Je důležité nezaměňovat barevný gamut (barevný prostor) a objem barev. Zjednodušeně řečeno, zatímco barevný gamut je rozsah barev, které může televizor reprodukovat, barevný objem je počet barev, které lze zobrazit při různých úrovních jasu.
Než se ponoříme do hloubky, zvažte následující: Proč je jablko červené? Je to proto, že odráží červené vlnové délky světla, zatímco ostatní absorbuje. Nyní to převeďte na televizní obrazovku. Televizor musí vyzařovat světlo o správných vlnových délkách, aby přesně zobrazoval barvy.
Možná jste si všimli, že když je jas obrazovky nízký, počet barev se zdá být nízký, ale s rostoucím jasem se počet barev rozšiřuje. Pokud však nastavíte jas na maximum, barvy budou blednout.
To proto, že objem barev závisí na dalších faktorech: především na barevném rozsahu. Svou roli však hraje také jas a kontrast.
Objem barev je tedy derivátem ostatních parametrů zobrazení. A proto čím jasnější displej a čím širší je jeho barevný gamut, tím hlubší bude barevný objem.
Zapojené rozměry: Zahrnuje rozsah barev (šířka x výška) a hloubku (jas).
Představuje, jak televizor nebo displej reprodukuje barvy při různých úrovních jasu. To je obzvláště důležité pro obsah HDR, který vyžaduje přesnou přesnost barev při různých úrovních jasu.
Objem barev, barevný gamut a barevná hloubka
Barevný gamut (nebo barevný prostor) je rozsah barev, které může televizor reprodukovat. Někdy se definuje jako počet barev, ale to je trochu nesprávné, protože barva je spektrum.
Barevný gamut lze znázornit jako červený, zelený a modrý prostor. Kombinace těchto základních barev vytvářejí ostatní barvy, jejich odstíny, zabarvení a tóny.
Podívejme se na tento barevný prostor CIE 1931. Představuje barvy v jejich maximální sytosti. V závislosti na jeho kvalitě můžeme definovat různé prostory, které může náš displej reprodukovat: Rec. 709, sRGB, DCI-P3 a Rec. 2020.
Nyní se však podíváme na to, jaký vliv na tento rozsah mají různé úrovně svítivosti. Barevné rozsahy pro různé úrovně svítivosti jsou umístěny od toho s nejnižší svítivostí (vlevo) po nejvyšší svítivost (vpravo).
Podívejme se, jak světlost ovlivňuje objem barev. Vidíme, že barevný rozsah se při nízkém jasu zhoršuje (barevný prostor RGB se stává mnohem chudším, v koncové úrovni jasu degraduje téměř na 3 základní barvy).
Výše uvedený obrázek samozřejmě není přesný a správný (protože na skutečném televizoru nelze dosáhnout takového rozdílu v jasnosti). Přesto vám dává základní představu – pokud televizor nepodporuje vysoký objem barev, barvy se při špičkové a nízké úrovni jasu zhorší. Příliš nízká a barvy se neprojevují. Příliš jasné, a hrozí, že budou vymazané. Při vysokých úrovních jasu se obraz vybělí a ztratí živost a detaily. Naopak při nižších úrovních se obraz stává blátivým. Takto se chová špatná televizní obrazovka.
Hloubka barev
Nyní si řekneme něco o hloubce barev. Barevná hloubka není o barevném rozsahu, o tom nic není. Barevná hloubka funguje podobně, jako když se snažíte zvětšit obrázek. Pokud je obrázek dostatečně velký, jeho zvětšení nepovede ke ztrátě kvality. Nebo se začnou zobrazovat jednotlivé čtverečky či pixely? Každý z těchto pixelů má nějakou barvu, že? Jak syté a rozmanité tyto barvy mohou být, určuje barevná hloubka.
Barevná hloubka je určena odstíny jednotlivých barev (červené, zelené a modré) a počtem různých variant každé barvy. Pro 8bitový obrázek je to definováno jako 2 zvýšené na mocninu 8, takže každá barva má 256 různých odstínů. 24bitový a 8bitový obraz je stejný. stejně jako 10bitový a 30bitový (8bitová nebo 10bitová barevná hloubka se udává pro jeden kanál, zatímco když říkáme 24bitová nebo 30bitová, bereme v úvahu všechny základní kanály).
- 8bitové rozlišení nabízí 256 odstínů červené, zelené a modré barvy. Když si to spočítáte, je to 16,7 milionu barev (256 x 256 x 256).
- Naproti tomu 10bitové rozlišení zvyšuje tento počet na 1,07 miliardy barev.
Vezmeme-li v úvahu, že naše oko dokáže rozeznat jen asi 10 milionů barev, je méně pravděpodobné, že uvidíte velký rozdíl mezi 8bitovou a 10bitovou barevnou hloubkou.
Pokud však jde o korelaci mezi barevnou hloubkou a objemem barev, přímá úměra neexistuje. Objem barev můžete vnímat jako hranice a hloubku barev jako vnitřní výplň. Vyšší barevná hloubka sice vylepšuje barvy o více nuancí, ale neposouvá hranice do nových barevných prostorů: barevná hloubka inzeruje přechodné odstíny.
Kontrast
Kontrastní poměr – rozdíl mezi nejtmavší černou a nejsvětlejší bílou, kterou může televizor zobrazit – představuje další složitost. Televizor s vysokým kontrastním poměrem dokáže zobrazit jemnější detaily ve stínech a světlech, což dále zvyšuje objem barev.
Tento obrovský rozsah svítivosti je plátnem, na které se malují barvy. Toto plátno je bez odpovídajícího kontrastu omezené, čímž se objem barev stlačuje.
S rostoucím kontrastem se rozšiřuje rozsah jasu, který nabízí hřiště pro více barev při různých úrovních jasu. To je obzvláště důležité pro scény se složitým osvětlením – krajina osvětlená sluncem za úsvitu nebo odlesky městských světel na soumračné obloze.
Displej s nízkým kontrastem bude působit ploše bez ohledu na jeho barevné možnosti. I když teoreticky dokáže pokrýt širokou škálu barev, bez solidního kontrastu, který by ho podpořil, hloubka a bohatost scény nedosáhne potřebné úrovně.
Představte si umělce se dvěma sadami barev. První paleta má širokou škálu barev, ale všechny jsou podobného, tlumeného tónu. Druhá paleta má sice stejné barvy, ale každý odstín nabízí různé úrovně světlosti a tmavosti.
Druhá paleta s hlubším kontrastem umožňuje umělci vytvořit scénu s hloubkou, stíny, světly a složitými nuancemi. Barevný objem je zde plně využit díky širšímu rozsahu kontrastu.
Objem barev a HDR
HDR a objem barev spolu přímo souvisí. Vysoký dynamický rozsah, jak už název napovídá, nabízí širší rozsah mezi nejtmavšími tmavými a nejjasnějšími světlými odstíny obrazu. Tradiční displeje trpí omezeným dynamickým rozsahem a často nedokážou vykreslit jemné nuance východu slunce nebo hluboké stíny měsíční noci.
Aby bylo možné všechny tyto parametry reprodukovat, musí mít televizory HDR široký barevný rozsah, aby mohly správně zobrazit vysoký dynamický rozsah.
Přečtěte si podrobné informace o televizoru HDR.
Jak bylo řečeno, hlasitost barev měří, zda lze reprodukovat různé barvy při různých úrovních jasu, takže televizor s dobrou hlasitostí barev může zobrazit více detailů.
Pokud takový televizor podporuje HDR a vy sledujete obsah HDR, zakóduje svá metadata a bude reprodukovat přesnější barvy. Většina televizorů podporujících HDR je vybavena displeji s širokým barevným objemem, protože bez kvalitního displeje nebude šifrování metadat HDR a pokus o zobrazení obsahu fungovat.
Barevný objem a různé displeje: LED, OLED, QLED
Objem barev sice přímo nesouvisí s typem displeje, ale závisí na něm. Protože barevný objem je barevný prostor s různými úrovněmi jasu, je ovlivněn typem podsvícení a technologií vyzařování, kterou displej používá.
- LED displeje
Tradiční LED televizory, což jsou ve skutečnosti LCD panely osvětlené LED diodami, jsou již dlouho tahounem trhu s displeji. Co se týče objemu barev, dokáží LED displeje pokrýt slušnou škálu barev. Kvůli systému podsvícení však často bojují s hlubokou černou a špičkovým jasem. Osvětlován je celý panel, což vede k méně přesné kontrole jednotlivých oblastí jasu. V důsledku toho je jejich schopnost reprezentovat barvy v různých úrovních jasu dobrá, ale ne hvězdná.
- displeje OLED
OLED je skok od LED a vyzařuje světlo organicky, když jím prochází proud. Tato jedinečná vlastnost umožňuje, aby každý pixel vyzařoval vlastní světlo, a není tak nutné podsvícení. Co to znamená pro objem barev? Pro začátek dramatickou hlubokou černou, protože jednotlivé pixely lze zcela vypnout. OLED se také mohou pochlubit širokým barevným rozsahem. Jejich špičkový jas je však obecně nižší než u QLED, což může ovlivnit jejich výkon v horních patrech jasu. Ve spektru barevného objemu vynikají v předvádění živých barev při nižších úrovních jasu.
- Displeje QLED
QLED jsou v podstatě LED televizory rozšířené o kvantové tečky – polovodičové částice o velikosti nano, které výrazně zvyšují jas a barvy. Pokud jde o barevný objem, QLED jasně září. Pixely jsou vyrobeny z materiálů, které mají lepší propustnost světla a selektivitu barevného toku. Takové televizory mohou zobrazovat obraz s hloubkou 10 bitů. Dosahují působivých špiček jasu a někdy v této oblasti předčí i OLED. V kombinaci s širokým barevným gamutem tato svítivost znamená, že mohou zobrazovat širokou škálu barev při nízkých i vysokých úrovních jasu. Protože však stále využívají systém podsvícení, nemohou dosáhnout nekonečného kontrastu a hluboké černé jako OLED.
Jak vyhodnotit a otestovat objem barvy
K otestování objemu barev budeme potřebovat kolorimetr, spektrální světloměr a způsob, jak na televizoru zobrazit obrázky s různou svítivostí.
Jak jsem řekl, objem barev závisí na barevném gamutu (barevném prostoru). Není důvod uvažovat o barevném prostoru Rec. 709, protože většina moderních televizorů jej plně pokrývá, Takže má smysl uvažovat o DCI P-3 a Rec. 2020.
Musíme změnit svítivost televizoru a změřit dostupný barevný rozsah na různých úrovních svítivosti. Tím získáme mnoho barevných rozsahů pro různé úrovně jasu a jejich kombinací by vznikl barevný objem. Můžeme jej vyjádřit jako % barevného prostoru, který mohou televizní displeje reprodukovat na různých úrovních jasu.
Od roku 2016 přijala UHD Alliance požadavek, že prémiové televizory s rozlišením UHD musí pokrývat alespoň 90 % barevného prostoru DCI-P3. To je však údaj o barevném gamutu, nikoli o objemu barev, takže i v dnešní době se mohou televizory, i když mají podobný barevný rozsah, výrazně lišit v objemu barev.
Kdo kontroluje objem barev DCI-P3 v televizorech
Výrobce může napsat, že televizor podporuje DCI-P3 (stejně jako jakýkoli jiný barevný rozsah), ale to není zcela správné. Proto mohou nezávislé organizace zkontrolovat, zda výrobek splňuje normu. Jednou z takových organizací je institut VDE, který se zabývá certifikací výrobků
