Что такое цветовое пространство?

Цветовое пространство — это определённый диапазон цветов. Примерами хорошо известных цветовых пространств являются sRGB, AdobeRGB и ProPhotoRGB.

Зрительный механизм человека — это не простой сенсор RGB, но мы можем приблизиться к отклику глаза на цвет с помощью хроматической диаграммы CIE 1931, которая моделирует зрительную реакцию в виде подковы. Можно увидеть, что человеческое зрение фиксирует гораздо большее количество оттенков зелёного, чем синего или красного. С помощью трихроматических цветовых пространств, таких, как RGB, мы воспроизводим цвета в компьютерах с помощью трёх значений, что ограничивает модель рамками цветового треугольника.

Использование цветовых моделей, таких, как хроматическая диаграмма CIE 1931, является очень сильным упрощением человеческого зрительного механизма, и фактические цветовые гаммы реалистично отображаются скорее в виде трёхмерной видимой оболочки, а не двухмерных проекций. Двухмерная проекция трёхмерного объекта иногда может быть неверной, поэтому, если вам нужна трёхмерная видимая оболочка, используйте приложение gcm-viewer.

sRGB, AdobeRGB и ProPhotoRGB представлены белыми треугольниками

Сначала взглянем на sRGB — это самое маленькое цветовое пространство, позволяющее закодировать наименьшее количество цветов. Оно примерно соответствует ЭЛТ-монитору десятилетней давности, и современные мониторы способны отображать гораздо больше цветов. sRGB можно рассматривать, как «наименьший общий знаменатель», и оно имеет много сфер применения (включая Интернет).

AdobeRGB часто используется, как «пространство редактирования». Оно позволяет кодировать больше цветов, чем sRGB, и это означает, что вы сможете изменять цвета в фотографиях, не сильно ухудшая яркость цветов и не нарушая чистоту чёрного цвета.

ProPhoto — самое большое цветовое пространство, и оно часто используется при создании архивных копий документов. Оно позволяет закодировать почти весь диапазон цветов, различаемых человеческим глазом, и даже некоторые цвета, которые человеческий глаз не видит!

Now, if ProPhoto is clearly better, why don’t we use it for everything?
The answer is to do with quantization.
If you only have 8 bits (256 levels) to encode each channel, then a
larger range is going to have bigger steps between each value.

Бо́льшие шаги означают и более глобальные отличия между захваченным и хранимым цветом, а для некоторых цветов это является серьёзной проблемой. Получается, что ключевые цвета, такие, как телесный цвет, — очень важны, и даже незначительные ошибки приведут к тому, что глаз даже неопытного зрителя заметит погрешности в фотографии.

Использование 16-ти битового изображения, несомненно, оставит гораздо больше шагов и намного меньшую ошибку дискретизации, но это удваивает размер каждого файла изображения. Самая большая глубина цвета на сегодняшний день составляет 8 бит на пиксель.

Управление цветом — это процесс преобразования из одного цветового пространства в другое, где цветовое пространство может быть как стандартным (например, sRGB), так и произвольным, таким, как профиль вашего монитора или принтера.

Что такое цветовое пространство? Разбор / Хабр

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?

• 100% sRGB — это много или мало?
• Что такое ΔE?
• Почему старые ЭЛТ-мониторы точнее отображали цвет?

А также подскажем, на что обратить внимание при покупке монитора, если вы работаете с цветом!

Начнём с с того, как вообще на экране мониторов создаётся цветное изображение. Дело в том, что все люди с нормальным цветовосприятием — трихроматы.

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

Итак, мы выяснили, что трёх базовых цветов, достаточно для формирования любого оттенка. Но проблема в том, что все люди воспринимают цвета немного по-разному и для всех эталонный зеленый, красный и синий цвета — будут разными. В таком случае возник вопрос, какие именно оттенки базовых цветов нужно взять за основу? Этим вопросом занялась Международная комиссия по освещению, также известная как CIE — от французского Commission internationale de l’éclairage).

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.

sRGB

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<2. Это много или мало?

Считается, что погрешность ΔE<3 будет незаметна для среднего человека. Поэтому для профессионального уровня стандартом считается ΔE<2, в этом случае ошибки совсем незначительные, но натренированный глаз профессионала может их увидеть. А вот показатель ΔE<1 считается неразличимым для человеческого глаза.

Так как это монитор профессионального уровня он проходит заводскую калибровку. И в коробку с монитором кладут сертификат CalMAN Verified с подробным отчетом о результатах калибровки.

И вот конкретно в нашем экземпляре среднее отклонение ΔE всего 0,6, что существенно лучше заявленных на коробке.  А это значит, что монитор идеально подойдет для работы с графикой и видео в цветовых пространствах sRGB и REC.709. То есть для 99% контента в сети.

Adobe RGB

Тем не менее есть вещи, для которых этот дисплей, а точнее пространство sRGB не подходит — а именно полиграфия.

Стандартом для четырехцветной печати является цветовое пространство SWOP CMYK. Оно не очень широкое, но существенно выходит за границы sRGB в области зеленых и голубых оттенков. Поэтому для того, чтобы была возможность корректно отобразить CMYK цвета на RGB мониторе придумали пространство Adobe RGB.

По сути, это тот же sRGB со сдвинутой вверх точкой зеленого, так чтобы внутрь полностью поместился SWOP CMYK.

С этим цветовым пространством работают только очень дорогие профессиональные мониторы. А всё потому что кроме полиграфии, и профессиональной работы с фотографиями оно ни для чего не походит.

DCI-P3

Тем не менее замена для sRGB есть и это, конечно цветовое пространство DCI-P3.

У него шире цветовой охват — 130,2% sRGB и 45,5% всего видимого человеком спектра.

Тут более правильные красный и зеленые цвета. А синий цвет такой-же как у sRGB и Adobe RGB. Таже осталась нехватка в области голубых и сине-зеленых оттенков.

Но все равно стандарт куда интереснее sRGB. Изначально он разрабатывался для проекторов в цифровых кинотеатрах, но потом был адаптирован для мониторов. И в 2015 году его на вооружение взяли Apple, поэтому вся их техника по умолчанию работает в DCI-P3, что совершенно прекрасно. Также многие смартфоны на Android тоже поддерживают это цветовое пространство.

А вот Windows нормально с DCI-P3 работать не умеет. Поэтому, даже если ваш монитор способен отображать более широкую цветовую палитру DCI-P3, вы всё равно этого не увидите из-за вопросов совместимости. Но есть обход этого ограничения. Например, вы можете активировать DCI-P3 в Chrome.

Для этого вам надо будет зайти в экспериментальные функции и активируйте профиль Display P3 D65. А вот на этих сайтах можно посмотреть наглядную разницу между sRGB и DCI-P3:

https://webkit.org/blog-files/color-gamut/comparison.html

https://www.wide-gamut.com/test

Выводы

В целом, цветовые пространства и теория цвета — практически бесконечные темы.

Мы не стали останавливаться на гамма-коррекции и супершироком цветовом пространстве BT.2020, об этом мы говорили в наших материалах про HDR10+ и Dolby Vision. Также рекомендуем материал про ЭЛТ-мониторы, где мы рассказывали про люминофор.

Что такое sRGB? Объяснение специалиста по дисплею

Если вы покупаете монитор или другое техническое устройство с экраном, возможно, вы уже встречали термин sRGB. Вот что это значит.

Существует множество различных способов измерения качества экрана, и одним из потенциальных показателей, часто упоминаемых производителями, является процент sRGB, который может предложить продукт. Но что это на самом деле означает?

sRGB, что означает «Стандартный красный, зеленый, синий», представляет собой «цветовое пространство», означающее, что это стандартизированный диапазон определенных цветов, которые создаются комбинациями трех аддитивных основных цветов, перечисленных в его названии. Конкретные значения координат, принадлежащие этому цветовому пространству, публикуются Международным консорциумом по цвету.

В видео ниже вы можете посмотреть, как ученый Карл Ланг объясняет концепцию стандартизации для различных отраслей и продуктов: тщательно измеряется колориметром.

Это число относится к пропорции цветового пространства, которое он может воспроизвести, причем более высокий процент указывает на более широкий диапазон. Если продукт имеет относительно низкий балл, это означает, что он предлагает меньше цветов в пространстве sRGB, тогда как, если продукт имеет более высокий балл, он имеет больше цветов в этом пространстве и потенциально может более точно воспроизводить изображения.

Существуют ли альтернативы sRGB?

Несмотря на то, что sRGB очень широко используется и цитируется в отрасли, это не единственное используемое цветовое пространство; альтернативы включают Adobe RGB и DCI-P3, и оба они содержат больше цветов, чем sRGB (примерно на 25%), причем последний из них также используется контентом HDR. На самом деле, когда мы проводим тесты на экранах смартфонов или ноутбуков, многие из лучших устройств обеспечивают 100-процентное покрытие цветового спектра sRGB, но, вероятно, имеют более низкие баллы для DCI-P3 или Adobe RGB.

Вам может понравиться…

Питер Фелпс

Связаться через Твиттер

Связаться через LinkinIn

Заместитель мобильного редактора

Питер — автор мобильных технологий, освещающий новейшие смартфоны, планшеты и носимые устройства в новостях, обзорах и функциях. Ранее он работал бизнес-исследователем в компании Which?, анализируя м…

Зачем доверять нашей журналистике?

Основанная в 2004 году, Trusted Reviews существует для того, чтобы давать нашим читателям исчерпывающие, непредвзятые и независимые советы о том, что покупать.

Сегодня у нас есть миллионы пользователей в месяц со всего мира, и мы оцениваем более 1000 продуктов в год.

Редакционная независимость

Редакционная независимость означает возможность вынести непредвзятое мнение о продукте или компании, избегая конфликта интересов. Чтобы это было возможно, каждый член редакции следует четкому кодексу поведения.

Профессиональное поведение

Мы также ожидаем от наших журналистов соблюдения четких этических норм в своей работе. Наши сотрудники должны стремиться к честности и точности во всем, что они делают. Мы следуем своду правил редакторов IPSO, чтобы поддерживать эти стандарты.

Почему все OEM-производители должны предлагать режим sRGB

Автор
Даниэль Марчена

Опубликовано 10 июля 2016 г.

В этой статье мы объясняем проблемы Android с отображением цветовых пространств, отличных от sRGB, и объясняем, почему OEM-производителям необходимо предлагать альтернативные цветовые пространства для решения этой проблемы.

Качество отображения устройства, вероятно, было одним из самых горячих вопросов за последние пару месяцев. Часто обсуждаются аппаратные дисплеи, такие как засветы, битые или неактивные пиксели. Однако до недавнего времени более глубокие качества дисплея не обсуждались так широко, отчасти из-за выпуска телефона.

Как и во многих дискуссиях в нашем сообществе, OnePlus выдвинула их на первый план с неточностями, представленными в поставляемой прошивке OnePlus 3. Конечно, были жалобы на чрезмерно насыщенные цвета по умолчанию на каждом устройстве Samsung, но помимо этого это в основном тихое обсуждение, даже когда многие другие экраны перенасыщены, а другие производители, такие как LG, также используют другие цели цветового пространства. Кроме тех, кто посещает сайты с подробными обзорами, мало кто действительно говорит или заботится о таких вещах, как точность оттенков серого или точность насыщенности. Но точность отображения — это то, о чем мы все должны знать или заботиться, и даже если мы думаем, что наше конкретное устройство выглядит нормально, мы все должны попытаться понять, что происходит, и даже привести доводы в пользу большего выбора.

Кредит изображения — Википедия

Для начала давайте рассмотрим некоторые основы. sRGB (BT.709) — это термин, который, если вы следите за новостями OnePlus 3, даже отдаленно близко вам знаком. Но что именно? sRGB — это цветовое пространство внутри цветового пространства RGB. Цветовое пространство RGB — это, по сути, все цвета, которые могут быть созданы из красного, зеленого и синего цветов, то есть очень широкой гаммы. sRGB находится в этом пространстве и является наиболее распространенным цветовым пространством, используемым сегодня в производстве, поэтому sRGB традиционно является цветовым пространством, на которое вы хотите настроить свое мобильное устройство. Есть ряд других цветовых пространств. Adobe RGB — одна из самых популярных, используемых профессионалами. Adobe RGB имеет ряд преимуществ перед sRGB в своей способности воспроизводить реалистичные цвета с увеличенным диапазоном синего и зеленого цветов. Однако он не используется широко за пределами специализированных типографий и дизайнеров, а это означает, что если вы создадите что-то с использованием цветового пространства Adobe RGB, оно потеряет многие свои атрибуты при просмотре на устройстве, откалиброванном для sRGB.

Так зачем вообще использовать sRGB, если существуют лучшие альтернативы? Причина использования sRGB заключается просто в том, что в прошлом устройствам было трудно правильно отображать большие цветовые гаммы и с достаточной яркостью, что затрудняло сохранение точности этих других стандартов. Другим цветовым пространством RGB является NTSC (BT.409), но NTSC никогда не использовался широко, что делает решение OnePlus откалибровать его по этому стандарту странным. Наконец, у нас есть новый стандарт, широкая гамма, называемая UHD (BT.2020), с которой будут поставляться новые 4K-телевизоры, что позволяет улучшать видео, например HDR. Мы все видели рекламу 4K-телевизоров в магазинах и то, как сильно они продвигают видеоконтент HDR, BT.2020 является частью того, что делает это возможным и поддерживает его точность. BT.2020 также используется в DCI-P3 (который LG выбрала в некоторых смартфонах, таких как LG G5), для которого калибруются цифровые фильмы, и Apple делает шаг к тому, чтобы начать с iPad Pro 9..7”; эти профили намного шире, чем sRGB, и в будущем они станут стандартом.

Galaxy S7 имеет один из самых точных дисплеев на рынке, если выбрать «Базовый» в настройках цвета.

Итак, если дисплеи сейчас лучше, чем в прошлом, и на большинстве устройств возможна работа с более широким цветовым охватом, почему мы так сильно настаиваем на sRGB? Настройка на sRGB не имеет ничего общего с «правильностью» в абсолютном выражении, поскольку все цветовые пространства находятся в цветовом пространстве RGB, вместо этого в настоящее время правильно настроить ваше устройство на sRGB на Android , потому что Android больше ничего не понимает. Да, проблема заключается в Android, и ее не планируется исправлять в Nougat, поэтому ее исправление может занять много времени. Как указано в обновлении Anandtech к обзору OnePlus 3, в Android НЕТ управления цветом на системном уровне. Почему это важно? Правильное управление цветом означает, что он обнаружит содержимое и отправит эту информацию на дисплей. Если информация отправлена ​​на дисплей правильно, он будет точно отображать содержимое sRGB в цветовом пространстве BT.2020. Когда дисплей откалиброван для более широкой гаммы, такой как Adobe RGB, NTSC или BT.2020, и система отправляет на него относительно непомеченные данные о цвете, в результате дисплей отображает цвета содержимого, соответствующие его цветовому пространству, что означает их неточное отображение.

Чтобы связать это с чем-то, с чем мы могли быть знакомы, помните старые времена Windows, когда разрешение монитора не полностью поддерживалось, и все содержимое на экране было растянуто? Здесь действует аналогичный принцип, только с цветами. Даже если цветовая гамма дисплея превосходна и может точно отображать эти цвета, он просто не способен отображать точные цвета, потому что исходный материал не идентифицируется и поэтому растягивается или изменяется, чтобы соответствовать его профилю.

Вот почему калибровка sRGB так важна для устройств Android. Хотя цветовое пространство sRGB и BT.709 являются устаревшим стандартом, который заменяется, дисплеи Android ДОЛЖНЫ соответствовать профилю или позволять выбор. Устройства Samsung делали это годами. Настройка адаптивного цвета — это широкая гамма (например, BT.2020 или аналогичная), Photo AMOLED — Adobe RGB, а базовая — sRGB. Когда вы говорите, что телефоны Samsung имеют слишком насыщенные нереалистичные цвета, это не значит, что сам дисплей хуже или неправильно откалиброван, а потому, что Android просто не умеет использовать всю эту дополнительную гамму. Вот где OnePlus ошибся, и что Карл Пей не смог понять. sRGB — это не «ниша», это единственное, что ваш телефон может правильно отображать, потому что на него откалиброван почти весь контент. Откалибровав OnePlus 3 до NTSC, они не поняли, что вместо увеличения цветовой гаммы он просто искажает правильные цвета.

Цвет очень субъективен, и именно поэтому этот вопрос так актуален. Точно так же, как наушники Beats Audio ужасно откалиброваны, но хорошо продаются, так и есть большие группы людей, которые наслаждаются более широкой гаммой на Android, несмотря на ее неточности. Хотя «выглядит хорошо» субъективно, дисплеи, не откалиброванные для sRGB, неточны, потому что Android не знает, что цветовые профили и управление цветом вообще существуют. Это не «хорошо»: на Android при калибровке дисплея на что-либо, кроме sRGB, большую часть времени отображаются неправильные цвета, нравится вам это или нет.

Однако некоторым людям нравятся чрезмерно насыщенные цвета или более синий дисплей, и именно здесь возникает выбор, и поэтому ВСЕ производители должны предлагать sRGB в качестве настройки цвета для своего дисплея . Nexus 6P предлагает его, HTC предлагает его для A9 и 10, OnePlus теперь предлагает его для 3, а Samsung предлагает его уже много лет.