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: 1376
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 (Color Gamut) 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 2 482 961 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.
Цветовой охват или Color Gamut (Гугл издревле неверно переводит слово Gamut как гамма, а не как охват, отсюда огромное количество русскоязычной путаницы в вопросе) 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. При помощи подмешивания в чистый сигнал малой толики двух загрязняющих других сигналов можно из монитора с большим охватом аппаратно сделать монитор с маленьким охватом. Но обратное невозможно, нельзя из матрицы с маленьким охватом выжать чистоту колорантов большого охвата.
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 • 10260 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 в голубой области (но в целом не уступает, а выигрывает):
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 • 10260 просмотров
Стандарт Adobe RGB использует 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 • 10260 просмотров
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 • 10260 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 • 10260 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 • 10260 просмотров
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 • 10260 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 экспертного уровня Adobe Photoshop), 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 несбалансированному 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).

Изображение
Изображение
Айфон и дисплей современного ноутбука в стандартном охвате Display P3
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 тонопередающую функцию гаммы sRGB, а не тянуть всех за уши к степенной гамме 2.6 DCI-P3 (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!
Аватара пользователя
mihas
Администратор
Сообщения: 1376
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 »

Прочитал любопытную оценку охвата P3 от одного пенсионера: полундра, спасайся кто может, фотографы - бегите сломя голову сдавать обратно в магазин смартфоны, планшеты и мониторы DCI-P3, теперь много лет никто нигде не сможет увидеть правильного цвета, мы никогда не сменим sRGB на что-то прогрессивное и мультимедийное, 27 лет учились кодить sRGB, и вдруг такое кощунство, как Display P3 и DCI-P3. Я вот тут даже постарался, и обладая навыком цветокоррекции, создал специальную картинку, которая смотрится в DCI-P3 безобразно на любом вашем мониторе...

Ну что я скажу: больше мнений хороших и разных. Мониторы P3 (DCI и Display различаются только гаммой, колоранты одни и те же, и так или иначе обе гаммы как правило присутствуют в пресетах монитров, а в ноутбуках по умолчанию прошита гамма Display P3, она же гамма sRGB) с подачи Эппла пошли в массы, игнорировать это бессмысленно, особенно учитывая то, что P3 - самый массовый сегмент продаж среди мониторов на сегодня, мейнстрим. Колористы помоложе и поопытнее отмечают удивительную сбалансированность колорантов P3 в пику перекошенному схожему по объему большому охвату древнего стандарта Adobe RGB. Я, как человек, купивший за последнее время уже два дисплея с точным охватом P3 (OLED ноутбук дочке и себе главный рабочий монитор IPS 4K, взамен FHD в охвате неоднородного Adobe RGB), как колорист, подтверждаю: с охватом P3 жить и работать комфортно, как в приложениях с колорменеджментом для моей отрасли - полиграфии, так и в приложениях без заморочек с цветом (например для программирования, написания и отладки кода в качестве хобби и даже небольшого заработка). Моя семья вся сидит в новых айфонах и просила меня выбирать и им мониторы и ноуты по цвету такие же, как айфоны, для точной визуальной совместимости, то есть честный P3 с гаммой sRGB. Все что было у меня связано с работой за рамками условного фотошопа (редких программ с безупречным управлением цветом) - было сильно не комфортно в охвате чуть больше Adobe RGB (теперь этот мой рабочий Wide Gamut Adobe RGB монитор доживает свой век на даче).

Долго ли еще протянет эпоха sRGB 1996 года разработки? По моему скромному мнению - не долго. Разработчики пойдут за массовым потребителем контента, и этот массовый потребитель именно сейчас постепенно и безболезненно перетекает из устаревшего сегмента sRGB в новый и визуально более комфортный стандарт P3. Причем как мне видится, это постепенный переход и смена стандарта де-факто произойдет бескровно для всех. Сменить матрицу перехода от XYZ к RGB с одной на другую, с матрицы sRGB на матрицу P3, вообще не проблема для кодера. Разработчикам сайтов CSS дает инструменты управления цветом, где P3 отдельно прописан в качестве стандарта наряду с другими. И это очень важно, прошлые версии CSS такого функционала управления цветом не предоставляли, поэтому переход мог бы быть более жестким, и производители матриц дисплеев могли бы побояться что-то менять в лучшую сторону в силу неготовности разработчиков и потребителей к изменениям. Но Эппл прощупал эту почву, владельцы техники Эппл не завопили и не застонали от прогресса, а наоборот, очень даже воодушевились унификацией и стандартизацией всех устройств (в том числе фотокамер айфонов и айпадов) в одном комфортном сбалансированном и большом цветовом пространстве, за Эпплом потянулись сначала смартфоны, и сразу за ними производители матриц мониторов и ноутбуков.

Словом, даже любопытно, как оно все дальше будет развиваться и как быстро или медленно, как долго еще протянет в качестве цветового пространства де факто стандарт sRGB 1996 года и сменит ли его де факто новый молодой стандарт P3? Понаблюдаем, все это при нашей жизни произойдет. И я уж подготовился - буду наблюдать уже в стандарте P3 что на айфоне, что на рабочем мониторе строго P3, которому всего год с момента прицельной осмысленной осознанной покупки, и который, надеюсь, еще долго мне послужит окном в виртуальный мир. А на даче у меня теперь живет старый мой монитор (чуть больше охвата Adobe RGB) FHD, и я на нем буду также верифицировать свои цветовые наблюдения.

Для разработчиков, чтобы не расыскивать долго. Матрицы перехода RGB2XYZ и XYZ2RGB для обсуждаемых стандартов и не только вычислить можно по ссылке.

XYZ to Display P3 RGB:
2.4931807553289667-0.9312655254971397-0.40265972375888165
-0.82950311582107871.76269412111979220.0236250887417396
0.0358536257800717-0.07618895478265220.9570926215180212
Display P3 RGB to XYZ:
0.48663265000000000.26566316250000000.1981741875000000
0.22900360000000000.69172672499999990.0792696750000000
0.00000000000000000.04511261250000001.0437173875000001
XYZ to sRGB:
3.2404541621141045-1.5371385127977166-0.498531409556016
-0.96926603050518681.87601084544669420.0415560175303498
0.0556434309591147-0.20402591351675381.0572251882231791
sRGB to XYZ:
0.41245643908969220.35757607764390900.1804374832663989
0.21267285140562250.71515215528781790.0721749933065596
0.01933389558232930.11919202588130300.9503040785363679
Не забывайте, что матричные трансформации производятся с линейными RGB без применения степенной гамма-функции в диапазоне значений 0-1 (не 0-255). Матрицы уже учитывают белую точку D65 данных стандартов и проводить еще отдельно матричную хромадаптацию D50->D65 не нужно для данных вычислений (такую ошибку делают чаще, чем можно было бы предположить).

Разметка для www, новый CSS:
/* sRGB color */
--bright-green: rgb(0, 255, 0);
/* Display-P3 color */
--bright-green: color(display-p3 0 1 0);

Можно так:
@media (color-gamut: srgb) {
p {
background: #F4AE8A;
}
}
@media (color-gamut: p3) {
p {
background: #EAB190;
}
}
Для быстрого перехода от одной модели RGB к другой и составления правильных палитр разметки пользуйтесь популярным научным конвертером https://cielab.xyz/colorconv/ и CSS Color Manager для быстрой разметки имеющегося стиля в дополнительных @media через color-gamut tag.
Аватара пользователя
mihas
Администратор
Сообщения: 1376
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 »

Принято считать, что цветовой охват Adobe RGB (1998) как бы больше, чем цветовой охват Display P3 (DCI-P3).

Возможно, это поверье идет от полиграфистов с их вниманием к насыщенной голубой краске на мелованной бумаге. Возможно, неортогональная проекция CIE xy 1931 внушает нам такую странную мысль. Возможно продавцы устаревших мониторов с охватом Adobe RGB не хотят снижать неадекватную цену, когда ближайший конкурент P3 мощно наступает на пятки.

Давайте раз и навсегда развеем для себя этот миф! Объем цветового охвата P3 больше объема охвата Adobe RGB, и давайте в этом убедимся вместе.

Посмотрим с точки зрения полиграфии. Известно, что голубая краска на мелованной бумаге плохо укладывается в маленький охват sRGB, и полностью покрывается большим охватом Adobe RGB:
Голубая краска и охват Adobe RGB
Голубая краска и охват Adobe RGB
• 398.43 КБ • 4848 просмотров
Если мы посмотрим на ту же голубую краску в охвате P3 - мы увидим, что она чуть-чуть не критично не дотягивает до края охвата P3:
Голубая краска и охват P3
Голубая краска и охват P3
• 404.48 КБ • 4848 просмотров
А теперь сравним друг с другом охват Adobe RGB и охват P3:
Проекция ab охватов P3 (белая сетка) и Adobe RGB (мелкая сетка)
Проекция ab охватов P3 (белая сетка) и Adobe RGB (мелкая сетка)
• 1.09 МБ • 4848 просмотров
Мы видим, что охваты разные, но по картинке трудно сказать, чья площадь гексагона в ортогональной проекции ab больше. Но если посчитать площадь фигуры просто по 6 вершинам - получим при D65 для Adobe RGB площадь ортогонального гексагона, равную 31829 ΔE², и для Display P3 - площадь равную 33468 ΔE². Попробуем посчитать и объем в ΔE³, учитывая помимо площади гексагона колорантов, также и белую с черной точки:
Хромикс, объемы охватов
Хромикс, объемы охватов
• 62.13 КБ • 4848 просмотров
Спектральный калькулятор, объемы охватов
Спектральный калькулятор, объемы охватов
• 154.56 КБ • 4848 просмотров
У Хромикса и спектрального калькулятора принципиально разные алгоритмы расчета объема цветового охвата, поэтому не сравниваем абсолютные цифры между программами, но сравниваем друг с другом в одной программе. Оба варианта вычисления показывают, что в ортогональном цветовом пространстве CIE Lab объем охвата P3 больше, чем объем охвата Adobe RGB.

Тем не менее, если мы взглянем на площадь треугольников колорантов в неортогональном пространстве CIE xy 1931 - будет явно показано, что площадь Adobe RGB занимает большую, чем P3.
Колоранты в CIE xy 1931
Колоранты в CIE xy 1931
• 535.74 КБ • 4848 просмотров
Почему так происходит, и почему в ортогональном пространстве CIE Lab на проекции ab больше площадь охвата P3, а в неортогональном xy - больше площадь Adobe RGB? Ну так вот неортогональность проекции CIE xy треугольников охвата и определяет это различие. Лучше всего эту неортогональность проекции CIE xy показывают всем известные эллипсы Мак Адама:
Эллипсы Мак Адама
Эллипсы Мак Адама
• 345.27 КБ • 4848 просмотров
То, что в неортогональной проекции xy представляется эллипсами, - в ортогональной проекции ab - почти идеальные круги. Конечно же, такие вещи, как площадь и объем, правильнее считать в ортогональных пространствах, где линейные единицы измерения в каждом направлении измерения совпадают в размерности, а не в пространствах, где шкалы отсчета во всех направлениях нелинейны и несоразмерны друг другу, неортогональны, как в CIE XYZ и его проекции на плоскость - CIE xy.

Таким образом, мы можем уверенно подтвердить, что объем цветового охвата Display P3 (DCI-P3) в кубических дельта Е 1976 года в ортогональном пространстве CIE Lab больше объема охвата Adobe RGB (1998). Но причины считать иначе мы определили: неортогональность проекции CIE xy 1931 просто играет с нами злую шутку в сравнительной оценке изучаемых охватов.
Аватара пользователя
mihas
Администратор
Сообщения: 1376
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 »

Изображение
⬡ Охват Rec. 2020 в локусе CIE xy 1931
Свежий 4 CSS на сегодня определил всего лишь три возможных значения для @media тега color-gamut: srgb, p3, rec2020.

Уже охват типа Adobe RGB или a98-rgb так просто пока не пропишешь в отдельный @media, браузеры пока проигнорируют.

7 лет назад в Эппле писали, что мол пока разметкой Rec. 2020 не заморачивайтесь, до этого охвата еще далеко. Но вот время прошло, и вполне можно уже с прицелом на близкое будущее добавлять разметку rec2020. Видеокодеки новые поддерживают этот стандарт, топовые телевизоры SONY OLED A95K обеспечивают охват в 91.28% от огромного Rec. 2020, мы с ним будем сталкиваться так или иначе все чаще. Просто сам выбор компонентов будущего в CSS важен: не Adobe, не ProPhoto - а корректный с точки зрения эффективности кодирования и при этом огромного охвата Rec. 2020, и очень популярный, современный, большой, прагматичный и сбалансированный, опирающийся на лучшие традиции - P3.

Дополнительно перекодировать традиционный hex # sRGB в два новых больших охвата p3 и rec2020 при оформлении сайта можно в CSS Color Manager.

Кстати, по приведенной ссылке на обзор телевизора Sony можно заметить, и это дополнение к предыдущему топику, что указаны площади охватов как в CIE uv, так и в CIE xy, и эти площади в этих неортогональных проекциях немного отличаются. Авторы обзора не показали площадь или объем колорантов в самой важной ортогональной метрике CIE Lab, но и то, что они привели для сравнения охваты в двух разных моделях uv и xy - уже очень неплохо.
Аватара пользователя
mihas
Администратор
Сообщения: 1376
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 »

Процентное отношение объема P3 к Adobe RGB.
Процентное отношение объема P3 к Adobe RGB.
• 364.13 КБ • 3600 просмотров
Дополнение к позапрошлому посту об объемах охватов Display P3 и Adobe RGB.

Проводил ревизию формул и выяснил, что в проекции CIE xy все-таки площадь охвата P3 на 0.6% больше площади охвата Adobe RGB.

Откуда бралась ранее неточность в расчетах, и почему никто ее не замечал, напишу. Я использовал ранее функцию вычисления объема площади произвольной многоугольной фигуры по координатам вершин, и она и до сих пор прекрасно работает успешно. Но кажется именно с треугольниками у нее бывает затык, не могу доказать и определить причину ошибки с треугольниками, но так по результату получается.

Вот эта функция, которую я использовал ранее и для треугольников:

Код: Выделить всё

function Gamut_Area(a,b) {
	a[a.length] = a[0];
	b[b.length] = b[0];
	var A = new Array();
	var B = new Array();
	var C = new Array();
	var t = new Array();
	var S = new Array();
	var Stotal = 0.0;
	for (var i=0; i < a.length-1; i++){
		A[i] = Math.sqrt(a[i]*a[i]+b[i]*b[i]);
		B[i] = Math.sqrt(a[i+1]*a[i+1]+b[i+1]*b[i+1]);
		C[i] = Math.sqrt(Math.pow(a[i+1]-a[i],2) + Math.pow(b[i+1]-b[i],2));
		t[i] = (A[i] + B[i] + C[i]) / 2;
		S[i] = Math.sqrt(t[i] * (t[i] - A[i]) * (t[i] - B[i]) * (t[i] - C[i]));
		Stotal += S[i];
	}
	return Stotal; //площадь фигуры по координатам вершин
}
Теперь я сделал для треугольников функцию попроще, вот такую:

Код: Выделить всё

Stotal = 0.5 * Math.abs((a[0]-a[2])*(b[1]-b[2])-(a[1]-a[2])*(b[0]-b[2]));
	return Stotal; //площадь треугольника по координатам вершин
И мелкие погрешности исчезли. Погрешности я визуально поймал на большом охвате Pro Photo, площадь которого самая большая, но получалась по первой функции не достаточно большой относительно ближайших меньших охватов.
Аватара пользователя
mihas
Администратор
Сообщения: 1376
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 »

Иногда пользователи задаются вопросом: какую гамму назначать целевой при калибровке современного устройства отображения - гамму 2.2 или гамму sRGB. Я не дам однозначного ответа, я лишь предлагаю рассмотреть аргументы и сделать выводы самостоятельно.
Как уже было написано в первом посте этой темы, гамма 2.2 и выше отрезает в глубоких тенях часть воспроизводимого тонового диапазона, несколько значений, близких к нулю, сливаются с нулем. Даже гистограмма такого файла (нижняя, слева) показывает, что в тенях просто отсутствуют несколько полутонов, но подобных файлов в гамме 2.2 (Simplified) давненько не принято делать:
Изображение
Найти картинку в гамме 2.2 достаточно проблематично, а обычная картинка sRGB на устройстве с гаммой 2.2 будет отображаться без деталей, без разделки в глубоких тенях, которая в файле обычно присутствует.
Хорошие современные мониторы и телевизоры имеют очень темную черную точку, позволяют отображать в глубоких тенях все имеющиеся локальные контрасты. Посмотрите на график современной гаммы EOTF (PQ - перцептивное квантование) для контента с широким динамическим диапазоном на современном контрастном устройстве:
Гамма EOTF и гамма 2.4
Гамма EOTF и гамма 2.4
• 39.78 КБ • 1970 просмотров
Хорошо видно, что на уровне низких светлот между 0.0001 и 0.01 nits обычная степенная функция гаммы 2.4 не воспроизводит никаких оттенков, все они сливаются в ноль, тогда как гамма EOTF, похожая в тенях на гамму sRGB или гамму L - дает в глубоких тенях хорошую разделку локальных контрастов. Детализация в тенях касается как обычных 8-битных изображений с числом градаций 256 значений на канал, так и современных мультимедийных 10-битных HDR с 1024 градациями на канал. У 8-бит гамма sRGB проявляет дополнительно 4-5 значений в тенях, все 256 градаций, тогда как гамма 2.2 лишь 250-252 градации, несколько последних сливаются в сплошной ноль. У 10-битных гамма EOTF проявляет соответственно в 4 раза больше градаций в суперчерном, 16-20 дополнительных оттенков против степенной функции гаммы 2.2.
Вдумчивый читатель может посмотреть рекомендации по тонопередающим гаммам и EOTF международного союза электросвязи.
И посмотрим что у нас на практике.
Изображение
Старая иллюстрация того, как степенная гамма-кривая "лежит" на оси значений, близких к нулю, отчего ненулевые значения разных теней в файле сливаются в один сплошной ноль при отображении

Хорошие современные мониторы и телевизоры 10-битные с реальной суперчерной точкой уровня потрясающей технологии OLED во всю используют весь диапазон глубочайших теней с детализацией и разделкой и близко не снившейся гамме 2.2 и выше любой степенной. Гамма EOTF таких устройств напоминает визуально sRGB привычную, только с еще большим количеством различимых градаций в самых глубоких тенях: грех же не использовать весь расширенный (HDR) тоновой диапазон современного устройства. Спецификация третьего из признанных в CSS и самого большого медийного охвата Rec. 2020 уровня топовых наисовременнейших и дорожущих телеков Sony OLED (охват Rec. 2020 еще больше немаленького P3), также подразумевает гамму, близкую к 2.4, но с отдельными условиями проработки деталей в тенях. То есть на сегодня все три самых актуальных цветовых стандарта - sRGB, Display P3 и Rec. 2020 - все отказались от примитивной степенной функции гаммы и используют отдельные сложные правила для корректной передачи полутонов в глубоких тенях. Запрограммированные правильные сложные формулы гаммы всех трех перечисленных стандартов вы найдете по коду этой утилитки.
Сложные тонопередающие функции гаммы sRGB и гаммы Rec. 2020 на JavaScript
Сложные тонопередающие функции гаммы sRGB и гаммы Rec. 2020 на JavaScript
• 194.15 КБ • 1970 просмотров
Однако, также существуют мониторы, в пресетах которых есть гамма 2.2 и нет гаммы sRGB или гаммы L, и по дефолту на таком некалиброванном мониторе детализация в глубоких тенях исчезает. Не потому что монитор не может эту детализацию отобразить, а потому что в степенной функции гаммы от 2.2 и выше просто отсутствуют несколько степов градаций глубоких теней, кривая гаммы "лежит" на оси значений и несколько ненулевых значений сливаются в ноль. Чисто по арифметике простая степенная функция гаммы куда проще и быстрее в вычислениях, чем более сложные gamma sRGB, gamma L или EOTF. И этот аргумент был решающим для допотопных хилых компьютеров, мониторов, телевизоров и смартфонов.
Следующий далее скриншот показывает, как обычно этот недочет упрощенного или устаревшего "2.2-устройства" отображения исправляется при современной калибровке, эти кривые VCGT грузятся в видеокарту (я их оттуда и выдрал для создания скриншота) и создают в глубоких тенях нормальную полноценную тоновую разделку локальных контрастов.
Вот как выглядит исправление с помощью кривых VCGT цветового профиля гаммы 2.2 устройства с залипшими тенями без разделки до гаммы sRGB обычных привычных изображений с отображаемыми локальными контрастами в глубоких тенях:
Переход через кривые VCGT профиля от гаммы 2.2 устройства к гамме sRGB отображения в глубоких тенях
Переход через кривые VCGT профиля от гаммы 2.2 устройства к гамме sRGB отображения в глубоких тенях
• 66.92 КБ • 1970 просмотров
Кривая немного "приподнимает" глубокие тени чтобы в них появилась детализация, убитая степенной гаммой 2.2.
Поэтому мне видится что гамма 2.2 на современных устройствах может понадобиться лишь тогда, когда мы создаем изображения с прицелом на устаревший просмотр, на телевизоры и мониторы с дешевой светлой суперчерной точкой, не пригодные для тонопередачи HDR 10 бит, когда мы создаем изображения не для продвинутых создателей и потребителей контента, а ориентируемся на отстающих. И это пока может быть востребовано. Но помним, что современные стандарты типа Display P3, Rec. 2020, HDR10, Dolby Vision и проч., уже смотрят в будущее и ориентируются на нормальную разделку деталей в глубоких тенях, несовместимую со степенной функцией гаммы от 2.2 и выше. И эта добрая традиция преодоления порочности простой степенной функции гаммы в глубоких тенях родилась очень давно и продолжает развиваться на самых современных устройствах: от sRGB, до гаммы L и различных EOTF. 15 лет назад производители попробовали степенную гамму 2.6 стандарта DCI-P3 для формата движущихся изображений спецификации DCDM 1.0 для полностью затемненных кинотеатров, но производители не использовали гамму 2.6, Эппл первая предложила и внедрила гамму sRGB для того же расширенного цвета P3 на своих дисплеях. Очень старые айфоны, возможно, немного работали в степенной гамме 2.6 мультимедийного большого DCI-P3, и у меня хранятся где-то похожие на это снимки, но в целом тонопередающая степенная функция 2.6 - удел кинотетаров, а не мониторов, телевизоров и смартфонов.
Изображение
Анимашка разницы гаммы sRGB и гаммы 2.2. Обратите внимание на левую нижнюю часть графика
Иногда можно услышать спекуляции на тему, будто при гамме 2.2 контраст устройства выше, чем при гамме sRGB. Это, разумеется, не так: при той и другой гамме контраст, как разница между черной и белой точкой устройства, разница между 0 и 1, остается одинаковым, какую тонопередающую функцию гаммы не примени к полутонам. А вот называть залипшие тени без детализации повышенным контрастом у профессионала язык не повернется: черная точка устройства не становится чернее от того, что в глубоких тенях часть ненулевых значений изображения слипаются в ноль при их отображении.
Так что выбор у нас достаточно простой при калибровке монитора для работы: создаем мы изображения условно для просмотра на четвертом айфоне, или условно на двенадцатом айфоне. Производим мы контент для показа в кинотеатре или на мониторе, телевизоре и смартфоне. И исходя из ответа на этот вопрос и выставляем нужную целевую гамму при калибровке монитора разработчика контента. А чтобы сохранить хорошую детализацию (разделку) в глубоких тенях печатной продукции, профессионалы используют специальные icc-профили цветоделения, как многие например в этой коллекции, и с особенностями безупречной работы с красками CMYK в глубоких тенях можно познакомиться например в этой статье на Printdaily.
Как примерно различается детализация в глубоких тенях со степенной гаммой 2.6 стандарта DCI-P3 и с гаммой sRGB стандарта Display P3 для старого снимка с 5 айфона можно посмотреть во вложениях:
Вложения
iPhone 5 c гаммой 2.6 стандарта DCI-P3
iPhone 5 c гаммой 2.6 стандарта DCI-P3
• 497.41 КБ • 1970 просмотров
iPhone 5 c гаммой sRGB стандарта Display P3
iPhone 5 c гаммой sRGB стандарта Display P3
• 495.38 КБ • 1970 просмотров
Аватара пользователя
mihas
Администратор
Сообщения: 1376
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 »

Тег desc или description, из которого программы берут внутреннее имя профиля. При этом не важно, как именно назван сам файл ICC. Это важно знать, чтобы не собирать профайлы с разными именами но одинаковой сущностью.
Тег desc или description, из которого программы берут внутреннее имя профиля. При этом не важно, как именно назван сам файл ICC. Это важно знать, чтобы не собирать профайлы с разными именами но одинаковой сущностью.
• 60.46 КБ • 1708 просмотров
Иногда люди ищут профиль 1998 года sRGB IEC61966-2.1.icc и спрашивают, что означает 2.1 в конце имени, кто-то даже думает, что пометка 2.1 - это степенная функция гаммы, что конечно чепуха полная, и легко самостоятельно проверяется с помощью Excel и ICC Profile Inspector.
Профиль sRGB 1998 года пожалуйста, можете взять здесь в каталоге с полезными файлами на тему цвета, не жалко:
Возможно для некоторых программ лучше будет убрать пробел в имени профайла, все равно программы читают не имя профайла, а его внутренний дескрипшен из тега DESC. А вот пробел в имени профиля кого-то из программ может смутить. На живых компьютерах колористов вы скорее встретите этот же профиль с именем, например, sRGB_IEC61966-2-1 или sRGB, без одиозных пробелов и точек в имени. Майкрософт просто клал всегда этот профиль от Lino и HP 1998 года в дистрибутивы своей операционки уж не помню с каким именем когда. Встречался у них sRGB Color Space Profile.icm - все тот же профиль на 3144 байта с той же внутренней датой 1998 года и с тем же дескипшеном desc - sRGB IEC61966-2.1. ICM и ICC - равноправные расширения имени профиля, последнее используется чаще.
Также не жалко и профиля Display P3, как уже говорил выше - он внедрен в любую фотку современного айфона, скачать профиль Display P3. Можете скачать и Rec. 2020:
Что касается пометки -2.1 - это просто указана часть или "Part 2-1" небесплатного стандарта IEC, в котором была опубликована полная техническая спецификация sRGB, к функции гаммы эти цифры не имеют отношения. Полностью стандарт называется так:
IEC 61966-2-1:1999
Multimedia systems and equipment - Colour measurement and management - Part 2-1: Colour management - Default RGB colour space - sRGB

И вот ссылка на стандарт IEC 61966-2-1 на сайте International Electrotechnical Commission.
Там же по ссылке вы увидите, что стандарт получил дополненение AMD1 в 2003 году, а если захотите воспользоваться профилями sRGB наиболее свежими от ICC - то они тут у ICC все собраны. Тут вы можете встретить в профилях и Chromatic Adaptation Tag или CHAD от D65 к D50, и Black Point Compensation или BPC, которым самостоятельно кроме фотошопа и некоторых избранных программ мало кто владеет, да и они считают BPC по-разному. А BPC как раз отвечает за черную точку, которая в разных профилях может иметь разную светлоту, и сложнейший алгоритм BPC призван как раз верно пересчитать глубокие тени без потерь в случае неравенства светлот черной точки в профилях доноре и реципиенте при преобразовании изображения из одного профиля в другой.
Ответить

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