Цитат:
През последните пет години, първо с RGB трилазерни проектори, а сега и с RGB-подсветени LCD телевизори, глупостите, декларирани от производителите относно покритието на цветовото пространство REC BT2020, достигнаха наистина изключителни висоти...
Двата най-често срещани математически модела за показване на всички цветове, видими за нашата
зрителна система; в черно е триъгълникът на цветовата гама BT.2020, а в бяло е BT.709
- кликнете за уголемяване -
Телевизионните стандарти са многобройни, постоянно се развиват и са от съществено значение за възпроизвеждането на висококачествено съдържание. Сред различните характеристики, посочени в стандартите, цветовата гама е една от най-актуалните теми. Е, през последните пет години твърденията на производителите относно покритието на триъгълника на цветовата гама ITU-R BT2020 достигнаха наистина изключителни висоти . Причината е проста: „маркетингът“ все повече свободно контролира научните истини, които иначе биха искали да използват в своя полза.
Фигурите по-горе представляват две двуизмерни проекции на всички цветове, които можем да възприемем според двата математически модела CIE 1931 (вляво) и CIE 1976 (вдясно). Това всъщност са триизмерни пространства , където оста Z представлява интензитета на светлината и е особено важна за някои цветове, като например „кафяво“. По-надолу има много кратко видео (само няколко секунди), в което демонстрирам истинската „триизмерност“ на цветовото пространство CIE 1976.
За да се представят всички цветове, които можем да възприемем, съществуват и други математически модели , които се превръщат в повече или по-малко различни графични представяния. Моделът CIE 1931 е най-широко използваният, въпреки че е на почти 100 години и не е перцептивно еднороден. Математическият модел CIE 1976 е по-добър от перцептивна гледна точка, но в зелената област е по-лош от CIE 1931, защото е по-компресиран. Поради тази причина, наред с данните за покритието на триъгълника на гамата , независимо дали е BT.709, DCI-P3 или BT.2020, трябва да се посочи и референтният математически модел .
Вече обсъдих връзката между спектъра на светлинното излъчване, цветовите пространства и възприятието на цветовете и можете да научите повече за това тук . В тази кратка статия обаче ще се огранича до анализ на покритието на триъгълника на цветовата гама ITU-R BT.2020 (отсега нататък ще го наричам просто BT.2020 ), който формира основата на препоръките за стандартите UHD 4K и UHD 8K. Това е истинска „кутия“, отвъд която е невъзможно да се отиде, освен ако не искате да възпроизвеждате цветове, които не са обхванати от референтните телевизионни стандарти UHD 4K и 8K.
Това 69-секундно видео демонстрира триизмерността на цветовото пространство CIE 1931
- кликнете, за да стартирате видеото -
Независимо от избрания математически модел, триъгълникът на цветовата гама се идентифицира от три върха, всеки с три хроматични координати, две в двумерната равнина и една, описваща светлинния му интензитет. Ако останем в двумерната област, игнорирайки светлинния интензитет, двете координати "x" и "y" ще бъдат достатъчни. Оттук нататък ще използвам предимно математическия модел CIE 1931, защото разполагам с графики с по-висока резолюция от математическия модел CIE 1976.
От модела CIE 1931, аз също така имам краищата на цветовото пространство, вече свързани с чистите спектрални честоти, идентифицирани от централната дължина на вълната. Ако сте достатъчно мързеливи, за да не се задълбочите в темата в гореспоменатата статия за цветовъзприятието , достатъчно е да знаете, че ръбът на цветовото пространство идентифицира най-наситените цветове, отвъд които не е възможно да се отиде , докато придвижвайки се навътре, наситеността намалява, докато се изгуби напълно в „бялото“, като последното е в повече или по-малко централна позиция.
Триъгълникът на цветовата гама BT.2020 се идентифицира от три върха, като и трите са в най-външния край на цветовото пространство и са свързани с определена дължина на вълната. По-конкретно, червеният компонент трябва да бъде центриран на 630 нанометра, зеленият компонент трябва да бъде центриран на 532 нанометра, а синият компонент трябва да бъде центриран на 467 нанометра. Освен това, за да бъде един от основните RGB цветове в най-външния край на цветовото пространство, неговият емисионен спектър трябва да бъде възможно най-тесен и ограничен до „шепа“ нанометри.
Триъгълници на цветовата гама на въображаем телевизор със зелен основен компонент, различаващ се
само с 5 нанометра от референтния: зоната отвъд BT.2020 е в сиво, липсващата зона е в червено
- щракнете за уголемяване -
Ако един от трите компонента се отклони от референтния, дори само с 1 нанометър, един от върховете на триъгълника вече няма да може да се наслагва върху референтния и ще бъде невъзможно да се постигне 100% покритие. Причината е съвсем проста и е геометрична по своята същност. На изображението по-горе има триъгълник на цветовата гама на въображаем проектор с трилазерна технология, като двата червени и сини компонента съвпадат перфектно с референтния, но зеленият компонент е изместен само с 5 нанометра , следователно центриран на 527 нанометра, а не на 532 според зеления референтен номер на BT.2020.
Двата триъгълника на гамата, референтният и този на измерения въображаем проектор, не съвпадат в зеления връх : следователно, на референтния триъгълник BT.2020 ще липсва много малък процент, идентифициран от червената област . Колкото по-далеч е върхът от референтния връх, толкова повече намалява покритието, защото непокритата площ се увеличава. Използвах зеления връх, защото пространството CIE 1931 има по-висока резолюция върху зелено. Вдясно е показано същото наслагване с математическия модел CIE 1976. В този случай зелената област е по-компресирана, а червената област, липсваща от референтния връх, е по-малка. Същността остава същата: ако трите върха на триъгълника на гамата не са точни, не може да се постигне 100% покритие .
Винаги въображаем телевизор със зелен първичен лъч, още по-далеч от референтния
: зоната отвъд BT.2020 е в сиво, липсващата зона е в червено
- кликнете за уголемяване -
Нека дам друг, още по-екстремен пример, подобен на случващото се с трилазерните проектори , чийто зелен компонент е доста далеч от референтната стойност от 532 нанометра. В измерения триъгълник на цветовата гама, двата основни компонента - червеният и синият, винаги съвпадат с референтната стойност BT.2020 (което вече е малко вероятно), докато зеленият компонент е подравнен с дължината на вълната от 522 нанометра, само на 10 нанометра от референтната стойност от 532 за зеления връх на BT.2020.
Е, триъгълникът на цветовата гама със сигурност ще бъде по-голям от референтния, но с две основни ограничения. Първо, има червена област, която е областта, липсваща от референтния цвят и не може да бъде възпроизведена; тя ще бъде дори по-голяма. Сивата област, от друга страна, е допълнителната област, която е абсолютно безполезна за целите на възпроизвеждането, защото включва цветове извън референтния цвят, които няма да бъдат взети предвид по време на производството или постпродукцията. Обективното измерване на покритието на триъгълника на цветовата гама на BT.2020 ще вземе предвид само областта в рамките на референтния периметър, която следователно ще бъде по-малка от 100%.
Полигонът ABCD като единствена възможност за надхвърляне на BT.2020
- кликнете за уголемяване -
Ако някой иска да отиде по-далеч, първо е необходимо RGB върховете да съвпадат с референтния BT.2020 . С тази предпоставка би бил необходим четвърти хроматичен компонент , който би станал първичен. Ако референтният математически модел беше CIE 1931, тогава най-полезният четвърти компонент за излизане далеч отвъд гамата BT.2020 би бил между зелено и циан, може би центриран на 510 нанометра. По този начин увеличението на площта би било значително, но само защото математическият модел CIE 1931 дава много пространство на тази „зона“. От перцептивна гледна точка, предимството рискува да бъде незначително.
С други думи, ако само един от RGB компонентите не съвпада с референтното пространство BT.2020, добавянето на един или повече допълнителни компоненти другаде в цветовото пространство ще ви позволи да възпроизвеждате цветове извън гамата BT.2020, но в области, които не са обхванати от телевизионните стандарти, и във всеки случай 100% покритие на BT.2020 никога няма да бъде постигнато .
Отвътре навън в BT.2020
Септември 2015 г.: На IBC в Амстердам филмът на Pixar беше прожектиран през BT.2020
с Christie Digital DLP проектор с основни цветове, много близки до референтните
- кликнете за уголемяване -
Някои съображения. Само защото можем да възприемем определен цвят, не означава непременно, че той присъства в природата. От друга страна, видеопродукцията и постпродукцията използват език, който често има малко общо с реалността и понякога се впуска в невъобразими посоки. Перфектен пример е анимираното съдържание. В тази статия от 2015 г. обсъждам първата си прожекция на съдържание със система, която покрива приблизително 97% от пространството на BT.2020, с проектор Christie Digital Laser 3P, който възпроизвежда шедьовъра на Pixar „Inside Out“ в IBC в Амстердам.
В почти всички случаи най-добрите компании за постпродукция на филми и телевизионни продукции използват монитори, които „само“ достигат цветовото пространство DCI-P3. Следователно, в момента няма особен смисъл да се търси система за възпроизвеждане на видео, която да надхвърля това цветово пространство. Маркетингът обаче или игнорира това, или се преструва, че не го прави, предпочитайки да съсредоточи цялата си енергия върху темата „по-голямото е по-добро“, дори когато това е невъзможно. По-конкретно, за да се възпроизведе правилно цветовото пространство BT.2020, би била необходима система с три RGB лазера, чиито честоти са хирургически центрирани.
Основният компонентен спектър на проектора Samsung The Premiere LSP9T
- кликнете за уголемяване -
В моя опит с анализа на проектори и дисплеи, който започна преди повече от 26 години, в продължение на над 10 години мога да разчитам на спектрометри с висока резолюция, дори до един нанометър FWHM. Можете да намерите пример за качеството на инструментите, които използваме в AV Magazine, в тази статия , при първите измервания на трилазерен проектор. В случая с трилазера на Samsung, зеленият компонент е центриран на приблизително 524 нанометра, докато червеният компонент всъщност е съставен от два подкомпонента, първият на 639 нанометра, а вторият на приблизително 644 нанометра. Синият компонент, от друга страна, е центриран на 463 нанометра.
Истинският триъгълник на цветовата гама на Samsung LSP9T в сравнение с BT.2020:
двете области след BT.2020 са в сиво, двете липсващи области са в червено
- щракнете за уголемяване -
Червеният и зеленият компонент се отклоняват значително от референтния и всъщност покритието на цветовото пространство на BT.2020 е далеч от 100%, в сравнение със 106%, декларирани от производителя. Други производители на тройни лазерни проектори твърдят, че покритието е 107% и 110%, често използвайки едни и същи RGB лазери. Изглежда почти като състезание кой преувеличава повече. Освен това никой не проверява, освен AvMagazine. Декларираните проценти вероятно се отнасят до площта на триъгълника, покрита от проектора, в сравнение с площта на триъгълника на цветовата гама на BT.2020, която всъщност е по-малка. Това е грешка: размерите не са важни; важното е действителното покритие на цветовата гама DCI-P3, за да се гарантира съответствие с телевизионния стандарт, по който е подготвено съдържанието, гама, която сега е покрита в изобилие дори от OLED телевизори.
Най-новите продукти на Hisense на CES 2026
Изображение на новия Hisense micro LED с четири цветни компонента
- кликнете за уголемяване -
Добавянето на четвърти основен компонент е пътят, избран от Hisense, които на CES 2026 представиха microLED с RGBY компоненти (Y означава жълто), което вече обсъдихме в тази статия . Има само един малък проблем: между референтното жълто и ръба на цветовото пространство няма да има „пространството“, необходимо за увеличаване на цветовата гама на BT.2020. Както вече беше широко демонстрирано, координатите на хроматичност на RGB компонентите би трябвало вече да съвпадат точно с тези на референтния BT.2020, а това вече е малко вероятна ситуация, тъй като в момента няма червени, зелени и сини LED емитери с емисионен спектър, перфектно центриран върху трите референтни дължини на вълната за BT.2020, които повтарям: 467nm, 532nm и 630nm.
Hisense твърди, че тази технология покрива 100% от гамата BT.2020
- кликнете за уголемяване -
В този смисъл, дори ако изберем четвъртия жълт компонент на ръба на цветовото пространство, може би дори с основна честота близка до 550 нанометра (той би бил по-близо до зелено, отколкото до жълто), площта, която би била добавена към референтното пространство BT.2020, все още би била незначителна, дори ако изберем математическия модел CIE 1931. Изборът на CIE 1976 би предложил още по-малко предимство. Вярвам, че целта на изследователите на Hisense е различна: те може би ще изберат жълт LED емитер с честота по-близка до 580 нанометра с цел да увеличат светлинната ефективност на системата, а не да преследват 100% от гамата BT.2020. Във всеки случай, очакваме всички необходими тестове, за да „сертифицираме“ действителното покритие на пространството BT.2020, отвъд декларациите на производителя. Ще се опитаме да завършим тези тестове възможно най-скоро, очевидно с адекватно оборудване. Най-широко приетата хипотеза сред анализаторите е, че пълно покритие на триъгълника на гамата BT.2020 няма да бъде постигнато.
Инфографика на Hisense за технологията на подсветката на следващия мини LED телевизор
- кликнете за уголемяване -
В същата статия за новите продукти на Hisense, представени на CES 2026, накратко описваме и новия LCD екран с RGB1B2 miniLED подсветка , тоест с два различни основни сини компонента; компонентът B1 е „класическият“, близък по хроматични координати до върха на синия компонент, който вече се използва в други устройства за подсветка. Близки, но най-вероятно не съвпадащи . Компонентът B2 има хроматични координати почти по средата между синьо и циан.
Вляво, цветовата гама, предложена от Hisense, в сравнение с неидентифициран OLED.
Вдясно, цветовата гама, предложена от Hisense, в сравнение с BT.2020 и BT.709
- кликнете за уголемяване -
Така че, дори да приемем - и това не е даденост - че другите два основни компонента, червен и зелен, са били перфектно центрирани в съответните им референтни точки BT.2020, дори с четвъртия цветен компонент, който Hisense определя като „Небесно син“, пак няма да е възможно да се постигне 100% покритие и тази допълнителна площ, която би била покрита, би била безполезна, поне за целите на покритието на цветовото пространство и целта за възпроизвеждане на цветове, близки до референтните.
Цялостната структура на следващите мини светодиоди на Hisense
включва и RGB цветни филтри надолу по веригата, разположени след LCD пикселите
- кликнете за уголемяване -
Има и друг проблем. Досега говорихме за устройството за подсветка, а не за това, което достига до очите ни. Между подсветката и очите ни се намира LCD панелът и цветните филтри пред всеки подпиксел. По собствено признание на Hisense, цветните филтри, които изграждат структурата на подпикселите, все още биха имали три компонента, а именно RGB. Следователно, двата компонента B1 и B2 биха се сумирали и резултатът все още би бил триъгълник , като синият връх е по средата между двете координати, използвани в подсветката. Позицията, описана в графиката по-горе, е само спекулация, тъй като зависи не само от емисионния спектър на двата компонента, но и от връзката между емисионната мощност на двата компонента.
Хипотезата за ефективния триъгълник на цветовата гама на следващия мини LED дисплей на Hisense
- кликнете за уголемяване -
По-горе се опитах да обобщя какъв би могъл да бъде триъгълникът на цветовата гама на предстоящ телевизор Hisense с този нов модул за подсветка. Начертах триъгълника според математическите модели CIE 1931 и CIE 1976, като последният несъмнено има по-голяма резолюция за „синята“ част от цветовото пространство. Тези графики включват и референтния триъгълник на цветовата гама BT.2020, който липсва в инфографиката на Hisense, показана на CES, където вместо това е показана цветовата гама на неопределен телевизор с OLED технология като референтна.
Добавянето на B2 компонента със сигурност би трябвало да има положителни ефекти (макар и минимални) върху точността на синия нюанс в сравнение с подсветка само с три RGB компонента, в която синият компонент има различен референтен спектър. Може би по-интересни ще бъдат ефектите върху светлинната ефективност. Но все пак е триъгълник, а не многоъгълник. Дори в този случай, нашата задача ще бъде да проверим цветовите координати на телевизор с тази нова технология. Можем да очакваме, че декларираното покритие от 110% от цветовото пространство BT.2020 изглежда нереалистично .
Ще завърша с едно последно съображение, което е може би и най-важното. В сектора на видео постпродукцията се използват най-елитните, различни видове HDR монитори, някои от които са произведени от Sony, Dolby и Eizo. Въпреки това, в момента (януари 2026 г.) тези монитори покриват само триъгълника на цветовата гама DCI-P3 и са далеч от покриването на цветовата гама BT.2020...
За допълнителна информация вижте статиите, изброени по-долу.
Ако имате въпроси или коментари, не се колебайте да използвате нашия дискусионен форум.
Ако ви е харесала тази статия, моля, разпространете я .
