Пара соображений о гамме sRGB, гамме 2.2 и современном стандарте Display P3

теоретические и практические аспекты колориметрии, системы управления цветом
Ответить
Аватара пользователя
mihas
Администратор
Сообщения: 1184
Зарегистрирован: 18 авг 2004, 16:58
Откуда: Москва
Контактная информация:

Пара соображений о гамме sRGB, гамме 2.2 и современном стандарте Display P3

Сообщение mihas »

Известно, что стандарт sRGB разработали Microsoft и Hewlett Packard еще в далеком 1996 году как среднебольничный для тогдашних ЭЛТ-мониторов. С тех пор стандарт sRGB де-факто стал надолго вообще в целом за редким исключением стандартом отображения модели RGB в интеренете и в программах, не поддерживающих управление цветом. Это сравнительно небольшой цветовой охват объемом 832 870 ΔE³. Для сравнения, объем цветового охвата стандарта Adobe RGB (1998) равен 1 208 631 ΔE³, а объем всех видимых человеком цветов или Human Visual Space (HVS) равен 2 381 085 ΔE³. Полиграфистам будет интересно сравнить все это также с объемом охвата триадной печати, на мелованной бумаге красками европейской триады он составляет около 400 000 ΔE³ и 160 000 ΔE³ для офсетной бумаги, по данным института FOGRA и качественным цветовым профилям стандартной офсетной печати от ECI.org.
Охват современных ЖК-мониторов может быть как сильно выше, так и сильно ниже объема охвата sRGB. На профессиональных мониторах с пометкой "Wide Color Gamut" (расширенный цветовой охват) объем может вплотную на 98-99% приближаться к большому Adobe RGB. В старину приблизительно к Adobe RGB приравнивали цвет на хороших слайдах Kodak и Fuji. Есть наоборот дешевые модели ноутбуков для офисной работы, где объем цветового охвата едва дотягивает до 60% от и без того маленького sRGB даже по технологии IPS. По моему мнению, производители мониторов для ПК под управлением Windows и Linux вообще не придерживаются часто особо никаких стандартов и лепят охваты кто во что горазд. Также в некоторых моделях мониторов предусмотрен отдельный программно-аппаратный режим sRGB, который не факт что действительно ему соответствует, пока со спектрофотометром не убедишься - доверия мало; в подавляющем большинстве случаев измерительный прибор показывает совсем не то, что установлено в меню монитора в качестве того или иного пресета.
Посмотреть на охват своего монитора в сравнении с тем или иным стандартом в координатах CIE xy можно по ссылке, там же указано, где и как взять колоранты своего монитора из его ПЗУ или из его цветового профиля в системе как результата калибровки спектрофотометром:
Сравнение проекций CIE xy охватов Adobe RGB и sRGB
Сравнение проекций CIE xy охватов Adobe RGB и sRGB
• 176.97 КБ • 4490 просмотров
В современной технике Apple со стандартом на цвет все обстоит сегодня значительно лучше: айфоны, планшеты, аймаки, макбуки и мониторы синема придерживаются стандарта Display P3. Он заметно больше по охвату, чем sRGB, и уступает лишь немного охвату Adobe RGB:
Сравнение проекций CIE xy охватов Adobe RGB, Display P3 и sRGB
Сравнение проекций CIE xy охватов Adobe RGB, Display P3 и sRGB
• 110.35 КБ • 4490 просмотров
Стандарт Adobe RGB используте тонопередающую степенную функцию (гамму) 2.2, стандарты sRGB и Display P3 - более утонченную гамму sRGB, близкую к степенной функции γ=v^1/2.2, но отличающуюся в глубоких тенях:
Сходство в целом и различия в тенях гаммы sRGB и гаммы 2.2
Сходство в целом и различия в тенях гаммы sRGB и гаммы 2.2
• 48.83 КБ • 4490 просмотров
sRGB_gamma_Display_P3_gamma.xls
Формулы в Excel гаммы sRGB и гаммы 2.2, гаммы Display P3 и гаммы 2.4
• 201.5 КБ • 182 скачивания
На скриншоте представленного файла Excel хорошо видно, что у гаммы 2.2 есть тот недостаток, что кривая тонопередающей функции фактически "лежит" на оси значений, и несколько оттенков между нулем и глубокими тенями не различимы, несколько оттенков фактически пропадает для кодирования изображения, и вместо 256 значений в 8 битах мы имеем при кодировании с гаммой 2.2 около 250-252 значений. Это также хорошо видно на сравнении гистограмм одинаковых изображений с гаммой sRGB и с гаммой 2.2 (simplified) в одной и той же колористике:
Изображение
Внизу слева на гистограммах одного и того же изображения с разной гаммой видно, что просто отсутствуют пиксели с несколькими значениями в тенях, все они слились в ноль. Темы эти как-то уже затрагивались по ссылке тут и тут. То есть уже в 1996 году были известны и широко обсуждались недостатки гаммы 2.2 и sRGB создавался таким образом, чтобы избежать этих потерь в файлах и на экране.
Сегодня эппловый стандарт Display P3 не погнушался древней разработкой конкурентов и к своей колористике устройств привязал именно гамму sRGB, а не гамму 2.2. Очень воодушевляет то, что не только дисплеи продуктов Apple практически идеально вписываются в стандарт Display P3 (проверено при калибровке спектрофотометром, скрин ниже), но в стандарт уже вписываются и фотокамеры современных смартфонов и планшетов Apple.
Сравнение профиля как результата калибровки нового iMac со стандартом Display P3 - практически точное совпадение колорантов на 98.9%
Сравнение профиля как результата калибровки нового iMac со стандартом Display P3 - практически точное совпадение колорантов на 98.9%
• 179.4 КБ • 4490 просмотров
Цветовой профиль Display P3 вы можете извлечь из любой фотки айфона ну или скачать извлеченный по ссылке (в профиле копирайт Apple Inc. 2017 года).
Формула тонопередающей гамма-функции профиля Display P3, отображаемая в Apple ColorSync Utility
Формула тонопередающей гамма-функции профиля Display P3, отображаемая в Apple ColorSync Utility
• 87.24 КБ • 4490 просмотров
Равенство табличной и формульной функций гаммы профиля sRGB и профиля Display P3
Равенство табличной и формульной функций гаммы профиля sRGB и профиля Display P3
• 22.82 КБ • 4490 просмотров
P3_vs_sRGB_Graph.xls
Равенство табличной и формульной функций гаммы профиля sRGB и профиля Display P3
• 124 КБ • 174 скачивания
Стандартная оригинальная как есть фотка с iPhone 7 со внедренным самим смартфоном профилем Display P3, без пересохранения (движок форума даже не справился с поворотом на 90 градусов для современной фотки при создании превью без цветового профиля), просто переименована скриптом под архивный формат имен
Стандартная оригинальная как есть фотка с iPhone 7 со внедренным самим смартфоном профилем Display P3, без пересохранения (движок форума даже не справился с поворотом на 90 градусов для современной фотки при создании превью без цветового профиля), просто переименована скриптом под архивный формат имен
• 1.42 МБ • 4490 просмотров
Определенный дрейф от маленьких охватов недорогих устройств к большим охватам мониторов и камер профессиональных происходит так или иначе. Пока разработчик контента с хорошим профессиональным дисплеем обычно придерживается правила, что смотреться должно правильно в маленьком охвате sRGB недорогого устройства потребителя контента. Но я думаю не далеко уже то время, когда и потребители контента обзаведутся устройствами с нормальным большим цветовым охватом уровня Display P3 и производить контент с меньшим охватом станет просто бессмысленно. Безобразные дешевые поделки с охватом 60% от и без того маленького sRGB уйдут в небытие. В конце концов обычный потребитель почитал форумы и понял, что покупать надо не TN, а IPS. И вскоре IPS из профессионального сегмента пошел в массовый. Так будет, думаю, и с цветовым охватом. Все большее число производителей современных смартфонов равняются на стандарт P3, весь Apple равняется не только на уровне дисплеев, но и на уровне фотокамер смартфонов, что вообще шикарно: это же очень удобно, когда и камера и дисплей де-факто работают в одном цветовом стандарте и для их согласования даже не нужен колорменеджмент (в операционках смартфонов нет колорменеджмента), возможно мы с вами станем свидетелями цветовой революции, когда устаревший маленький sRGB в интернете де-факто постепенно вытеснит Display P3. Семейство стандартов P3 развивается, хороший монитор P3 уже на рынке найти проще, чем монитор Adobe RGB. Помню еще в 4 айфоне функция гаммы дисплея и гаммы камеры были явно не согласованны, начиная с 6-7 айфонов такой проблемы больше нет, проверял и на 8 и на 10 моделях. Современные популярные соцсети Facebook и Instagram используют цветовые профили, внедренные в фотку смартфонами и опубликованные со смартфона, правильно отображают P3 при верной настройке браузера по цвету на большом экране большого компьютера. Лучшее в стандарте sRGB, а именно гамму sRGB, стандарт Display P3 перенял или унаследовал, придет время, и больший чем у sRGB цветовой охват станет мейнстримом, и производителям мониторов и дисплеев смартфонов станет выгодно придерживаться единого стандарта цвета, а не клепать железки каждый кто во что горазд. Первый претендент сегодня на такой новый стандарт цвета дисплея по умолчанию на мой взгляд - Display P3, взамен слишком маленькому sRGB и слишком большому Adobe RGB. Смартфоны активно используются для интернет-серфинга помимо традциционных компьютеров и ноутбуков, смартфоны зачастую производятся с дисплеем P3, совсем игнорировать смартфоны с их специфическим разрешением и стандартом цвета стало достаточно давно не комильфо при создании веб-страниц.
Все три обсуждаемых стандарта цвета RGB имеют белую точку D65, что облегчает преобразование между ними (не нужна хроматическая адаптация как дополнительная вычислительная операция с матричными уравнениями).

Цветовое пространство старых ЭЛТ-мониторов неплохо описывалось стандартом sRGB с 1996 года. Изображения в том же цветовом стандарте sRGB корректно отображались по цвету на устройствах sRGB вообще без всякого CMS или управления цветом. Когда цветовые пространства графического изображения и устройства отображения совпадают - колорменеджмент не нужен. А колорменеджмент усложняет расчеты, усложняет программы, большинство приложений ничего не знают про управление цветом. Сегодня весьма продвинутые в техническом плане смартфоны и айфоны по прежнему не имеют управления цветом на уровне операционки. Тем не менее, айфоны и эппловые мониторы показывают фотку современного айфона одинаково и правильно, благодаря тому, что все эти устройства отображения и формат графических файлов объединяет общее, одинаковое цветовое пространство - Display P3. А мониторы пц наоборот с годами утратили эту унификацию, не придерживаются никаких общих стандартов, даже sRGB честный как таковой пойди найди еще в современных дисплеях для пц, люди с тоской "налетают" при покупке на неоговоренное нестандартизированное пространство с объемом цветового охвата всего 60% от sRGB - куда такое вообще годится? Конечно в такой ситуации Эппл сегодня выигрывает по логике вещей со своим Display P3, когда создатели и потребители контента на пц даже между собой договориться вечно не могут, работают они в огромном Adobe RGB или маленьком sRGB применительно ко всем случаям жизни, то есть и таким случаям, когда колорменеджмента для отображения их файлов вообще не предусмотрено, на смартфонах ли или в простых приложениях (не в сложном Фотошопе). У потребителей и создателей контента на пц нет четкого ответа, в каком стандарте им сообща работать, а у пользователей техники Эппл и примкнувшим к ним некоторым топовым смартфонам - такой ответ сегодня есть, и этот ответ Display P3. Я спокойно и непредвзято отношусь к компьютерам, мониторам и смартфонам любых фирм, я не упертый яблофил или любитель винды, с равным удовольствием работаю и там и там. Но мне нравится, когда пытаются навести порядок в цветовых пространствах, в 96 году это получилось у виндовс лучше, чем у Эппла, в 20-е годы следующего столетия порядка с цветом для массового потребителя больше у Эппла, чем у остальных пц и смартфонов. И это классный ход - унаследовать сегодня в современной технике гамму sRGB, а не тянуть всех за уши к гамме 2.6 (как было поначалу в камерах древних айфонов уровня 1-4). При традиционной гамме sRGB эппловые девайсы отображают стандарт sRGB без колорменеджмента просто чуть более нарядно и красиво, немного насыщенней, что по маркетингу тоже весьма недурно. Это ж в массовом сегменте любимая фишка всех, мол мы не показываем правильно, мы показываем особо красиво, и массовый потребитель ведется. Ну так тут Эппл выигрывает, он действительно показывает на всех своих устройствах P3 древний стандарт sRGB без управления цветом (коль такое случится) просто "красиво" без искажений информации о светлоте полутонов, без искажения контрастов, благодаря привычной тонопередающей функции гаммы sRGB. Поди плохо!
Ответить

Вернуться в «Колориметрия - наука о цвете: теория и практика»