нативный цвет на телевизоре что это такое
WCG: о расширенной цветовой палитре 4K-телевизоров
Понятно, что чем реалистичнее картинка на экране телевизора, тем лучше (правда, и дороже). Нынче на слуху — разрешение 4K, которое всё еще с поводом и без повода сравнивают с прежним HD. Но по мере того, как 4K-телевизоры перестают быть дорогим эксклюзивом, их производителям приходится изобретать новые решения, чтобы как-то выделяться на фоне конкурентов. Потенциальный покупатель уже активно знакомится с преимуществами технологии HDR, но это не единственная новинка. На очереди — не менее загадочное обозначение — WCG. Вот о нем мы и поговорим.
Обозначение WCG (аббревиатура от Wide color gamut, т.е. буквально «расширенная цветовая палитра/гамма») вам, вероятнее всего, встретится как раз в сочетании в упомянутым HDR (это от High Dynamic Range).
Разумеется, технологии, которые обозначаются этими симпатичными сокращениями служат одному делу — сделать картинку на экране телевизора как можно более похожей на настоящую (насколько позволяет техника и потолок цен). Но служат они по-разному.
Если очень обобщенно, то HDR, как бы, в общем увеличивает максимальную контрастность изображения, расширяя доступный цветовой диапазон, за счет чего достигается большая его глубина, насыщенность и детализация.
WCG тоже расширяет этот самый цветовой диапазон, но гораздо более акцентированно и масштабно, делая так, чтобы оттенков красного, синего, зеленого и прочих цветов на экране стало заметно больше именно в количественном отношении.
В деталях же все несколько сложнее, но интереснее.
WCG — цвет на любой вкус
Как вы знаете, каждый (даже самый-самый «навороченный») телевизор способен воспроизводить цвета только в некотором ограниченном количестве. И все эти цвета, сколько бы их не было, формируются искусственно и неизбежно отличаются от «живых» цветов, которым каждый из нас видит в реальном мире своими глазами.
Вот в таком диапазоне видит цвета человеческий глаз. Треугольниками на этом рисунке обозначен цветовые палитры (гаммы), которые доступны современным телевизорам. Меньший треугольник (с кругами по углам) — цветовая палитра HD-телевизора. Средний, пунктирный треугольник (с квадратами по углам) — цвет P3, т.е. примерно то, что могут показывать 4K-телевизоры с поддержкой WСG. А самый большой треугольник (с треугольниками по углам) — это цветовой охват стандарта DCI P3 или Rec.2020 — еще более расширенная цветовая палитра, но … скорого будущего.
Данное отличие обусловлено, во-первых, техническими возможностями современных дисплеев, а во-вторых, качеством исходного видеоматериала. Даже сравнительно старые HD-телевизоры безусловно умели передавать гораздо больше цветов и с в разы лучшим качеством, чем совсем старые телевизоры с электронно-лучевыми трубками. Что уже говорить о 4K-ТВ?
Тем не менее, панели 4K-телевизоров первых поколений для воспроизведение изображения используют ту же «цветовую палитру» (т.е. количество цветов), что и HD-телевизоры. Технология же WСG предусматривает возможность использования для воспроизведения того же изображения большего количества цветов ( «расширенную цветовую палитру«), и при этом отображать эти цвета более качественно и с большей правдоподобностью.
В общем, телевизор с поддержкой технологии WСG цветов воспроизводит больше, при этом красные у него краснее, зеленые — зеленее, синие — синее, плюс к этому второстепенные цвета — пурпурные, голубые, желтые и прочие — тоже выглядят богаче и насыщеннее.
В итоге цвета, которые на экране HD-телевизора казались слишком темными или, наоборот, яркими, на экране 4K-ТВ с WCG выглядят значительно более натурально. И разница очень заметна, если на экране отображается, скажем, яркий желтый цветок или темно-красный кирпич.
Технология WCG позволяет также достигать большей глубины цветности (более высокой битности изображения). Другими словами, 4K-ТВ с WCG способен отображать больше оттенков, например, между светло-розовым и темно-бордовым. Для сравнения, если для HD-телевизора стандартные 16.7 миллионов цветов — это максимум, то для 4K-ТВ с WCG норма — это 1 миллиард. И, к слову, это тоже не предел, поскольку человеческий глаз цветов различает еще больше.
Как увидеть WCG в действии?
А вот с этим всё не так просто. Чтобы оценить преимущества технологии «расширенной цветовой палитры» нужен не только телевизор с экраном соответствующего уровня, но и контент соответствующего качества.
То есть, если вы купили 4K-телевизор с поддержкой WCG и планируете смотреть на нем фильмы с DVD или обычных Blu-ray либо просто телепередачи, то вынуждены вас расстроить, никакой расширенной палитры вы точно не увидите.
Зато, можем снова еще раз вспомнить о технологии High Dynamic Range и обратить ваше внимание на тот факт, что HDR с WCG соседствуют в том числе и потому, что если видеоконтент снят в HDR, то по большей части он и в WCG тоже. Сегодня почти всё, что выходит на 4K Blu-ray дисках, записано с расширенной палитрой цветов. Более того, на таких онлайн-сервисах, как Nextflix, Amazon и Vudu, HDR/WCG-контент (фильмы, шоу и пр.) присутствует в более-менее товарных количествах.
Советы по правильной настройке телевизора
Для начала, что есть «правильная настройка». Если вы хотя бы раз были в магазине электроники, то наверняка замечали, что все выставленные телевизоры показывают по-разному. С чем это связано? Какой из них лучше? Давайте разберемся.
Я думаю, вы согласитесь, что телевизор должен не просто показывать какую-то картинку, но и вносить как можно меньше искажений в исходный контент. Сам контент всегда создается с оглядкой на стандарты и рекомендации индустрии, и главная цель любого телевизора — донести до вас именно то изображение, которое вам хотели показать. Тут важно всё: и оттенок кожи у актера, и цвет неба на закате, и какие детали изображения должны быть видны, а какие спрятаны. Существуют международные стандарты, описывающие каким должно быть изображение на экране вашего телевизора. Все вы, наверняка, встречали аббревиатуры PAL, NTSC, или HDTV, вот за этими буквами и скрываются свойства видеосигнала и различные параметры изображения. С приходом HDTV в нашу жизнь, большая часть стандартов сразу же устарела, и, фактически, наиболее актуальным сейчас является стандарт REC709, который используется в телевидении высокой четкости (HD) и в Blu-Ray видео.
Общие параметры правильного изображения такие:
— температура цвета 6500К (D65)
— гамма линейная, рекомендованное значение 2.22, для затемненного помещения 2.4
— рекомендованная яркость
120 cd/m2
— цветовой охват по REC709 (аналогичен охвату sRGB).
К сожалению, современные производители телевизоров настраивают свою продукцию откровенно плохо, потому что заинтересованы не в том, чтобы их дисплеи соответствовали существующим цветовым стандартам, а в увеличении продаж этих самых дисплеев. В стремлении продать больше телевизоров, производители постоянно пытаются представить более «яркие синие» и «живые красные» цвета, чем у их конкурентов. Они специально усиливают яркость некоторых цветов, чтобы продукция выглядела более соблазнительной на полках магазинов по сравнению с аналогами других фирм. На прилавках с внешне одинаковой продукцией покупатель выберет самый яркий телевизор, или тот, у которого цвета кажутся «глубже». Если бы производители уделяли достаточно внимания правильной настройке своей продукции, то все выставленные на прилавке телевизоры показывали бы очень похожее изображение.
Единственным верным способом получения правильного изображения на экране телевизора — аппаратная калибровка. Заключается она в том, что на вход телевизора подаются эталонные изображения, а с экрана снимаются замеры. Далее регулируются настройки телевизора пока параметры изображения не будут максимально близкими к необходимым по стандарту. Но данная настройка довольно трудоемка, требует знаний, и прежде всего оборудования.
Можно ли сделать изображение на экране своего телевизора более верным, не прибегая к аппаратной настройке? Приведу несколько советов, основанных на моем опыте настройки различных телевизоров.
Какой режим изображения выбрать (стандартный/динамический/кино)?
На абсолютном большинстве телевизоров наиболее правильным является режим Кино/Кинотеатр. Не используйте для просмотра режим «Динамический»: из-за нелинейной гаммы изображение в нем всегда неверно, а из-за сильно завышенной яркости этот режим напрягает глаза, особенно если вы смотрите телевизор при приглушенном освещении или в темноте.
Какой режим цветовой температуры выбрать (холодный/стандартный/теплый)?
На абсолютном большинстве телевизоров наиболее близким к стандартной цветовой температуре (6500К) является режим Теплый. При наличии выбора Теплый1/Теплый2 (на телевизорах Samsung), определите сами, какой из них лучше. Обычно это Теплый2, но могут быть исключения.
Какие настройки рекомендуется отключать для получения наилучшего изображения?
Необходимо отключить все настройки, которые подстраивают яркость/контраст на усмотрение телевизора. То есть, следует отключить «динамический контраст», «режим энергосбережения», «датчик освещения», «динамическая подсветка» и не использовать «Динамический» режим изображения.
Как установить правильно параметр «контраст»?
На самом деле, данный параметр неверно называть «контрастом», так как контраст — это отношение максимальной яркости белого поля (уровня белого) к уровню черного (уровню минимальной светимости панели). Так вот, параметр «контраст» в меню телевизора меняет именно уровень белого, то есть уровень максимальной яркости изображения.
Для плазм:
— производить настройку параметра «контраст» лучше в темноте;
— вывести на экран изображение с окном уровня белого (100IRE) (ссылки в конце статьи);
— поставить параметр «контраст» на значение близкое к максимальному (90-95);
— уменьшать параметр «контраст», пока картинка с уровнем белого (100IRE) не перестанет «резать глаза».
У плазменных телевизоров Samsung есть параметр «яркость ячейки» (cell light), который имеет большое влияние на общую яркость изображения. Вы можете сразу выставить его на значение близкое к максимальному (18-20), и далее следовать рекомендациям.
ЖК-телевизоры устроены немного по-другому — у них есть параметр «яркость подсветки» (иногда называется «контраст подсветки»), который имеет наибольшее значение для общей яркости изображения.
Для ЖК/LED:
— производить настройку лучше в темноте;
— поставить параметр «контраст» близко к максимальному значению (90-95);
— вывести на экран изображение с окном уровня белого (100IRE) (ссылки в конце статьи);
— поставить параметр «яркость подсветки» на максимальное или заведомо более высокое значение чем необходимо;
— уменьшать параметр «яркость подсветки», пока картинка с уровнем белого (100IRE) не перестанет «резать глаза».
Не рекомендую использовать максимальные значения параметра «контраст», потому что у некоторых телевизоров при установке максимального значения возникают нелинейности цветовой температуры.
Излишне яркое изображение (а за реальную яркость в телевизоре отвечают «контраст» / «яркость подсветки») напрягает ваше зрение и ведет к усталости глаз, помните об этом, когда будете настраивать данные параметры.
Как установить правильно параметр «яркость»?
Параметр «яркость» определяет уровень черного. Для установки его в правильное положение можно воспользоваться специальным изображением «Pluge pattern». На данном изображении крайняя левая вертикальная полоса соответствует черному цвету. Чтобы установить параметр «яркость» в нужное положение, сначала увеличьте его, пока не будете четко видеть все полосы, а потом уменьшайте параметр «яркость» пока крайняя левая вертикальная полоса не сольется с фоном. Кроме того, вы можете воспользоваться специальными дисками для настройки, например AVSHD (ссылка в конце статьи), где в разделе «Basic Settings» вы найдете необходимые изображения для настройки основных параметров телевизора. 
Что такое «четкость»? Как ее правильно установить?
«Четкость» (sharpness) — это именно четкость изображения. Данный параметр нужен, чтобы с разного расстояния просмотра вы получили одинаково четкое изображение. Для настройки этого параметра можно воспользоваться специальным изображением «Sharpness pattern». Методика настройки «четкости» такова:
— сесть на расстоянии просмотра от телевизора;
— вывести на экран телевизора «Sharpness pattern»;
— увеличить параметр «четкость» до максимума, либо до значения, при котором явно будут видны артефакты излишней «четкости»: светлые ореолы вокруг объектов и утолщение тонких линий;
— уменьшать параметр «четкость», пока не пропадут артефакты изображения, такие, как светлые ореолы вокруг объектов и утолщение тонких линий. 
Как установить правильно параметр «цвет/насыщенность»?
Установить верно данный параметр без замеров сложно. Мои рекомендации — вывести на экран телевизора качественные фотографии природы с множеством оттенков зеленого цвета (так как именно к нему глаз наиболее чувствителен, и именно он на многих телевизорах бывает пересвечен) и регулировать параметр «цвет/насыщенность», пока изображение не будет выглядеть максимально реалистично. Дополнительно нужно проверить настройки на качественных фотографиях людей, оттенки кожи должны быть естественными. 
В моем телевизоре есть настройки баланса белого и система управления цветом (CMS), как мне настроить их правильно?
Только с помощью аппаратной калибровки. Настраивать данные параметры «на глаз» бесполезно.
Спасибо что уделили мне время. Конструктивная критика приветствуется.
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.