On tärkeää, että väriskaalaa (väriavaruutta) ja värimäärää ei sekoiteta keskenään. Yksinkertaisesti sanottuna, kun väriskaala on värivalikoima, jonka televisio voi toistaa, värimäärällä tarkoitetaan eri kirkkaustasoilla näytettävien värien määrää.
Ennen kuin sukellamme syvälle, mieti tätä: Miksi omena näyttää punaiselta? Se johtuu siitä, että se heijastaa punaista valon aallonpituutta ja absorboi muita aallonpituuksia. Käännä tämä nyt televisioruudulle. Television on lähetettävä valoa juuri oikeilla aallonpituuksilla, jotta värit voidaan esittää tarkasti.
Olet ehkä huomannut, että kun näytön kirkkaus on alhainen, värien määrä näyttää pieneltä, mutta värien määrä laajenee kirkkauden kasvaessa. Mutta jos asetat kirkkauden maksimiin, värit haalistuvat.
Tämä johtuu siitä, että värin määrä riippuu muista tekijöistä: ensinnäkin värivalikoimasta. Mutta myös kirkkaudella ja kontrastilla on oma roolinsa.
Värin määrä on siis muiden näyttöparametrien johdannainen. Mitä kirkkaampi näyttö ja mitä laajempi sen väriskaala on, sitä syvempi väritilavuus on.
Mukana olevat mitat: Se sisältää värivalikoiman (leveys x korkeus) ja syvyyden (kirkkaus).
Se kuvaa, miten televisio tai näyttö toistaa värit eri kirkkaustasoilla. Tämä on erityisen tärkeää HDR-sisällölle, joka vaatii tarkkaa väritarkkuutta eri kirkkaustasoilla.
Värien määrä, väriskaala ja värisyvyys
Väriskaala (tai väriavaruus) on värivalikoima, jonka televisio voi toistaa. Joskus se määritellään värien lukumääränä, mutta se on hieman virheellistä, sillä väri on spektri.
Väriskaala voidaan esittää punaisena, vihreänä ja sinisenä alueena. Näiden päävärien yhdistelmillä luodaan muut värit, niiden sävyt, sävyt ja sävyt.
Katsotaanpa tätä CIE 1931 -väriavaruutta. Se edustaa värejä niiden maksimikylläisyydellä. Sen laadusta riippuen voimme määritellä erilaisia värejä, joita näyttö voi toistaa: Rec.709, sRGB, DCI-P3 ja Rec. 2020.
Katsotaan nyt, miten eri valovoimat vaikuttavat tähän alueeseen. Eri valovoimatasojen värialueet on sijoitettu pienimmän valovoiman alueesta (vasemmalla) suurimman valovoiman alueeseen (oikealla).
Katsotaanpa, miten valovoima vaikuttaa värin tilavuuteen. Voimme nähdä, että väriavaruus heikkenee, kun valovoima on alhainen (RGB-väriavaruus muuttuu paljon köyhemmäksi, pääteasteen kirkkaustasolla se heikkenee lähes kolmeen perusväriin).
Yllä oleva kuva ei tietenkään ole täsmällinen ja tarkka (koska oikeassa televisiossa ei voi saada aikaan tällaista valovoimaeroa). Se antaa kuitenkin perusymmärryksen – jos televisio ei tue suurta värimäärää, värit heikkenevät huippu- ja matalilla valovoimatasoilla. Liian hämärä, ja värit eivät ponnahda. Liian kirkkaat, ja ne ovat vaarassa huuhtoutua. Korkeilla kirkkaustasoilla kuva valkaistuu, jolloin se menettää elävyytensä ja yksityiskohtansa. Sitä vastoin matalammilla tasoilla kuvasta tulee epäselvä. Huono televisioruutu käyttäytyy näin.
Värin syvyys
Puhutaanpa nyt värisyvyydestä. Värisyvyydessä ei ole kyse värialueesta, siinä ei ole mitään. Värisyvyys toimii kuten silloin, kun yrität zoomata kuvaa. Jos koko on tarpeeksi suuri, pienentäminen ei johda laadun heikkenemiseen. Tai se alkaa näyttää yksittäisiä neliöitä tai pikseleitä? Jokaisella pikselillä on väri, eikö niin? Värisyvyys määrittää sen, kuinka rikkaita ja monipuolisia nämä värit voivat olla.
Värisyvyys määräytyy kunkin värin (punainen, vihreä ja sininen) sävyjen ja kunkin värin eri varianttien lukumäärän mukaan. 8-bittisessä kuvassa se määritellään 2:lla korotettuna potenssilla 8, joten kullakin värillä on 256 erilaista sävyä. 24-bittinen ja 8-bittinen ovat samat. samoin kuin 10-bittinen ja 30-bittinen (8-bittinen tai 10-bittinen värisyvyys annetaan yhdelle kanavalle, kun taas kun puhutaan 24-bittisestä tai 30-bittisestä, otetaan huomioon kaikki peruskanavat).
- 8-bittinen tarjoaa 256 punaisen, vihreän ja sinisen sävyä. Jos lasket, se tekee 16,7 miljoonaa väriä (256 x 256 x 256 x 256).
- 10-bittinen taas nostaa värimäärän 1,07 miljardiin väriin.
Kun otetaan huomioon, että silmämme pystyy tunnistamaan vain noin 10 miljoonaa väriä, on epätodennäköistä, että havaitsisit suurta eroa 8-bittisen ja 10-bittisen värisyvyyden välillä.
Värisyvyyden ja värimäärän välillä ei kuitenkaan ole suoraa korrelaatiota. Voit nähdä väritilavuuden rajoina ja värisyvyyden sisäisenä täytteenä. Vaikka suurempi värisyvyys parantaa väriä enemmän vivahteita, se ei työnnä rajoja uusiin väriavaruuksiin: värisyvyys mainostaa välivaiheen sävyjä.
Kontrasti
Kontrastisuhde – television näyttämän tummimman mustan ja kirkkaimman valkoisen välinen ero – tuo lisää monimutkaisuutta. Televisio, jolla on korkea kontrastisuhde, voi tuoda esiin hienompia yksityiskohtia varjoissa ja korostuksissa, mikä lisää värimäärää entisestään.
Tämä laaja luminanssialue on kankaana, jolle värit maalataan. Ilman riittävää kontrastia kangas on rajallinen, jolloin värien määrä tiivistyy.
Kontrastin kasvaessa kirkkausalue laajenee ja tarjoaa leikkikentän useammille väreille eri luminanssitasoilla. Tämä on erityisen tärkeää kohtauksissa, joissa on monimutkainen valaistus – auringon valaisema maisema aamunkoitteessa tai kaupungin valojen loiste hämärällä taivaalla.
Näyttö, jossa on alhainen kontrasti, näyttää litteältä riippumatta sen väriominaisuuksista. Vaikka se teoriassa kattaisikin laajan väriskaalan, ilman vankkaa kontrastia näyttöjen syvyys ja rikkaus jäävät vajaiksi.
Kuvittele taiteilija, jolla on kaksi maalipalettia. Ensimmäisessä paletissa on laaja valikoima värejä, mutta ne ovat kaikki samankaltaisia, vaimean sävyisiä. Toisessa paletissa on samoja värejä, mutta jokaisessa sävyssä on vaihtelevasti vaaleutta ja tummuutta.
Toisen paletin syvemmän kontrastin ansiosta taiteilija voi luoda syvyyttä, varjoja, korostuksia ja monimutkaisia vivahteita sisältävän kohtauksen. Värimäärää hyödynnetään tässä täysin laajemman kontrastin ansiosta.
Värien määrä ja HDR
HDR ja värin määrä liittyvät suoraan toisiinsa. High Dynamic Range tarjoaa nimensä mukaisesti laajemman vaihteluvälin kuvan tummimpien tummien ja kirkkaimpien kirkkaiden värien välillä. Perinteiset näytöt kärsivät rajallisesta dynamiikka-alueesta, eivätkä ne useinkaan pysty esittämään auringonnousun hienovaraisia vivahteita tai kuutamoillan syviä varjoja.
Jotta HDR-televisiot voisivat toistaa nämä kaikki, niissä on oltava laaja väritilavuus, jotta ne voivat näyttää suuren dynaamisen alueen oikein.
Tutustu HDR-TV:hen yksityiskohtaisesti.
Kuten sanottu, väritilavuus mittaa, voidaanko eri värit toistaa eri kirkkaustasoilla, joten hyvällä väritilavuudella varustettu televisio näyttää enemmän yksityiskohtia.
Jos tällainen televisio tukee HDR:ää ja katselet HDR-sisältöä, se salaa metatietonsa ja toistaa tarkemmat värit. Useimmissa HDR:ää tukevissa televisioissa on laaja väritilavuusnäyttö, sillä ilman laadukasta näyttöä HDR-metatietojen salaaminen ja sisällön näyttämisen yrittäminen ei onnistu.
Värin määrä ja erilaiset näytöt: LED, OLED, QLED
Vaikka värin voimakkuus ei liity suoraan näyttötyyppiin, se riippuu siitä. Koska värin määrä on väriavaruus, jossa on eri kirkkaustasoja, siihen vaikuttaa näytön käyttämä taustavalon tyyppi ja säteilytekniikka.
- LED-näytöt
Perinteiset LED-televisiot, jotka ovat todellisuudessa LED-valoilla valaistuja LCD-paneeleita, ovat pitkään olleet näyttömarkkinoiden kantavia voimia. Värimäärän osalta LED-näytöt pystyvät kattamaan kunnollisen värivalikoiman. Ne kamppailevat kuitenkin usein syvien mustien sävyjen ja huippukirkkauden kanssa, mikä johtuu niiden taustavalojärjestelmästä. Koko paneeli valaistaan, mikä johtaa yksittäisten alueiden kirkkauden epätarkempaan hallintaan. Näin ollen niiden kyky esittää värejä eri luminanssitasoilla on hyvä mutta ei erinomainen.
- OLED-näytöt
OLED-ledit, jotka eroavat LED-valosta, säteilevät valoa orgaanisesti, kun virta kulkee niiden läpi. Tämän ainutlaatuisen ominaisuuden ansiosta jokainen pikseli säteilee omaa valoaan, jolloin taustavaloa ei tarvita. Mitä tämä tarkoittaa värimäärän kannalta? Ensinnäkin dramaattisen syvää mustaa, koska yksittäiset pikselit voidaan kytkeä kokonaan pois päältä. OLED-piireissä on myös laaja väriskaala. Niiden huippukirkkaus on kuitenkin yleensä alhaisempi kuin QLED-ledien, mikä voi vaikuttaa niiden suorituskykyyn valovoiman ylärajoilla. Värivolyymin spektrissä ne loistavat eloisien värien esittämisessä alemmilla kirkkaustasoilla.
- QLED-näytöt
QLED-televisiot ovat käytännössä LED-televisioita, joita on täydennetty kvanttikuvapisteillä – nanokokoisilla puolijohdehiukkasilla, jotka parantavat huomattavasti kirkkautta ja värejä. Värimäärän osalta QLED-televisiot loistavat kirkkaasti. Pikselit on valmistettu materiaaleilla, joilla on parempi valonläpäisy ja värivirran selektiivisyys. Tällaiset televisiot voivat näyttää kuvan, jonka syvyys on 10 bittiä. Ne saavuttavat vaikuttavia kirkkaushuippuja, ja joskus ne päihittävät OLED-ledit tällä saralla. Yhdessä laajan väriskaalan kanssa tämä valovoima tarkoittaa, että ne voivat kuvata laajan värivalikoiman sekä alhaisilla että korkeilla kirkkaustasoilla. Koska ne kuitenkin käyttävät edelleen taustavalaistusjärjestelmää, niillä ei voida saavuttaa OLED-kuvainten ääretöntä kontrastia ja syvää mustaa.
Kuinka arvioida ja testata värin määrää
Värimäärän testaamiseksi tarvitsemme kolorimetrin, spektrivalon mittarin ja tavan näyttää televisiossa kuvia, joissa on erilainen valovoima.
Kuten sanoin, värien määrä riippuu väriskaalasta (väriavaruudesta). Ei ole mitään syytä ottaa huomioon Rec. 709-väriavaruutta, koska useimmat nykyaikaiset televisiot kattavat sen kokonaan, joten on järkevää ottaa huomioon DCI P-3 ja Rec.2020.
Meidän on muutettava television valovoimaa ja mitattava käytettävissä oleva värivalikoima eri valovoimatasoilla. Näin saamme paljon värivalikoimia eri kirkkaustasoille, ja niiden yhdistelmä olisi värin määrä. Voimme ilmaista sen prosenttiosuutena väriavaruudesta, jonka TV-näytöt pystyvät toistamaan eri valovoimatasoilla.
Vuodesta 2016 lähtien UHD Alliance on hyväksynyt vaatimuksen, jonka mukaan UHD-tarkkuudella varustettujen premium-televisioiden on katettava vähintään 90 prosenttia DCI-P3-väriavaruudesta. Tämä luku koskee kuitenkin väriskaalaa, ei värimäärää, joten nykyäänkin televisiot voivat poiketa toisistaan merkittävästi värimäärän osalta, vaikka niillä olisikin samankaltainen väriskaala.
Kuka tarkistaa DCI-P3-värimäärän televisioissa?
Valmistaja voi kirjoittaa, että televisio tukee DCI-P3:a (ja mitä tahansa muuta värialuetta), mutta tämä ei pidä täysin paikkaansa. Näin ollen riippumattomat organisaatiot voivat tarkistaa, onko tuote standardin mukainen. Yksi tällainen organisaatio on VDE-instituutti, joka käsittelee tuotteiden sertifiointia.
