К вопросу о применении мониторов с расширенным цветовым охватом. Чем отличается хороший дисплей от плохого: методика тестирования экранов Монитор с цветовым охватом adobe rgb

Многие наверняка задаются вопросом, что такое sRGB в настройках камеры, зачем это нужно и что лучше, sRGB или Adobe RGB?

RGB – это аббревиатура от названий основных цветов (Red, Green, Blue). Почему они основные? Потому что у человека, в отличие от некоторых других видов, трихроматическое зрение. То есть, в глазу есть рецепторы, восприимчивые к этим трём цветам. Огромный вклад в восприятие цвета делает наш мозг, поэтому задача правильного отображения цвета нетривиальна и требует значительных ухищрений.

Цветовое пространство – это множество цветов которые мы можем наблюдать или отображать. Существует много способов графически отображать цветовые пространства, но хитрые математики придумали один очень элегантный способ, который вы постоянно встречаете на просторах Интернет.

Концепцию цвета можно представить следующим образом: цвет состоит из двух составляющих – яркость и тональность. То есть, серый от белого отличается только яркостью, тональность у них одинаковая. В результате экспериментов в начале 20 века удалось выяснить диапазон цветов, которые воспринимаются человеком. С помощью математических преобразований, всё множество тональностей удалось отобразить на плоскости, и назвали эту диаграмму CIE 1931 (1931 – год, когда диаграмма была представлена). Таким образом, стало возможным описать цвет координатами x,y на графике, плюс яркость.

На диаграмме цвета указаны условно для наглядности, это вовсе не те цвета, которые вы видите в повседневной жизни.

С регистрацией цвета проблем особых никогда не было, у любой цифровой камеры цветовой охват, который видит сенсор, гораздо шире того, что может видеть человек. Отчасти поэтому применяются инфракрасные и ультрафиолетовые фильтры внутри камеры, чтобы упростить последующую обработку сигнала.

Проблемы возникли с отображением цвета, особенно на экране монитора. Возможности дисплеев сильно ограничены в силу физических причин, и получить полный набор цветов, которые различает человеческий мозг, было практически нереализуемым. Было много попыток создать цветной дисплей, отображающий большинство оттенков, но компромисса между цветопередачей и ценой устройства удалось достичь в 50ые на ЭЛТ-дисплеях.

Чтобы обуздать разнообразие цветных дисплеев и профессиональную обработку изображений на компьютере сделать более прогнозируемой, в 90ые был разработан стандарт sRGB. Он появился в следствие анализа возможностей наиболее распространённых на тот момент CRT(ЭЛТ)-мониторов. О ЖК-дисплеях тогда никто даже не мечтал, к тому же по характеристикам и цене ЖК сильно отставали от ЭЛТ и базой для стандарта быть не могли.

Принцип работы CRT-экранов простой – при смешивании трёх основных цветов (красный, зелёный, синий) получались разнообразные оттенки. Проблемы две:

1. число доступных оттенков зависит от чистоты основных цветов, а чистых цветов очень сложно добиться
2. только смешиванием трёх основных цветов все видимые цвета не получить

Стандарт sRGB описывает, какой именно чистоты должны быть основные цвета и какие именно оттенки достижимы при их смешивании. Так же определяется, где находится точка белого. На CIE-диаграмме стандарт sRGB выглядит как треугольник с координатами основных цветов в вершинах:

Легко видеть, насколько скромны возможности техники по сравнению с тем, чем наделила нас природа.

К слову сказать, при печати нет таких жёстких ограничений в количестве источников первичных цветов и поэтому за вполне разумные деньги на крутых фотопринтерах применяется, например, 8-цветная печать. Цветовой охват при этом расширяется не очень высокой ценой и выглядит на диаграмме как многоугольник. Вот как выглядит цветовой охват не очень крутого принтера по сравнению с sRGB:

Но у принтеров при этом куча других проблем, в частности, зависимость цветопередачи от качества бумаги и прочее.

Adobe RGB – это другой, но очень похожий стандарт, он немного шире и охватывает больше цветов:

Вы наверняка захотите тут же побежать и переключить sRGB в вашей камере на Adobe RGB, но не спешите это делать.

Adobe RGB нужен только тем, кто профессионально занимается печатью и точно знает, что он делает (таким людям наши статьи читать не надо). Преобладающее большинство экранов и программ работает в стандарте sRGB и об Adobe RGB ничего не знает, так исторически сложилось. Более того, при попытке на sRGB экране отобразить Adobe RGB цвета, могут возникнуть проблемы с цветопередачей. sRGB гарантирует, что по крайней мере большинство людей увидят примерно те же цвета, что и вы.

Из-за ограниченного диапазона sRGB вы наверняка замечали, что сфотографировав красную розу, вы потом на фото не можете различить лепестки. Просто возможностей экрана недостаточно, чтобы изобразить все детали в оттенках красного, к примеру.

Конечно, тут много зависит от настроек монитора, поэтому фотографы предпочитают иметь дело с мониторами на IPS-матрицах и ищут модели, которые откалиброваны ещё на заводе, такие как LG IPS236V . Все производители стараются соответствовать стандарту sRGB, у кого-то получается лучше, у кого-то хуже.

В последнее время технологии сильно продвинулись вперёд и ЖК-мониторы порой демонстрируют цветовой охват даже шире, чем ЭЛТ-мониторы, хотя до недавнего времени это было невозможно, вот почему старые громоздкие экраны долго не удавалось вытеснить из дизайнерских отделов. Вот какой цветовой охват у профессионального ЖК-монитора:

Наши внимательные читатели наверняка уже измучили себя вопросом, что это за диаграмма в заголовке статьи, от какого она монитора? Это не монитор, а телефон Samsung Galaxy Note . Фокус в том, что в современных смартфонах используется новая технология дисплеев – AMOLED (органические светодиоды). Пока полноценные большие AMOLED-мониторы выходят очень дорогими, но я верю, что будущее именно за ними.

AMOLED позволяет достичь более чистых основных цветов и как следствие – более широкий цветовой охват. На практике это означает, что на Samsung Galaxy Note картинка будет более сочной и контрастной, чем на экранах предыдущих поколений.

Спасибо за внимание.

Apple активно внедряет поддержку цветового пространства P3 в новые устройства, включая iPhone 7. Предыдущий стандарт для Apple – sRGB .

В этой статье мы поверхностно , без сложных терминов и погружения в физику:

• ознакомимся с базовыми принципами отображения цветов;
• узнаем, что такое цветовое пространство (цветовой профиль) ;
• сравним профили P3 и sRGB;
• поговорим о переходе на профиль P3.

Цветовая модель RGB

Рассмотрим самый распространенный способ цветовоспроизведения.

Изображение на дисплее отображает «сетка» из пикселей.

Каждый пиксель состоит из красного, зелёного и синего субпикселей.

И каждый оттенок, который мы видим на экране, воспроизводится из различных комбинаций этих трех цветов.

Например:

• белый – равномерно задействованы все три субпикселя на максимальной яркости;
• черный – не задействован ни один из субпикселей;
• красный – задействован только красный субпиксель;
• желтый – задействованы только зеленый и красный субпиксели.

Вот как формируется картинка на нашем мониторе:

Система цветовоспроизведения RGB используется на всех современных дисплеях, но отображение одной и той же фотографии на них может сильно различаться.

Цветовые пространства

Международная комиссия по освещению (CIE) в 1931 году утвердила эталонную цветовую модель, которая охватывает все видимые человеческим глазом цвета. Основой послужили эксперименты ученых Дэвида Райтома и Джона Гилдомва, проведенные в конце 1920-х и начале 1930-х годов.

Эталонное цветовое пространство CIE 1931.

Ни один современный монитор не может отобразить все эти цвета. Только какую-то часть: кто-то меньше , кто-то больше .

Кроме того, один и тот же цвет, заданный в системе RGB, на разных устройствах будет отображаться по-разному из-за технических особенностей и характеристик дисплеев.

Если бы эта проблема была не решена:

• фотографии, обработанные на мониторе одного компьютера, на другом выглядели бы по-другому;
• почти все дисплеи от разных производителей показывали бы одну и ту же картинку по-разному;
• некорректно работали бы принтеры;
• на вашем телефоне фотография друга отдавала бы, например, зеленым оттенком, а у него нет. И так далее. Начался бы цветовой хаос .

В итоге, для визуального соответствия были созданы цветовые профили – единые стандарты для всех. Устройства, корректно откалиброванные и поддерживающие отображение всех цветов в рамках одного профиля, будут выдавать в целом очень похожую картинку.

Профиль sRGB

Стандартом на сегодняшний день является профиль sRGB , созданный компаниями HP и Microsoft в 1996 году. Широко используется в интернете, в современных мониторах и принтерах. Он охватывает 35% видимых человеком цветов.

iPhone 5 – первый iPhone с дисплеем, отображающим 100% цветового пространства sRGB.

Но возможности современных экранов начали выходить за эти рамки.

Профиль P3

Именно этот профиль Apple выбрала в качестве преемника sRGB.

Цветовое пространство DCI-P3 широко используется в киноиндустрии. Его цветовой охват шире sRGB на 25% и составляет 45,5% от видимого человеком.

На данный момент цветовой профиль P3 поддерживается дисплеями 9,7-дюймового iPad Pro, iPhone 7 , iMac Retina 4K/5K и новых MacBook Pro.

Примерно такую разницу вы почувствуете, поставив рядом sRGB и P3 экраны:

Практически всё, что делает пользователь на iPhone, отражается на его дисплее. Именно здесь мы смотрим фотографии, читаем сообщения, просматриваем веб-сайты. Смартфоны Apple нового поколения, представленные 7 сентября, оснащены самым ярким и красочным дисплеем Retina, когда-либо применявшимся в iPhone. Теперь у iPhone ещё более широкая цветовая палитра кинематографического стандарта и более насыщенные цвета.

На дисплеях iPhone 7 и iPhone 7 Plus фотографии и видео выглядят еще более реалистично и обеспечивают ещё больший эффект погружения в контент благодаря расширенному цветовому охвату. Технология Wide Color обеспечивает высочайшую точность цветопередачи, недостижимую для «обычных» дисплейных панелей.

Дисплеи в iPhone 7 обладает более широким цветовым охватом, за счет чего цвета на экране выглядят ярче и реалистичнее. Больше оттенков, шире динамический диапазон, точнее каждый цвет. Дисплей смартфонов работает в том же цветовом пространстве, какое используется в индустрии цифрового кино.

На «обычных» дисплеях картинка залита одним цветом, на Wide Color виден логотип WebKit

«Дисплей Retina HD с расширенным цветовым охватом обеспечивает цветопередачу кинематографического качества. Для каждого изображения используется больше оттенков спектра, поэтому на экране всё выглядит по‑настоящему реалистично. Какие бы фотографии вы ни рассматривали - коллекцию свадебных платьев или Live Photos с тропическими пейзажами, - краски будут настолько естественными, что вы не отличите их от реальности», – говорят в Apple.

Известно, что чем точнее и реалистичнее цвета, тем картинка на экране живее и натуральнее. Стандартные экраны смартфонов с цветовым пространством sRGB отображают значительно меньше оттенков по сравнению с реальностью. Дисплейные панели в iPhone 7 обеспечивают более широкий цветовой охват DCI-P3 – цветовое пространство стало на 25% шире. С большим количеством цветов изображения выглядят ярче, реалистичнее и позволяют рассмотреть ещё больше деталей в каждой фотографии.

Впервые Apple применила цветовое пространство DCI-P3 в моноблоках iMac последнего поколения. Именно это цветовое пространство используется в современных кинотеатрах. Оно охватывает большую часть спектра естественного происхождения, благодаря чему удалось добиться серьезных улучшений в области цветового реализма.

По заявлению Apple, в iPhone применяется лучшая система цветопередачи среди всех смартфонов на рынке.

Напомню, в прошлый раз я рассмотрел такие маркетинговые уловки, как откровенно завышенные контрастность и нереальная частота развертки, а также гипертрофированный цветовой охват. А сейчас мы перейдем к другой наиболее популярной теме: 4K-разрешению.

Первый коммерческий телевизор, поддерживающий разрешение Ultra HD, появился в российской рознице в 2012 году. Это был Sony BRAVIA KD-84X9005 - 84-дюймовая модель стоимостью 1 000 000 рублей. С тех пор производители телевизоров совершили приличный рывок. За три года в продаже появилось большое количество подобных устройств. В том числе и за вполне адекватную цену. Три года маркетинговая машина раскручивала свои виртуальные шестерни. Да так, что на второй план отошли такие «фишки», как поддержка 3D и наличие SmartTV.

Редакция сайт сама все больше и больше внимания уделяет решениям на основе разрешения Ultra HD. Так, на нашем сайте постоянно выходят обзоры 4K-телевизоров. Мощные игровые видеокарты тестируются в том числе и в разрешении 2160p. Очевидно, что эпоха Ultra HD рано или поздно, но вступит в свои права. Но это совершенно не означает, что сегодня, наслушавшись сладостных маркетинговых зазывалок, необходимо сразу же бежать в магазин за новым телевизором.

Маркетинговая чепуха. Что стоит за «новыми технологиями» в телевизорах. Часть 2

А был ли мальчик?

Что такое Ultra HD? Самое простое объяснение - это очень высокое разрешение размером 3840x2160 точек. Есть у Ultra HD два равноправных синонима: 4K и 2160p. Однако уже в самом определении понятия заложен маркетинг. Попробую наглядно объяснить.

Популярные форматы разрешений

22 октября 2012 года отраслевая организация Consumer Electronics Association (CEA) утвердила название и минимальные характеристики Ultra HD. Произошло это путем анонимного голосования совета рабочей группы. Согласно официальному документу, современные Ultra HD проекторы, мониторы и телевизоры должны иметь не менее 8 млн активных пикселей: не менее 3840 по горизонтали и не менее 2160 по вертикали. При этом соотношение сторон должно быть не меньше 16:9. Плюс у устройства должен быть хотя бы один цифровой вход, способный принять видеосигнал с разрешением 3840x2160 точек. То есть HDMI 1.4, HDMI 2.0 или DisplayPort. Такие телевизоры, проекторы и мониторы получают шильдик Ultra HD Ready.

Логотип, символизирующий о поддержке Ultra HD

Однако Ultra HD - это технология, а не только обозначенная выше характеристика разрешения экрана. Ее развитием уже приличное время занимается японская телевещательная компания NHK (Nippon Hōsō Kyōkai), по праву считающаяся первопроходцем в UHD-телевидении. Свои эксперименты с 4K японцы начали еще в 2003 году, но только в августе 2012 года (то есть до утверждения CEA названия и минимальных характеристик Ultra HD) Международный Союз Электросвязи (МСЭ), отметивший в этом году свое 150-летие, опираясь на данные NHK, опубликовал единый технический стандарт для телевидения формата Ultra HD, который получил название ITU-R Recommendation BT.2020 (Rec. 2020). Именно он на протяжении всего этого времени считается главным ориентиром не только для производителей оборудования, но и для телевещательных компаний. Для большей наглядности я привел основные характеристики Rec. 2020 в таблице ниже. Как видите, они значительно превосходят параметры нынешнего сертификата Rec. 709, принятого в далеком 1990 году и разработанного специально для HD-телевидения. Между двумя стандартами наблюдается огромная разница, прежде всего, в качестве сигнала.

Сравнение цветового охвата у популярных телевизионных форматов

А что же современные 4K-панели? Большинство из них работают с Rec. 709. Также в продаже существуют телевизоры , цветовой охват которых соответствует 98% DCI-P3 и 90% DCI-P3. Но не Rec. 2020. В прошлой части «чепухи» я уже рассказал, как производители хвастаются увеличенным цветовым охватом своих решений, реализуемым за счет аппаратных и программных алгоритмов. Однако на практике выясняется, что от него либо нет никакого толку, либо встроенная логика устройства подстраивает картинку, предоставляемую источником, под «вымышленную» палитру и заметно искажает цвета. Одновременно с оборудованием, поддерживающим Rec. 2020, должен появиться и соответствующий контент. Здесь должны постараться не только такие корпорации, как NHK, но и ведущие кинокомпании.

Ultra HD - это не просто разрешение 3840x2160 точек. Это целая технология и серьезные требования к качеству сигнала

Вот и получается, что современные 4K-телевизоры, с одной стороны, с согласия CEA имеют шильдик Ultra HD Ready, но при этом не в полной мере соответствуют более серьезному стандарту МСЭ. На мой взгляд, это самый обыкновенный маркетинг. Получается, что обычным HDTV-телевизорам элементарно добавили матрицу с более высоким разрешением. Устройства же с реальным Ultra HD (читай - с Rec. 2020) появятся лишь в обозримом будущем, хотя стоит признать, что уже есть сподвижки в этом направлении.

Panasonic TC-65CX850U - телевизор с цветовым охватом 98% от DCI-P3

И так сойдет

Продолжим разговор о том, что Ultra HD - это не только разрешение. Первые коммерческие 4K-телевизоры уже тогда имели некоторые проблемы, которые, тем не менее, не помешали маркетологам развернуть свою навязчивую кампанию. Дело в том, что в UHD-решениях тех лет использовался интерфейс HDMI 1.4, который умел передавать сигнал высокого разрешения лишь при развертке 30 Гц. Это сейчас многие современные модели оснащены портом HDMI 2.0, и проблема частично решена. Однако в продаже по-прежнему можно найти модели только с HDMI 1.4 (в том числе и линейки 2014 года). Если вы все же решились на покупку подобного устройства, то всенепременно берите модель с HDMI 2.0 - это залог того, что аппаратная часть «ящика» не устареет ближайшие несколько лет.

Телевизор с разрешением Ultra HD должен быть оснащен разъемом HDMI 2.0

Яркий тому пример - бюджетные 4K-телевизоры. Сразу же оговорюсь: под словом «бюджетные» в нынешних реалиях подразумеваются модели стоимостью 50-60 тысяч рублей. Например, Philips 49PUS7809. Этот «ящик» имеет лишь порты HDMI 1.4, а также не поддерживает работу с кодеком H.265/HEVC. Встроенный плеер не умеет работать с контентом 4K-качества. Наконец, по-умолчанию 49PUS7809 запускается с разрешением Full HD. Активировать заявленные 2160p можно в настройках, но даже после этого в ряде случаев 4K-разрешение не работает на должном уровне. Однако сам производитель почему-то об этом умалчивает, акцентируя внимание потенциального покупателя на, цитирую, «непревзойденном качестве изображения в высоком разрешении 4K Ultra HD. » Маркетинг? Маркетинг! Самое забавное в том, что за подобный ценник можно приобрести очень хороший и функциональный Full HD телевизор. Как следствие, не гнаться за псевдо-4K.

Пример недорогой модели телевизора Philips 49PUS7809. Посмотрите, какой высокий балл у нее на «Яндекс.Маркете». Правда, у этого 4K-телевизора нет поддержки ни HDMI 2.0, ни кодека H.265/HEVC

Старая песня о главном

Даже спустя три года можно говорить о том, что общедоступного контента 4K-качества очень мало, пусть и наблюдается небольшой прогресс. Все больше консьюмерсокого оборудования поддерживает, например, съемку видео в Ultra HD. Популярные зарубежные сервисы (NETFLIX, Amazon instant video, ASTRA, PlayMemories Online и Privilege Movies 4K) обозначают свое присутствие на этом рынке. Когда подобные онлайн-кинотеатры появятся в России - хороший вопрос. Маркетологов подобные нестыковки не волнуют. На презентациях демонстрируют великолепные, специально подготовленные видеоролики. На деле же художественных произведений в формате Ultra HD, как говорится, кот наплакал. Главное - повторять мантру о том, что «формат 4K позволяет рассмотреть в четыре раза больше деталей по сравнению с обычным форматом HD. »

«Посмотрите, как много замечательных фильмов уже доступно в формате 4K» - говорит нам Sony. Посмотрел, 68 фильмов за четыре года. Для сравнения: по версии «Кинопоиска» в октябре 2015 года в российском кинопрокате вышло 43 картины

Важную роль в продвижении 4K-контента должны сыграть внешние носители информации. Однако формат Ultra HD Blu-ray приняли лишь в этом году, 24 августа. Плюс первые коммерческие BD-плееры появятся только в 2016 году. Поэтому нашим соотечественникам в ближайшее время придется надеяться на апскейлинг видео более низкого разрешения до формата 4K.

Кто бы что ни говорил, но контента Ultra HD по-прежнему очень мало

Если обойтись несколькими словами, то апскейлинг - процесс «растягивания» внутренней логикой телевизора видео меньшего разрешения до 2160p. Маркетинг проявляется и здесь. Производители не стесняются заявлять, что их продукция великолепно масштабирует изображение. Вот, что пишут на официальном сайте компании Philips: «Телевизор Ultra HD в 4 раза превосходит разрешение обычного телевизора Full HD. Благодаря 8 миллионам пикселей и уникальной технологии Ultra Resolution качество изображения не будет зависеть от исходного контента . » Реалии таковы, что достичь этого невозможно в принципе. Всегда будет заметна разница в качестве между нативным 4K и масштабированным 4K. Остается только узнать, насколько хорошо у того или иного телевизора проходят процессы обработки. Например, Panasonic VIERA TX-65AXR900 великолепно справляется с этой работой. А вот у Samsung SUHD UE65JS9000TXRU есть некоторые проблемы.

Телевизор Panasonic VIERA TX-65AXR900. Одна из немногих 4K-моделей, великолепно справляющаяся с апскейлингом видео до разрешения Ultra HD

В четыре раза круче

Допустим, что проблема с отсутствием контента в кратчайшие сроки решится. На протяжении всего материала я то и дело цитировал заявления производителей телевизоров, которые утверждают, что 4K в четыре раза четче Full HD. Это одно из самых распространенных маркетинговых утверждений. И вроде бы все логично: разрешение Ultra HD в четыре раза больше разрешения Full HD. Да вот только многие путают большое разрешение с лучшим качеством изображения. Путаница касается не только телевизоров с большими диагоналями, но и крохотных смартфонов. В определении четкости изображения элементарно не учитывается дистанция, с которой зритель смотрит на экран.

Оптимальное расстояние просмотра телевизора в зависимости от диагонали экрана и разрешения

Существует несколько методик определения оптимального расстояния просмотра телевизора в зависимости от диагонали экрана и разрешения. И даже специальные калькуляторы . Не вижу смысла спорить о правильности или неправильности тех или иных схем, но перед Full HD «ящиком» с диагональю 55’’ необходимо сидеть на расстоянии где-то 2-2,5 метров. Для Ultra HD дистанция сокращается уже до значения 1-1,5 метров. В итоге зрителю достаточно сеть подальше, чтобы детализация изображения заметно снизилась. Так, на расстоянии 2,5-3 метров Ultra HD не будет отличаться от Full HD.

Четкость 4K-изображения напрямую зависит от расстояния просмотра

В самом начале статьи я обратил ваше внимание на самый первый коммерческий 4K-телевизор от Sony. Во время его тестирования при просмотре заготовленного видео формата Ultra HD нам рекомендовали садиться на расстоянии 1,6-2 метров. Первоначально это казалось утопией, но на деле смотреть видео на полотне BRAVIA KD-84X9005 оказалось также удобно, как читать газету. По факту дистанция между экраном и человеком оказалась меньше размера диагонали самого устройства (2,13 м). Отсюда следует простой вывод: покупать 4К-телевизор с диагональю меньше 55-60 дюймов нет никакого смысла. Сидя на расстоянии 2-3 метров, вы элементарно не ощутите эффекта от наличия ультравысокого разрешения.

У меня только один вопрос: зачем?

Развлечения в формате Ultra HD

В последнее время участились вопросы, касающиеся покупки UHD-телевизора для игр. Маркетологи усердно трудятся и на этом поприще. Вроде бы все логично: 4K-разрешение позволяет сидеть очень близко перед телевизором. Достаточно лишь обзавестись сопутствующим оборудованием. Но вот только консоли последнего поколения - Sony Play Station 4 и Microsoft Xbox One - не подойдут. Они даже разрешение 1080p не всегда могут «вытянуть». Появились слухи, что в скором времени могут быть презентованы 4K-версии этих приставок, но это касается не самих игр, а воспроизведения мультимедийного контента. В частности, при помощи сервиса NETFLIX.

Телевизор Ultra HD и игровой компьютер - очень дорогой тандем

Получается, что единственный вариант играть на UHD-телевизоре - это купить мощный компьютер. К тому же производители видеокарт вовсю продвигают идеи «православного» 4K-гейминга. К сожалению, справиться с современными компьютерными играми при настройках, близких к максимальным, в разрешении Ultra HD на сегодняшний день могут лишь единицы графических адаптеров, да и то с большой натяжкой. Постоянные посетители сайт, интересующиеся компьютерным железом, убеждались в этом не раз . Для игр в 4K потребуется собрать очень мощный компьютер, стоимость которого легко может перевалить за отметку 2000 долларов США.

Маркетинг 2-в-1

Ultra HD и изогнутые экраны - это самые популярные «инновации» последних двух лет. Они весьма тесно переплетаются друг с другом. Основной посыл для устройств подобного типа звучит очень просто: изогнутая поверхность и 4K позволяют сильнее погрузиться в происходящее на экране. Например, вот так об этом говорит компания Samsung: «Революционный SUHD-телевизор Samsung с изогнутым экраном позволяет погрузиться в фантастическую виртуальную реальность и ощутить себя в центре событий, происходящих на экране. »

Наша методика тестирования экранов смартфонов и планшетов состоит из четырёх сравнительно несложных тестов:

• Измерение максимальной яркости чёрного и белого полей, а также вычисление контрастности по полученным значениям;
• Определение цветового охвата и точки белого;
• Измерение цветовой температуры;
• Измерение гаммы дисплея по трём основным цветам (красный, зелёный, синий) и по серому цвету.

Результаты каждого из этих тестов характеризуют отдельные особенности экрана, поэтому при окончательной оценке качества дисплея стоит воспринимать все четыре теста сразу, а не какой-либо из них в отдельности.

Для определения каждого параметра используется колориметр X-Rite i1Display Pro и программный комплекс Argyll CMS. В этом материале мы расскажем про каждый тест, а также объясним, как читать и понимать полученные нами графики. Итак, поехали!

⇡ Определение максимальной яркости чёрного и белого полей, а также вычисление статической контрастности

На первый взгляд, этот тест кажется самым простым. Для того чтобы измерить яркость белого цвета, мы выводим на экран абсолютно белую картинку и измеряем яркость при помощи колориметра — полученное значение и будет называться яркостью белого поля. А для того чтобы измерить яркость чёрного, мы проделываем то же самое с абсолютно чёрной картинкой. Яркость белого и чёрного полей измеряется в кд/м 2 (канделах на квадратный метр). Контрастность узнаётся и того проще: поделив яркость белого поля на яркость чёрного, мы получаем искомое значение. Величина статической контрастности у практически идеального экрана смартфона или планшета составляет 1000:1, хотя результаты 700:1 и выше можно также назвать отличными.

К сожалению, простым этот тест можно назвать только с виду. В последние годы производители смартфонов пошли по тому же пути, что и производители телевизоров: они стали добавлять различные «улучшайзеры» изображения в прошивку аппаратов. Это не удивительно, а скорее закономерно, потому что почти все крупнейшие производители смартфонов занимаются разработкой телевизоров и/или мониторов.

В случае жидкокристаллических дисплеев (с OLED все ровно наоборот) эти «улучшайзеры» работают, как правило, следующим образом: чем меньше на дисплее светлых точек, тем ниже яркость подсветки. Сделано это, во-первых, для того, чтобы обеспечить большую глубину чёрного на тех изображениях, в которых много этого цвета. А во-вторых, чтобы не тратить зря электроэнергию: если изображение в основном тё мное, нет смысла светить подсветкой на полную катушку — логично её приглушить.

Проблема в том, что реальная контрастность от этого не повышается: при использовании «улучшайзера» светлые участки на тё мном изображении тоже станут чуточку темнее, так что соотношение яркости белого и чё рного в лучшем случае останется таким же, как и при полной подсветке. То есть если на дисплее, оснащё нном динамической оптимизацией подсветки, измерить светимости белого и чё рного полей, как описано выше, а потом просто поделить одно на другое, то получится не настоящее значение контрастности, а довольно абстрактная цифра. Чаще всего — очень заманчивая (вроде 1500:1), но не имеющая ничего общего с реальной контрастностью.

Для того чтобы обойти эту проблему, мы отказались от картинок, полностью залитых чёрным или белым цветом в пользу изображения, состоящего на 50% из белого и на 50% из чё рного. Таких картинок у нас две (50-50 и 50-50-2 на рисунке ниже), соответственно, мы измеряем значения светимости белого и чё рного полей как в верхней, так и в нижней частях дисплея — а вычисленные после деления этих чисел значения контрастности усредняем.

Полный набор тестовых изображений для измерения характеристик LCD-дисплеев

Оптимизация вносит изрядную погрешность в том числе и в измерение других параметров экрана — цветовой температуры и гамм. Поэтому для получения более корректных результатов мы и для этих тестов используем не полностью залитые цветом картинки, а квадраты, занимающие около 50% от площади экрана. Фон при этом заливается белым или чёрным цветом, чтобы соотношение светлых и тёмных точек на дисплее было более равномерным для всех тестовых изображений и динамическая подстройка подсветки вносила минимальные искажения в результаты.

Такой подход позволяет повысить реалистичность полученных значений контрастности и прочих параметров дисплея.

⇡ Измерение цветового охвата

Наш глаз способен воспринимать огромное количество цветов, тонов, полутонов и оттенков. Вот только самые современные дисплеи мобильных устройств — как и их «большие братья», экраны телевизоров и мониторов — пока ещё не способны воспроизвести всё это буйство цвета. Цветовой охват любого современного дисплея очень сильно уступает части спектра, видимой человеческим глазом.

На графике ниже представлен примерный диапазон видимой (оптической) области спектра, или «цветового охвата человеческого глаза». Белым треугольником на нём выделено цветовое пространство sRGB, которое было определено компаниями Microsoft и HP в не очень далёком 1996 году как стандартное цветовое пространство для всего компьютерного оборудования, предполагающего работу с цветом: мониторов, принтеров и так далее.

По сравнению со всей оптической областью спектра цветовой охват sRGB не так уж и велик. А уж по сравнению с полным спектром электромагнитного излучения (не показанном на графике) — и вовсе песчинка в песочнице

Если честно, в работе с цветом всё далеко не просто, крайне запутанно и не так хорошо стандартизировано, как того хотелось бы. Однако, пусть и с изрядной долей условности, можно сказать, что большая часть цифровых изображений рассчитана на использование цветового пространства sRGB.

Из этого есть такое следствие: в идеальном случае цветовой охват дисплея должен совпадать с цветовым пространством sRGB. Тогда вы будете видеть изображения именно такими, какими их задумали их создатели. Если цветовой охват дисплея меньше, то цвета теряют насыщенность. Если больше — то становятся более насыщенными, чем нужно. «Мультяшная» картинка с перенасыщенными цветами, как правило, выглядит наряднее, но это не всегда уместно.

Хорошими значениями цветового охвата можно считать показатели от 90 до 110% sRGB. Дисплеи, цветовой охват которых уже 90%, выдают слишком блеклую картинку. Экраны с более широким цветовым охватом могут ощутимо перенасыщать цвета и делать картинку излишне красочной.

Не очень удачными следует считать и такие настройки дисплея, когда треугольник цветового охвата по площади близок к sRGB, но сильно искажён: это означает, что, вместо предусмотренного стандартом цвета, на дисплее вы увидите какой-то существенно отличающийся от него цвет. Например, оливковый вместо зелёного или морковный вместо насыщенного красного.

Набор изображений для определения цветового охвата

Также во время измерения цветового охвата мы находим координаты точки белого и указываем её на графике. Более подробно о ней мы поговорим в следующем разделе.

⇡ Определение цветовой температуры

Идеальная цветовая температура белого цвета составляет 6500 кельвин. Это связано с тем, что именно такой цветовой температурой характеризуется солнечный свет. То есть такой белый цвет является наиболее естественным и привычным человеческому глазу. Более «тёплые» оттенки белого имеют температуру ниже 6500 К, например 6000 К. Более «холодные» — выше, то есть 8000 или 10000 К и так далее.

Отклонения как в ту, так и в другую сторону, в принципе, нежелательны. При меньшей цветовой температуре изображение на экране устройства приобретает красноватый или желтоватый оттенок. При более высокой — уходит в голубые и синие тона. Также следует иметь в виду, что точка белого у дисплея может в принципе не попадать на кривую Планка, определяющую именно белый цвет. На таком дисплее белый имеет совсем уж нежелательный зеленоватый (очень характерный недостаток ранних AMOLED-дисплеев) или пурпурный оттенок.

В идеале для всех градаций серого — которые по сути представляют собой тот же белый цвет, но меньшей яркости, — цветовая температура и координаты цвета должны быть одинаковыми. Если они отличаются в незначительных пределах, то ничего страшного в этом нет. Если же они резко меняются от градации к градации, то на таком дисплее разные участки чёрно-белых изображений приобретают разный оттенок и в целом получаются слегка «радужными». Это не очень хорошо.

Тестовые изображения, используемые для измерения цветовой температуры

Мы измеряем цветовую температуру для градаций 10, 20, 30 ... 100% от полностью белого цвета. В результате появляется график следующего вида:

⇡ Измерение гаммы дисплея по трём основным цветам (красный, зелёный, синий) и по серому цвету

Если не вдаваться в глубокую теорию, то графиками гамма-кривых можно назвать отношение входящего сигнала к измеренному сигналу, отображаемому монитором.

Набор изображений для измерения гаммы

К сожалению, идеальных дисплеев не существует, поэтому любой цвет на экране отображается с погрешностью, которую вносит ЖК-матрица. Именно эту погрешность мы и будем измерять. Для того чтобы наши измерения не оказались «сферическими в вакууме», на всех графиках гамма-кривых присутствует эталонная кривая, нарисованная чёрным цветом. За эталон принята гамма 2,2, которая используется в цветовых пространствах sRGB, Adobe RGB.

На примерах графиков видно, что полученные нами кривые далеко не всегда совпадают с эталонными. Если гамма-кривая проходит ниже эталонной, то это значит, что полутона на таком дисплее недосвечиваются, выглядят темнее нужного. При этом особенно могут страдать тёмные участки изображения — детали в них теряются. Если кривая идет выше эталонной — то полутона пересвечиваются и теряются уже детали в светлых частях изображения.

Также встречаются гамма-кривые s-образной и z-образной формы. В первом случае изображение получается более контрастным, при этом детали теряются как в светлых частях, так и в тёмных. Во втором случае — наоборот, контрастность занижается, хоть и с выгодой для детальности. Все случаи несоответствия гамм по-своему плохи, так как из-за них картинка на экране получается изменённой по сравнению с оригиналом.

⇡ Выводы

Для того чтобы отличить хороший экран от плохого, надо смотреть на все диаграммы и графики сразу, одной или пары здесь недостаточно.

С яркостью белого всё просто — чем она больше, чем ярче будет дисплей. Яркость на уровне в 250 кд/м 2 можно считать нормальной, а все значения выше — хорошими. С яркостью чёрного дела обстоят наоборот: чем она ниже, тем лучше. Что же касается контрастности, то про неё можно сказать почти то же, что и про яркость белого: чем выше величина статической контрастности, тем лучше дисплей. Значения около 700:1 можно считать хорошими, а около 1000:1 — и вовсе великолепными. Отметим, что у AMOLED- и OLED-экранов чёрный почти не светится — наш прибор просто не позволяет измерить столь малые значения. Соответственно, мы считаем их контрастность почти бесконечной, а на деле — если вооружиться более точным прибором — можно получить значения вроде 100 000 000:1.

С цветовым охватом дела обстоят немного сложнее. Принцип «чем больше — тем лучше» здесь уже не действует. Следует ориентироваться на то, насколько хорошо совпадает треугольник цветового охвата с цветовым пространством sRGB. Полностью идеальные в этом смысле дисплеи практически не встречаются в мобильных устройствах. Оптимумом же можно считать такой охват, который занимает от 90 до 110% sRGB, при этом очень желательно, чтобы форма треугольника была близка к sRGB. Также на графике цветового охвата стоит посмотреть на расположение точки белого. Чем она ближе к эталонной точке D65, тем лучше баланс белого у дисплея.

Ещё одной мерой баланса белого является цветовая температура. У отличного монитора она составляет 6 500 К у насыщенного белого цвета и почти не изменяется на разных оттенках серого. Если температура ниже, то экран будет «желтить» изображение. Если выше — то «синить».

С гамма-кривыми всё ещё проще: чем ближе измеренная кривая к эталонной, которую мы на графиках рисуем чёрным, тем меньше погрешностей в изображение вносит матрица дисплея. Мы прекрасно понимаем, что всё это так сходу запомнить непросто. Поэтому мы будем ссылаться на данный материал в будущих обзорах. Так что информация о том, как следует читать приводимые нами графики, всегда будет у вас под рукой.