Что такое sRGB режим монитора

Цветовые модели и пространства RGB, sRGB и Adobe RGB

Без сомнений, цветовая модель RGB является одной из самых популярных, поскольку с ней приходится часто сталкиваться при работе с графическими редакторами.

Вся суть представления цвета с помощью данной модели вытекает уже из её названия – (R) Red, (G) Green и (B) Blue (красный, зелёный и синий). Для получения любого цвета, используется процесс смешивания базовых цветов модели с различной их интенсивностью.

В модели RGB яркость каждого из основных цветов определяется значением от 0 до 255 (256 градаций). Состояние, когда все три цвета содержат максимальную яркость, создает белый цвет (RGB=255,255,255), напротив, при нулевом значении для всех трёх компонентов мы получаем черный цвет. Исходя из того, что все значения могут быть только целыми, цветовая модель RGB может воспроизвести 256*256*256=16 177 216 различных цветов.

Как было сказано, если интенсивность всех трёх цветов ровна нулю, фактически, мы выключаем освещение, то получается черный цвет (RGB=0,0,0). Тут проявляется аналогия с тремя фонарями, которые освещают заданную область разными цветами, в точке пересечения световых лучей и в зависимости от интенсивности свечения, будут возникать новые цвета. Поэтому, цветовую RGB модель принято называть аддитивной (от add — добавлять, складывать), поскольку новый цвет получается путём сложения трех основных.

Аддитивная цветовая модель RGB

RGB является адаптивной цветовой моделью, и прекрасно подходит для устройств, которые изначально отображают тёмный цвет, например, телевизор или монитор, а уже CMYK адаптирована для печатных изделий. RGB модель можно прекрасно продемонстрировать в виде куба, где отдельные оси x, y и z соответствуют заданному цвету. Фактически, значение любого цвета определяется значением трёх цветовых каналов модели RGB.

К сожалению, сама модель RGB не имеет совершенной спецификации своих основных цветов — красный, зелёный и синий, поэтому возникли разновидности цветовой RGB-модели.

Другим представителем RGB модели является Adobe RGB цветовая модель, которая была создана фирмой Adobe в 1998 году. Она использует несколько другие основные цвета и благодаря этому отображает больший диапазон цветов, чем цветовая модель sRGB, особенно зеленовато-голубые цвета. Недостаток Adobe RGB состоит в том, что большинство обычных мониторов уже не могут её показать. Есть также целый ряд других разновидностей цветовых моделей RGB, которые, однако, в цифровой фотографии используются только в исключительных случаях.

RGB изображение и его три RGB компонента

Цветовое пространство модели sRGB

Огромное развитие компьютеров, мониторов и целого рядя других объектов, работающих с цветом, привело к необходимости сформировать достаточно общее, но хорошо определённое цветовое пространство. Таким образом, компании Microsoft и Hewlett-Packard определили цветовое пространство «standart RGB» (sRGB), которое стало широко используемым стандартом для различных устройств и программ, особенно для обычного домашнего и офисного использования.

Цветовое пространство sRGB прекрасно подходит для мониторов и даже цветовым фотокамерам. Вы можете быть почти уверены, что если вы получаете данные с изображением, без дополнительного описания, то эти данные находятся в цветовом пространстве sRGB. Цветовое пространство sRGB определяется тремя основными RGB цветами, белой точкой D65 и гамма-кривой.

Цветовое пространство модели Adobe RGB

Возможности цифровых камер и ряда других объектов, с точки зрения цвета, несмотря ни на что, не ограничены гаммой sRGB. Таким образом, можно в меню самой камеры установить не только sRGB, но и цветовое пространство Adobe RGB, получив тем самым больше, чем предлагает цветовая модель sRGB, особенно в области зелёного и лазурного цвета.

Тем не менее, использование Adobe RGB не может быть в целом рекомендовано, за исключением специальных приложений, когда Вы точно знаете, что делаете. Камеры ведь не дают информацию об использовании цветового пространства Adobe RGB в JPEG файле, поэтому Adobe RGB данные на мониторе или принтере часто ошибочно истолковывают как sRGB данные. В результате получаются темные и ненасыщенные кадры.

CIE xy — диаграмме цветности и CIE xyY цветового пространстваПравить

CIE 1931 цветового пространства, диаграмма цветности. Внешняя изогнутая граница спектральный (или монохромные лучи) локус, с длинами волн, показанных в нанометрах

Обратите внимание, что цвета ваши на экране в этом изображении определяются при помощи SRGB (SRGB является стандартным RGB цветовым пространством, созданное совместно с HP и Microsoft в 1996 году для использования на мониторах, принтерах и Интернетом ). Поэтому цвета вне SRGB гаммы отображаются не правильно

В зависимости от цветового пространства и калибровки устройства отображения, в SRGB правильность цвета могут отображаться неправильно. Эта диаграмма отображает максимально насыщенные яркие цвета, которые могут быть получены с помощью монитора компьютера или телевизора.

CIE 1931 цветового пространства диаграмма цветности оказываются в плане цвета нижней насыщенности и значения, как в SRGB отображаются на диаграмме выше, которые могут быть получены с помощью пигментов, таких как те, которые используются в печати . Имена цветовые от цветовой системы Манселла.

CIE XYZ цветовое пространство было специально разработано таким образом, что параметр Y отражает яркость цвета. Параметр цветности указан в виде двух производных параметров: тона и насыщенности x и y, два из трех нормированных значений, которые являются функциями всех трех tristimulus values X, Y, и Z :

$ x = \frac{X}{X+Y+Z} $

$ y = \frac{Y}{X+Y+Z} $

$ z = \frac{Z}{X+Y+Z} = 1 — x — y $

Полученный цвет космос, указанными параметрами x, y, и Y называется CIE xyY цветовое пространство и широко используется, чтобы указать цвета на практике.

В X и Z tristimulus значения могут быть вычислены в стороне от цветность значения x и y и Y tristimulus ценности:

$ X=\frac{Y}{y}x $

$ Z=\frac{Y}{y}(1-x-y) $

На рисунке справа показаны соответствующие диаграмме цветности. Наружной криволинейной границей является спектральный локус, с длинами волн показанных в нанометрах

Обратите внимание, что на диаграмме цветности — это инструмент, чтобы указать, как человеческий глаз будет наблюдать свет с определенным спектром. Он не может указать цвета объектов (или печатных красок), поскольку цветность наблюдается глядя на объект и зависит от источника света.

Цветность Диаграмма иллюстрирует ряд интересных свойств CIE XYZ цветовое пространство:

• Схема представляет все chromaticities видны обычному человеку. Они показаны в цвете и эта область называется цветовым охватом человеческого зрения. Гамму всех видимых chromaticities на CIE сюжет-язык-образный или подковообразный рисунок отображается в цвете. Изогнутый край гамму называется спектральный локус и соответствует монохроматическому света (каждая точка, представляющая чистый оттенок с одной длиной волны), при длинах волн, указанных в нанометрах. Прямая кромка на нижней части гамму называется линия purples. . Эти цвета, хотя они находятся на границе цветового охвата, не имеют аналогов в монохроматическом свете. Менее насыщенные цвета выглядят в интерьере рисунок с белым в центре.
• Если один выбирает любые две точки цвета на диаграмме цветности, то все цвета, которые лежат на прямой линии между двумя точками могут быть сформированы путем смешивания этих двух цветов. Отсюда следует, что гамма цветов должна быть выпуклой формы . Все цвета, которые могут быть образованы путем смешивания трех источников находятся внутри треугольника, образованного исходными точками на диаграмме цветности (и так далее для нескольких источников).
• Равная смесь двух одинаково ярких цветов не будет вообще лежать на середине этого отрезка . В более общем плане, расстояние от ху диаграмме цветности не соответствует степени различия между двумя цветами. В начале 1940-х, Дэвид MacAdam изучал природу зрительной чувствительности в цветовых различиях, и обобщил свои результаты в концепции эллипса МакАдама . В основе работы МакАдама, в CIE 1960 , CIE 1964 , и CIE 1976 были разработаны цветовые пространства с целью достижения восприятия однородности (когда равное расстояние в цветовом пространстве соответствуют равным различиям в цвете). Хотя они были явно улучшены по системе CIE 1931, но они не были полностью свободны от искажений.
• Видно, что три реальных источника не могут охватить весь спектр человеческого зрения. Геометрически указано, что нет трёх точек в пределах гаммы, которые образуют треугольник, который включает весь спектр; или, проще говоря, гамма человеческого зрения не выражается треугольником.
• Свет c плоской мощностью спектра в значениях длины волны (равен мощности в каждом интервале в 1 нм) соответствует точке ( x , у ) = (1 / 3,1 / 3).

Кристаллический эффект, Cross-hatching, ШИМ

В мониторе BenQ SW2700PT используется AHVA-матрица с качественной полуматовой защитной поверхностью.

Кристаллический эффект при обычных условиях работы (если сидеть за столом перед дисплеем) еле заметен, однако при взгляде снизу или сверху его видимость значительно возрастает. От эффекта Cross-Hatching данная модель избавлена.

По заявлениям производителя, дисплей обладает Flicker-Free-подсветкой, что и было подтверждено в ходе наших тестов. При любом уровне яркости ШИ-модуляция не используется либо её частота составляет несколько килогерц или даже десятки килогерц. За свои глаза пользователи могут быть спокойны. Осталось не забывать о необходимости делать перерывы в работе и не выставлять слишком высокую яркость при низкой или средней внешней освещённости.

CIE Стандартного наблюдателя МКО Править

Благодаря распределению колбочек в глазе, трехцветные значения зависят от поля зрения наблюдателя. Для устранения этой переменной, CIE определили функцию цвет-отображение с названием как Стандарт (колориметрический) наблюдателя (МКО), который должен представлять хроматические ответы среднего человека в пределах центрального конуса с углом в 2° внутри центральной ямки фовеа . Этот угол был выбран в связи с верой, что цветовые чувствительные колбочки находятся в зоне центрального угла 2° ямки фовеа размерами 0,2-0,4 мм в жёлтом пятне сетчатки глаза. Таким образом, CIE 1931 Стандартный наблюдатель известен как функция CIE 1931 2° Стандартных наблюдателей. Более современный, но реже используемый вариант является CIE 1964 10° стандартного наблюдателя , который является производным от работы Стайлз и Burch, и Сперанская.
Для экспериментов 10°, наблюдатели были проинструктированы, чтобы игнорировать центральное 2° место. Функция 1964 Дополнительный Стандартный наблюдатель рекомендуется при работе с более чем 4° поле зрения. Обе стандартные функции наблюдателей дискретизированы с интервалом 5 нм длин волн от 380 нм до 780 нм распространения CIE. . Стандартный наблюдатель характеризуется тремя соответствующими цветными функциями.
Вывод стандартного наблюдателя CIE от цветовое восприятие даётся ниже , после описания пространства CIE RGB.

Подборка цвета функцииПравить

Соответствующие функции стандартного цветового наблюдателя CIE

МКО в подходящие функции цвета $ \overline{x}(\lambda) $, $ \overline{y}(\lambda) $ and $ \overline{z}(\lambda) $ представляют численные описания хроматических реакций наблюдателя (описано выше). Они могут рассматриваться как спектральные кривые чувствительности трех линейных детекторов света, дающих МКО трехцветных значений X, Y и Z. В совокупности эти три функции известны в качестве стандартного наблюдателя МКО.

$ X= \int_{380}^{780} I(\lambda)\,\overline{x}(\lambda)\,d\lambda $

$ Y= \int_{380}^{780} I(\lambda)\,\overline{y}(\lambda)\,d\lambda $

$ Z= \int_{380}^{780} I(\lambda)\,\overline{z}(\lambda)\,d\lambda $

где $ \lambda\, $ длина волны эквивалентная монохроматическому свету (измеряется в нанометрах). Т.е. эквивалентна к белому, самому яркому цвету, получаемой на оси вращения Z — Value, например, цветовая система Манселла.

Другие наблюдатели, такие как для пространства CIE RGB или других цветовых пространств RGB , определяются другими наборами из трех цветов и подбора функций цветов, и приводятся к трехцветным значениям в этих других пространствах.
Значения X , Y , и Z ограничены, если спектр интенсивности $ I(\lambda)\, $ ограничен.

Качество градиентов и скорость отклика

Используемая 10-битная AHVA-матрица продемонстрировала идеальные тоновые переходы как во всех предустановленных режимах, так и после ручной настройки и аппаратной калибровки. Резкие переходы и паразитные оттенки отсутствуют.

Скорость отклика матрицы вполне типична для современных IPS-type-решений, однако изначальной проблемой SW2700PT являются хорошо заметные артефакты изображения при стандартных настройках AMA. При отключении разгона матрицы шлейф за движущимися объектами слегка уменьшается, а артефакты полностью исчезают. Почему это не сделали сами инженеры – остаётся загадкой.      

Стандартный источник света D65Править

Основная статья: Стандартный источник света D65

Спектральное распределение мощности D65.

CIE Standard Illuminant D65D₆₅стандартных источниках света

D65 приблизительно соответствует полуденному солнцу в Западной Европе / Северной Европы, поэтому его также называют источником дневного света. Как и любой стандартный источник света представлен в виде таблицы усредненных спектрофотометрических данных; любой источник света, который статистически имеет такое же относительное спектральное распределение мощности СПД (SPD) может считаться источником света D65. Нет реальных источников света D65, существуют только тренажеры. Качество тренажеров может быть оценено с метамерией цвета (CIE Metamerism Index).

Относительно спектрального распределения силы света D и черного тела цветовая температура (красного цвета) коррелирована в нормированой зоне 560nm.

предназначен для представления среднего значения дневного света, а коррелированная Цветовая температура около 6500 K. CIE standard illuminant D65 должны использоваться во всех колориметрических расчетах, требующих быть представителем дневного света, если только не существует особых причин для использования другого источника света. Вариации относительного спектрального распределения мощности дневного света, как известно, возникает, в частности, в ультрафиолетовой области спектра, как функция от времени года, времени суток и географического расположения.

ПримечанияПравить

1. http://en.wikipedia.org/wiki/International_Commission_on_Illumination

2. ↑

3. http://en.wikipedia.org/wiki/CIE_1931_color_space
4. Noboru, Ohta; Robertson, Alan R. (2005). «3.9: Standard and Supplementary Illuminants». Colorimetry. Wiley. pp. 92–96. doi:10.1002/0470094745.ch3. ISBN 0-470-09472-9.
5. Poynton, Charles A. (2003). Digital Video and HDTV: Algorithms and Interfaces. Morgan Kaufmann. p. 224. ISBN 1-55860-792-7. «The CIE D illuminants are properly denoted with a two-digit subscript.»
6. Schanda, János (2007). «3. CIE Colorimetry». Colorimetry: Understanding the CIE System. Wiley. pp. 43, 44. doi:. ISBN 978-0-470-04904-4. «In 1967 the International Practical Temperature Scale, 1948, amended 1960 was in use. With that temperature scale c2 was 1.438×10-2m·K. In 1968, the International Practical Temperature Scale changed the value of c2 to 1.4388×10-2 m·K. Because of this fact the CCT of a daylight phase of T K on the 1948/1960 scale changed to 1.4388/1.4380×T, thus D65 with its ‘‘nominal CCT’’ has now a CCT of approximately 6504 K, and this temperature has to be set into the Equations (3.17) and (3.18) to get to the SPD as defined in 1967.»
7. CIE Technical Report (1999). . Paris: Bureau central de la CIE. ISBN 92-9034-051-7. «A method is provided for evaluating the suitability of a test source as a simulator of CIE Standard Illuminants D55, D65, or D75. The Supplement, prepared in 1999, adds the CIE Illuminant D50 to the line of illuminants where the method can be applied to. For each of these standard illuminants, spectral radiance factor data are supplied for five pairs of nonfluorescent samples that are metameric matches. The colorimetric differences of the five pairs are computed for the test illuminant; the average of these differences is taken as the visible range metamerism index and is used as a measure of the quality of the test illuminant as a simulator for nonfluorescent samples. For fluorescent samples, the quality is further assessed in terms of an ultraviolet range metamerism index, defined as the average of the colorimetric differences computed with the test illuminant for three further pairs of samples, each pair consisting of a fluorescent and a nonfluorescent sample which are metameric under the standard illuminant.»

8. «Determination of spectrum color co-ordinates for twenty seven normal observers» (1959). Optics and Spectroscopy 7: 424–428.

9. ↑
   and

Параметры трёх основных цветовПравить

Нормализованная спектральная чувствительность человеческих колбочек типов коротковолновых-S, средневолновых-M и длинноволновых-L (S,M,L).

цвета

В очень тусклом свете цветовое зрение снижается, а низкая яркость монохроматического ночного зрения осуществляется экстерорецепторами палочками. Таким образом, три параметра цвета, соответствующих уровней воздействия на три типа колбочек, может в принципе описать любой цвет, ощущение. Взвешивание всего спектра мощности света по индивидуальной спектральной чувствительности трех типов колбочек даёт три эффективных стимула значений; эти три значения составляют три входные сигнала (tristimulus) Спецификации объективных цветов светового спектра. Три параметра, — отмеченные как S, M и L, могут быть указаны с помощью трёхмерного пространства, называемое LMS цветовое пространство, которое является одним из многих цветовых пространств, которые были разработаны для количественного определения человеческого цветного зрения.

Цветовое пространство карты ряда физически произведенных цветов (из смешанного света, пигментов и др.) к объективным описанием цветовых ощущений, зарегистрированных в глаза, как правило, получены в условиях tristimulus ценности, но, как правило, не в LMS пространстве, определенное спектральной чувствительностью колбочкой. Три входные сигнала или The tristimulus ценности, связанные с цветовым пространством, можно представить в виде суммы трех основных цветов в tri-хроматическом аддитивном цветовом пространстве RGB. В некоторых цветовых пространствах, в том числе LMS и XYZ пространствах, основные цвета используются не реальными цветами, в том смысле, что они не могут быть получены с любого спектра света.

CIE XYZ цветовое пространство включает в себя все цветовые ощущения, которые средний человек может испытывать. Оно служит в качестве стандартных справочных, на основании которых многие другие цветовые пространства определяются. Набор подбора цветовых функций, как кривые спектральной чувствительности LMS пространства, но не ограничивается положительными значениями чувствительности, и связывает физически производимых светом спектров с конкретными трехцветными значениями.
Рассмотрим два источника света, состоящие из различных смесей различных длин волн. Такие источники света могут оказаться такого же цвета; этот эффект называется метамерией. Такие источники света имеют одинаковый видимый цвет у наблюдателя, когда они дают одинаковые значения трехцветного стимула, независимо от того, каковы спектральные распределения питания у источников .

Большинство длины волн не будет стимулировать только один тип клетки колбочки, потому что спектральные кривые чувствительности трех типов колбочек перекрываются. Некоторые трехцветные значения, таким образом, физически невозможно использовать (например, LMS трехцветных значений, которые отличны от нуля для одного компонента, и нулей для остальных). И LMS значения трехцветного сигнала для чистых спектральных цветов, в любом обычном трехцветном аддитивном цветовом пространстве (например, цветовые пространства RGB, означает, что отрицательные значения, по крайней мере, одного из трех первичных цветов, как цветности будут за пределами цветового треугольника , определенного для основных цветов. Чтобы избежать эти отрицательные значения RGB, а также иметь один компонент, который описывает воспринимаемую яркость цвета , были сформулированы «мнимые» основные цвета и соответствующие функции согласования цветов. Полученные трехцветные значения определяются в цветовом пространстве CIE 1931, в котором они обозначаются как X , Y и Z.

Результаты в режиме sRGB

В специальном режиме эмуляции sRGB точность описания данного цветового пространства оказалась довольно высокой.

Треугольник на CIE-диаграмме превосходит пространство sRGB на некоторых участках, хотя чуть уступает ему на других. Итоговый результат составил 95,7 %. В данном случае можно обойтись без дополнительных профилей и ПО с поддержкой CMS.

Точка белого настроена чуть хуже, чем в стандартном режиме, но все точки серого клина лежат в области с предельно допустимыми отклонениями DeltaE

Среднее значение гаммы – 2,23. Гамма-кривые пролегают немного ниже референсной кривой, в результате визуальный контраст получается несколько выше необходимого.       

Мы активировали стандартный Windows-профиль sRGB IEC61966-2.1 в тесте Argyll, и модель продемонстрировала хорошие результаты. Среднее отклонение – 0,84 единицы DeltaE94, максимальное – 2,83. Основные проблемы на тёмных участках.

Результаты при стандартных настройках

Монитор обладает матрицей с расширенным цветовым охватом, но для тех, кому РЦО не нужен, монитор можно переключить в режим эмуляции sRGB.

Как оказалось, в настройках для большинства режимов можно выбрать эмуляцию одного из двух цветовых пространств. Для режима Standard выбрано AdobeRGB, поэтому цветовой охват выше – но это не максимум, на что способна матрица. При таких настройках дисплей соответствует sRGB на 98,3 % и AdobeRGB на 97,3 % – отличный результат, пускай и не заявленные 100 и 99 % из технических характеристик.

Точка белого настроена на довольно высоком уровне, а вот стабильность цветовой температуры портит максимальное отклонение до значения почти в 8 %.

Монитор показал близкие к референсу гамма-кривые, хотя для стандартного режима заводская калибровка не заявлена.    

Среднее отклонение цветопередачи монитора составило 0,78 единицы DeltaE94, максимальное – 1,52. Это очень высокий результат, соответствующий заявленной заводской калибровке для режима AdobeRGB.   

Выводы

Протестированный монитор BenQ SW2700PT – это хороший полупрофессиональный монитор, который, однако, совершенно точно не соответствует уровню по-настоящему профессиональных решений. Одной матрицы с расширенным цветовым охватом, заявленного 14-битного 3D LUT и светозащитного козырька в комплекте поставки недостаточно, чтобы модель могла претендовать на звание профессиональной. Да, у него хорошая заводская настройка, но плохо работающая аппаратная калибровка с никуда не годным приложением Palette Master Element.

Огромное количество достоинств спотыкается о плохую равномерность подсветки на чёрном поле, проявляющую себя даже в светлое время суток. Очень странным ходом производителя было активировать разгон панели, хотя без него скорость отклика выше (хорошо заметно по уменьшению шлейфов), а артефакты полностью отсутствуют. Жаль, что в BenQ отказались от показавшей хорошие результаты в случае с PG2401PT системы компенсации неравномерности подсветки. С ней у SW2700PT шансов на успех было бы значительно больше. Без неё же равномерность подсветки находится на среднем уровне.

Однако весь этот негатив имеет значение только в том случае, если рассматривать BenQ SW2700PT как профессиональное решение. Если же закрыть на это глаза, то перед нами качественный 27-дюймовый WQHD-дисплей с расширенным цветовым охватом за минимально возможные деньги.

С файлового сервера 3DNews.ru можно скачать цветовой профиль для этого монитора, который мы получили после стандартной процедуры калибровки с настройками под цветовой стандарт sRGB.

Достоинства

• строгий современный дизайн;
• отличное качество материалов и сборки;
• эргономичная подставка и наличие VESA-крепления;
• USB-хаб с двумя портами USB 3.0 и считыватель карт памяти;
• широкий выбор интерфейсов для подключения;
• входящий в комплект поставки качественный светозащитный козырёк;
• возможность управления монитором с помощью физических клавиш на корпусе или внешнего блока (очень удобно);
• высокое соответствие цветового охвата стандартам sRGB и AdobeRGB в большинстве режимов;
• расширенный цветовой охват;
• хорошая заводская настройка;
• отличные градиенты при любых установках;
• широкий диапазон изменения яркости подсветки при неизменном уровне контрастности выше заявленного в ТХ;
• открытый доступ ко встроенному LUT с возможностью проведения аппаратной калибровки, хотя здесь есть свои но;
• подсветка без мерцания (Flicker-Free);
• отсутствие Cross-hatching и кристаллического эффекта;
• отличные углы обзора;
• одно из самых доступных решений в своём классе (от 52 000 рублей на момент тестирования).

Недостатки:

• очень низкая равномерность подсветки на чёрном поле с хорошо заметными паразитными засветками;
• минусы, свойственные расширенному цветовому охвату;
• отсутствие системы компенсации неравномерности подсветки (есть у ближайших конкурентов и у BenQ PG2401PT);
• проблемы аппаратной калибровки (слабое ПО с плохим переводом, ограниченные настройки, небольшая точность настройки, невозможность сохранить более двух профилей во встроенный LUT).