюймового iPad Pro, iPhone 7, iMac Retina 4K/5K и новых MacBook Pro.
Примерно такую разницу вы почувствуете, поставив рядом sRGB и P3 экраны:
Камера iPhone 7 также поддерживает профиль P3, снимки получаются с расширенным цветовым охватом. У конкурентов этот профиль поддерживался дисплеем Samsung Galaxy Note 7. (среди смартфонов)
Переход на P3 – правильный и логичный шаг со стороны Apple. Картинка смотрится сочнее и естественнее. Профиль начинают поддерживать популярные мобильные редакторы и приложения, к примеру, Lightroom для iOS и Instagram.
Samsung, Microsoft, LG и другие компании уже внедряют поддержку цветового пространства P3 в свою продукцию. Станет ли P3 таким же универсальным, как sRGB – вопрос времени.
Что такое DCI-P3 и зачем оно нужно в смартфоне
Когда речь заходит о появившемся в последних флагманских моделях цветовом пространстве DCI-P3, большинство затрудняется с ответом на вопрос – что это и для чего придумано.
Очередной маркетинговый трюк, или реально полезная вещь?
Для большинства пользователей вполне достаточно знать: да, цветопередача у таких гаджетов действительно лучше.
А тем, кому интересно, за счет чего это происходит, мы постараемся объяснить подробнее.
Что такое цветовое пространство
Любое явление, связанное с разработкой той или иной техники, должно быть формализировано – представлено в виде некоей модели, более-менее однозначно определяющей его свойства.
Цвет не является исключением: для получения максимального качества изображения требуются соответствующие критерии.
Это означает, что любой существующий оттенок необходимо иметь возможность представить в форме некоего набора координат. Модель, задающая координатную систему, и называется цветовым пространством.
«Судьей в последней инстанции» в этом вопросе является человеческий глаз. Поэтому эталонное цветовое пространство должно содержать абсолютно весь видимый им спектр. Для его описания используется модель под названием CIE XYZ.
Любое устройство, так или иначе связанное с отображением цвета, имеет ограничения, накладываемые принципом работы и конструкцией. Поэтому использовать CIE XYZ в большинстве случаев просто невозможно – для этого требуются более простые модели.
В дополнение к этому встает проблема совместимости: один и тот же цвет может отображаться на разных устройствах совершенно различным образом.
Из-за этого, например, картинка, распечатанная на принтере, может иметь мало общего с оригиналом, выведенным на дисплей. Чтобы преодолеть эти трудности, были разработаны соответствующие стандарты.
sRGB и Adobe RGB
На данный момент общепринятым стандартом для цифровых устройств, позволяющим унифицировать их цветопередачу, является sRGB. Любой монитор или телевизор поддерживает данную схему, она же используется при отображении веб-страниц.
Благодаря этому перенос изображения с одного устройства на другое практически не вызывает никаких отличий.
Если соотнести sRGB с CIE XYZ, то выяснится, что эта схема способна передавать не более 35% оттенков, доступных для восприятия человеческим зрением.
Для большинства задач этого вполне хватает, но в случае профессиональной работы с фотографиями оказывается мало.
Поэтому в 1998 году появилось более продвинутое цветовое пространство Adobe RGB, охват которого составил около 50% оттенков CIE XYZ.
Оно не претендует на универсальность, а является узкоспециализированным, предназначенным для решения конкретных задач.
DCI-P3
Adobe RGB имеет сдвиг в направлении коротковолновой части спектра, однако для человеческого глаза более критичны «теплые» цвета.
Поэтому организация Digital Cinema Initiatives создала собственное цветовое пространство, в котором процентный охват в целом соответствует Adobe RGB, но смещен в красную область спектра.
Производители электроники благосклонно приняли новинку, и первой, кто занялась ее внедрением, стала Apple. Поддержка DCI-P3 появилась в макбуках, айпадах и айфонах под названием Wide Color.
Наглядная демонстрация разницы производилась с помощью особого изображения: на старых устройствах оно выглядело как красный квадрат, а на девайсах с поддержкой DCI-P3 на нем можно было увидеть логотип создавшей его группы разработчиков – WebKit Apple.
К моменту написания статьи поддержка нового стандарта появилась в смартфонах многих ведущих брендов, в том числе ASUS, LG, Samsung, Huawei.
В заключение
«Заказчиками» цветового пространства DCI-P3 в флагманских моделях смартфонов выступили разработчики программного обеспечения для камер. Оно позволяет осуществлять более тонкую обработку полученных снимков по сравнению с sRGB.
Тем, кто фотографирует по принципу «щелкнул – забыл», данный профиль абсолютно ни к чему. Тем более, что контента, созданного в соответствии с новым стандартом, пока что совсем немного.