Важно е да не бъркате цветовата гама (цветовото пространство) и цветовия обем. С прости думи, докато цветовата гама е диапазонът от цветове, които телевизорът ви може да възпроизведе, цветовият обем е броят на цветовете, които могат да бъдат показани при различни нива на яркост.
Преди да се задълбочим, помислете за следното: Защо една ябълка изглежда червена? Защото тя отразява червените дължини на вълните, а други поглъща. А сега прехвърлете това на телевизионния екран. Телевизорът ви трябва да излъчва светлина с точните дължини на вълните, за да изобразява точно цветовете.
Може би сте забелязали, че когато яркостта на екрана е ниска, броят на цветовете изглежда малък, но с увеличаване на яркостта броят на цветовете става по-голям. Но ако настроите яркостта на максимум, цветовете ще избледнеят.
Това е така, защото обемът на цвета зависи от други фактори: на първо място, това е цветовият диапазон. Но яркостта и контрастът също играят своята роля.
Така че обемът на цвета е производен на други параметри на дисплея. И следователно, колкото по-ярък е дисплеят и колкото по-широка е неговата цветова гама, толкова по-дълбок ще бъде цветният обем.
Участващи измерения: Той включва цветовия диапазон (ширина х височина) и дълбочината (яркост).
Той представя как телевизорът или дисплеят възпроизвежда цветовете при различни нива на яркост. Това е особено важно за HDR съдържание, което изисква прецизна точност на цветовете при различни нива на яркост.
Обем на цветовете, цветова гама и дълбочина на цветовете
Цветовата гама (или цветовото пространство) е диапазонът от цветове, които телевизорът може да възпроизведе. Понякога тя се определя като брой цветове, но това е малко некоректно, тъй като цветът е спектър.
Цветовата гама може да се представи като червено, зелено и синьо пространство. Комбинациите от тези основни цветове създават останалите цветове, техните нюанси, оттенъци и тонове.
Нека разгледаме това цветово пространство CIE 1931. То представя цветовете при максималната им наситеност. В зависимост от качеството му можем да определим различни пространства, които нашият дисплей може да възпроизведе: Rec.709, sRGB, DCI-P3 и Rec. 2020.
Но сега нека разгледаме как различните нива на яркост ще повлияят на този диапазон. Цветовите диапазони за различните нива на яркост са разположени от този с най-ниска яркост (вляво) до този с най-висока яркост (вдясно).
Нека разгледаме как яркостта влияе на обема на цвета. Можем да видим, че цветовият обем се влошава, когато яркостта е ниска (цветовото пространство RGB става много по-бедно, при крайно ниво на яркост то се влошава до почти 3 основни цвята).
Разбира се, горното изображение не е прецизно и точно (тъй като не може да се получи такава разлика в яркостта на реален телевизор). Все пак то ви дава основното разбиране – ако телевизорът не поддържа висок обем на цветовете, цветовете ще се влошават при максимални и ниски нива на яркост. Твърде слаба яркост и цветовете не могат да изпъкнат. Твърде ярки и има риск да бъдат размити. При високи нива на яркост изображението се избелва, губейки своята жизненост и детайлност. Обратно, при по-ниски нива изображението става мътно. По този начин се държи лошият телевизионен екран.
Дълбочината на цвета
Сега нека поговорим за дълбочината на цветовете. Дълбочината на цвета не е свързана с цветовия диапазон; това не е нищо. Цветовата дълбочина работи така, както когато се опитвате да увеличите картина. Ако размерът е достатъчно голям, намаляването на мащаба няма да доведе до загуба на качество. Или пък започват да се виждат отделни квадратчета или пиксели? Всеки от тези пиксели има цвят, нали? Колко богати и разнообразни могат да бъдат тези цветове, се определя от дълбочината на цвета.
Цветовата дълбочина се определя от нюансите за всеки цвят (червен, зелен и син), броя на различните варианти на всеки цвят. За 8-битово изображение това се определя като 2, увеличено на степен 8, така че всеки цвят има 256 различни нюанса. 24-битовото и 8-битовото изображение са едни и същи. както и 10-битовото и 30-битовото (8-битовата или 10-битовата дълбочина на цвета се дава за един канал, докато когато казваме 24-битова или 30-битова, вземаме предвид всички основни канали).
- 8-битовият формат предлага по 256 нюанса на червено, зелено и синьо. Ако направите изчисленията, това са 16,7 милиона цвята (256 x 256 x 256).
- От друга страна, 10-битовите цветове достигат 1,07 милиарда.
Като се има предвид, че окото ни може да разпознае само около 10 милиона цвята, е по-малко вероятно да забележите голямата разлика между 8-битовата и 10-битовата дълбочина на цвета.
Но когато става въпрос за връзката между дълбочината на цвета и обема на цвета, няма пряка зависимост. Можете да разглеждате обема на цвета като граници, а дълбочината на цвета – като вътрешен пълнеж. Въпреки че по-високата дълбочина на цвета подобрява цвета с повече нюанси, тя не разширява границите на новите цветови пространства: дълбочината на цвета рекламира междинни нюанси.
Контраст
Контрастното съотношение – разликата между най-тъмното черно и най-яркото бяло, което телевизорът може да покаже – добавя още едно ниво на сложност. Телевизорът с високо съотношение на контраста може да покаже по-фини детайли в сенките и светлите части, като допълнително подсилва цветовия обем.
Този широк диапазон на яркост е платното, върху което се рисуват цветовете. Платното е ограничено без адекватен контраст, което компресира обема на цветовете.
С увеличаването на контраста се разширява диапазонът на яркост, което предлага възможност за използване на повече цветове при различни нива на яркост. Това е особено важно за сцени със сложно осветление – слънчев пейзаж на разсъмване или блясък на градски светлини на фона на сумрачно небе.
Дисплей с нисък контраст ще изглежда плосък, независимо от цветовите му възможности. Дори теоретично да може да покрие широка гама от цветове, без силен контраст, който да го подкрепи, дълбочината и богатството на сцената не са достатъчни.
Представете си художник с два комплекта палитри за рисуване. Първата палитра разполага с огромна гама от цветове, но всички те са с подобен, приглушен тон. Втората палитра, макар да има същите цветове, предлага всеки нюанс различни нива на светлина и тъмнина.
С по-дълбокия си контраст втората палитра позволява на художника да създаде сцена с дълбочина, сенки, светлини и сложни нюанси. Цветовият обем тук се използва пълноценно благодарение на по-широкия диапазон на контраста.
Обем на цветовете и HDR
HDR и цветният обем са пряко свързани. Високият динамичен обхват, както подсказва името му, предлага по-широк диапазон между най-тъмните и най-ярките цветове на изображението. Традиционните дисплеи страдат от ограничени динамични диапазони, като често не успяват да предадат фините нюанси на изгрева или дълбоките сенки на лунна нощ.
За да могат да възпроизведат всичко това, HDR телевизорите трябва да имат широк цветови обем, за да могат да показват правилно високия динамичен обхват.
Научете подробно за HDR телевизора.
Както беше казано, обемът на цветовете измерва дали различните цветове могат да бъдат възпроизведени при различни нива на яркост, така че телевизор с добър обем на цветовете може да ви покаже повече детайли.
Ако такъв телевизор поддържа HDR и гледате HDR съдържание, той ще криптира метаданните си и ще възпроизвежда по-точни цветове. Повечето HDR-поддържащи телевизори се предлагат с дисплеи с широк цветови обем, тъй като без висококачествен дисплей криптирането на HDR метаданни и опитът за показване на съдържанието няма да сработят.
Цветен обем и различни дисплеи: LED, OLED, QLED
Въпреки че обемът на цветовете не е пряко свързан с типа на дисплея, той зависи от него. Тъй като цветният обем е цветовото пространство с различни нива на яркост, той се влияе от типа на подсветката и технологията на излъчване, които дисплеят използва.
- LED дисплеи
Традиционните LED телевизори, които всъщност представляват LCD панели, осветени от светодиоди, отдавна са основният двигател на пазара на дисплеи. По отношение на цветовия обем LED дисплеите могат да покрият приличен набор от цветове. Те обаче често се борят с дълбокото черно и максималната яркост поради системата си за задно осветяване. Осветява се целият панел, което води до по-малко прецизен контрол на отделните области на яркост. Вследствие на това способността им да представят цветовете при различни нива на яркост е добра, но не и звездна.
- OLED дисплеи
Като скок от светодиодите, OLED излъчват светлина органично, когато през тях преминава ток. Това уникално свойство позволява на всеки пиксел да излъчва собствена светлина, като по този начин отпада необходимостта от подсветка. Какво означава това за обема на цветовете? Като начало драматично дълбоко черно, тъй като отделните пиксели могат да бъдат напълно изключени. OLED се отличават и с широка цветова гама. Пиковата им яркост обаче обикновено е по-ниска от тази на QLED, което може да повлияе на представянето им в горните етажи на яркостта. В спектъра на цветовия обем те се отличават с това, че демонстрират ярки цветове при по-ниски нива на яркост.
- QLED дисплеи
QLED по същество са светодиодни телевизори, обогатени с квантови точки – полупроводникови частици с наноразмери, които значително увеличават яркостта и цветовете. Когато става въпрос за обем на цветовете, QLED блестят ярко. Пикселите са изработени от материали, които имат по-добро пропускане на светлината и селективност на цветовия поток. Такива телевизори могат да показват изображение с дълбочина 10 бита. Те постигат впечатляващи пикове на яркост, като понякога превъзхождат OLED в тази област. В комбинация с широка цветова гама тази яркост означава, че те могат да изобразяват огромен набор от цветове както при ниски, така и при високи нива на яркост. Тъй като обаче все още използват система за задно осветяване, те не могат да постигнат безкрайния контраст и дълбокото черно на OLED.
Как да оцените и тествате обема на цвета
За да тестваме обема на цветовете, ще се нуждаем от колориметър, спектрален светломер и начин да покажем на телевизора си снимки с различна яркост.
Както казах, обемът на цветовете зависи от цветовата гама (цветовото пространство). Няма причина да разглеждате цветовото пространство Rec. 709, тъй като повечето съвременни телевизори го покриват изцяло, Затова пък има смисъл да разглеждате DCI P-3 и Rec.2020.
Трябва да променим яркостта на телевизора и да измерим наличния цветови диапазон при различни нива на яркост. Това ще ни даде много цветови диапазони за различни нива на яркост, а тяхната комбинация ще бъде цветният обем. Можем да го изразим като % от цветовото пространство, което телевизионните дисплеи могат да възпроизведат при различни нива на яркост.
От 2016 г. насам UHD Alliance прие изискването, че премиум телевизорите с UHD резолюция трябва да покриват поне 90% от цветовото пространство DCI-P3. Но това е цифра за цветовата гама, а не за обема на цветовете, така че дори в днешно време телевизорите, дори да имат сходни цветови диапазони, могат да се различават значително по отношение на обема на цветовете.
Кой проверява обема на цветовете DCI-P3 в телевизорите
Производителят може да напише, че телевизорът поддържа DCI-P3 (както и всяка друга цветова гама), но това не е съвсем вярно. Затова независими организации могат да проверят дали продуктът отговаря на стандарта. Една такава организация е Институтът VDE, който се занимава със сертифициране на продукти.
