Det er vigtigt ikke at forveksle farveskala (farverum) og farvevolumen. Med enkle ord er farveskalaen det udvalg af farver, dit tv kan gengive, mens farvevolumen er antallet af farver, der kan vises med forskellige lysstyrkeniveauer.
Før vi dykker ned i det, så overvej dette: Hvorfor ser et æble rødt ud? Det er fordi, det reflekterer røde bølgelængder af lys, mens det absorberer andre. Overfør nu dette til en tv-skærm. Dit tv skal udsende lys i de helt rigtige bølgelængder for at give en nøjagtig farvegengivelse.
Du har måske bemærket, at når skærmens lysstyrke er lav, ser antallet af farver lavt ud, men antallet af farver bliver bredere, når lysstyrken øges. Men hvis du indstiller lysstyrken til maksimum, vil farverne falme.
Det skyldes, at farvemængden afhænger af andre faktorer: Først og fremmest er det farveområdet. Men lysstyrke og kontrast spiller også en rolle.
Så farvevolumen er den afledte effekt af andre skærmparametre. Og jo lysere skærmen er, og jo bredere dens farveskala er, desto dybere vil farvevolumen være.
Involverede dimensioner: Det omfatter farvespektret (bredde x højde) og dybden (lysstyrke).
Den repræsenterer, hvordan et tv eller en skærm gengiver farver ved forskellige lysstyrkeniveauer. Dette er især vigtigt for HDR-indhold, som kræver præcis farvenøjagtighed på tværs af forskellige lysstyrkeniveauer.
Farvevolumen, farveskala og farvedybde
Farveskalaen (eller farverummet) er det udvalg af farver, som tv’et kan gengive. Nogle gange defineres det som antallet af farver, men det er lidt forkert, da farven er spektret.
Farveskalaen kan repræsenteres som det røde, grønne og blå rum. Kombinationerne af disse primærfarver skaber de andre farver, deres nuancer, nuancer og toner.
Lad os tage et kig på dette CIE 1931-farverum. Det repræsenterer farver ved deres maksimale mætning. Afhængigt af dets kvalitet kan vi definere forskellige rum, som vores skærm kan gengive: Rec.709, sRGB, DCI-P3 og Rec. 2020.
Men lad os nu se på, hvordan forskellige lysstyrkeniveauer vil påvirke dette område. Farveområder for forskellige lysstyrkeniveauer er placeret fra det med den laveste lysstyrke (til venstre) til det med den højeste lysstyrke (til højre).
Lad os tage et kig på, hvordan lysstyrken påvirker farvevolumen. Vi kan se, at farveområdet forringes, når lysstyrken er lav (RGB-farverummet bliver meget fattigere, i terminalens lysstyrkeniveau forringes det til næsten 3 grundfarver).
Billedet ovenfor er selvfølgelig ikke præcist og nøjagtigt (da man ikke kan få en sådan forskel i lysstyrke på et rigtigt tv). Men det giver dig den grundlæggende forståelse – hvis tv’et ikke understøtter høj farvevolumen, vil farverne blive forringet ved høje og lave lysstyrkeniveauer. For svagt, og farverne bliver ikke skarpe. For lyse, og de risikerer at blive udvaskede. Ved høje lysstyrkeniveauer bliver billedet afbleget og mister sin livlighed og detaljerigdom. Omvendt bliver billedet mudret ved lavere niveauer. Sådan opfører en dårlig tv-skærm sig.
Farvedybden
Lad os nu tale om farvedybden. Farvedybde handler ikke om farveområdet; det er ikke det, det handler om. Farvedybde fungerer, som når du forsøger at zoome ud på et billede. Hvis størrelsen er stor nok, vil udzoomning ikke resultere i kvalitetstab. Eller det begynder at vise individuelle firkanter eller pixels? Hver af disse pixels har en farve, ikke? Hvor rige og varierede disse farver kan være, bestemmes af farvedybden.
Farvedybden bestemmes af nuancerne for hver farve (rød, grøn og blå), dvs. antallet af forskellige varianter af hver farve. For et 8-bit billede er det defineret som 2 opløftet i potens til 8, så hver farve har 256 forskellige nuancer. 24-bit og 8-bit er det samme, såvel som 10-bit og 30-bit (8-bit eller 10-bit farvedybde er angivet for én kanal, mens når vi siger 24-bit eller 30-bit, tager vi højde for alle basiskanaler).
- 8-bit tilbyder 256 nuancer af hver af farverne rød, grøn og blå. Hvis du regner efter, er det 16,7 millioner farver (256 x 256 x 256).
- 10-bit, på den anden side, katapulterer dette til 1,07 milliarder farver.
Når man tager i betragtning, at vores øje kun kan genkende omkring 10 millioner farver, er det mindre sandsynligt, at du kan se den store forskel mellem 8-bit og 10-bit farvedybde.
Men når det gælder sammenhængen mellem farvedybde og farvevolumen, er der ingen direkte sammenhæng. Du kan se farvevolumen som grænserne og farvedybden som den indre udfyldning. Mens højere farvedybde forbedrer farver med flere nuancer, skubber det ikke grænserne for de nye farverum: farvedybde annoncerer midlertidige nuancer.
Kontrast
Kontrastforholdet – forskellen mellem det mørkeste sorte og det lyseste hvide, et tv kan vise – tilføjer endnu et lag af kompleksitet. Et tv med et højt kontrastforhold kan fremvise finere detaljer i skygger og højlys, hvilket yderligere forbedrer farvevolumen.
Dette enorme luminansområde er det lærred, som farverne males på. Lærredet er begrænset uden tilstrækkelig kontrast, hvorved farvevolumen komprimeres.
Når kontrasten øges, udvides lysstyrkeområdet, hvilket giver plads til flere farver ved forskellige luminansniveauer. Det er især afgørende for scener med kompleks belysning – et solbeskinnet landskab ved daggry eller glimtet af byens lys på en skumringshimmel.
En skærm med lav kontrast vil virke flad uanset dens farveegenskaber. Selv om den teoretisk set kan dække et bredt spektrum af farver, kommer scenens dybde og rigdom til kort uden en robust kontrast til at bakke den op.
Forestil dig en kunstner med to sæt farvepaletter. Den første palet har et stort udvalg af farver, men de har alle en lignende, dæmpet tone. Den anden palet har de samme farver, men hver nuance har forskellige niveauer af lys og mørke.
Med sin dybere kontrast giver den anden palet kunstneren mulighed for at skabe en scene med dybde, skygger, højlys og indviklede nuancer. Her udnyttes farvemængden fuldt ud takket være det bredere kontrastområde.
Farvevolumen og HDR
HDR og farvevolumen hænger direkte sammen. High Dynamic Range giver, som navnet antyder, et større spænd mellem de mørkeste og de lyseste farver i et billede. Traditionelle skærme lider under begrænsede dynamiske områder og formår ofte ikke at gengive de subtile nuancer i en solopgang eller de dybe skygger i en månelyst nat.
For at gengive alt dette skal HDR-tv’er have en bred farvevolumen, så de kan vise det høje dynamiske område korrekt.
Lær mere om HDR TV i detaljer.
Som sagt måler farvevolumen, om forskellige farver kan gengives i forskellige lysstyrkeniveauer, så et tv med en god farvevolumen kan vise dig flere detaljer.
Hvis et sådant tv understøtter HDR, og du ser HDR-indhold, vil det kryptere sine metadata og gengive mere præcise farver. De fleste HDR-understøttende tv har skærme med bred farvevolumen, for uden en skærm af høj kvalitet vil kryptering af HDR-metadata og forsøg på at vise indholdet ikke fungere.
Farvevolumen og forskellige skærme: LED, OLED, QLED
Selvom farvevolumen ikke er direkte relateret til skærmtypen, afhænger den af den. Da farvevolumen er farverummet med forskellige lysstyrkeniveauer, påvirkes det af baggrundsbelysningstypen og den emitterende teknologi, som skærmen bruger.
- LED-skærme
Traditionelle LED-tv, som i virkeligheden er LCD-paneler oplyst af lysdioder, har længe været arbejdshesten på displaymarkedet. Med hensyn til farvevolumen kan LED-skærme dække et anstændigt udvalg af farver. Men de kæmper ofte med dyb sort og maksimal lysstyrke på grund af deres baggrundsbelysningssystem. Hele panelet er oplyst, hvilket fører til mindre præcis kontrol af individuelle områder med lysstyrke. Derfor er deres evne til at repræsentere farver på tværs af varierende luminansniveauer god, men ikke fantastisk.
- OLED-skærme
OLED er et spring fra LED og udsender lys organisk, når der går strøm igennem dem. Denne unikke egenskab gør det muligt for hver pixel at udsende sit eget lys, så der ikke er behov for baggrundsbelysning. Hvad betyder det for farvevolumen? Dramatisk dyb sort, til at begynde med, da individuelle pixels kan slukkes helt. OLED har også en bred farveskala. Men deres maksimale lysstyrke er generelt lavere end QLED’ernes, hvilket kan påvirke deres ydeevne i de øverste lag af luminans. I spektret af farvevolumen udmærker de sig ved at fremvise levende farver ved lavere lysstyrkeniveauer.
- QLED-skærme
QLED er i bund og grund LED-tv med kvanteprikker – halvlederpartikler i nanostørrelse, som forbedrer lysstyrke og farver dramatisk. Når det kommer til farvevolumen, skinner QLED’erne klart. Pixelerne er lavet af materialer, der har bedre lystransmission og farveselektivitet. Sådanne tv’er kan vise et billede med en dybde på 10 bit. De opnår imponerende lysstyrketoppe og overgår nogle gange OLED på dette område. Kombineret med en bred farveskala betyder denne luminans, at de kan vise et stort udvalg af farver ved både lave og høje lysstyrkeniveauer. Men da de stadig bruger et baggrundsbelysningssystem, kan de ikke opnå den uendelige kontrast og dybe sort som OLED’er.
Sådan evaluerer og tester du farvevolumen
For at teste farvevolumen skal vi bruge et kolorimeter, en spektrumlysmåler og en måde at vise billeder med forskellig lysstyrke på dit tv.
Som jeg sagde, afhænger farvevolumen af farveskalaen (farverummet). Der er ingen grund til at overveje Rec. 709-farverummet, da de fleste moderne tv’er dækker det fuldt ud, så det giver mening at overveje DCI P-3 og Rec.2020.
Vi er nødt til at ændre tv’ets lysstyrke og måle det tilgængelige farveområde på forskellige lysstyrkeniveauer. Det vil give os en masse farveområder for forskellige lysstyrkeniveauer, og deres kombination vil være farvevolumen. Vi kan udtrykke det som den procentdel af farverummet, som tv-skærme kan gengive på forskellige lysstyrkeniveauer.
Siden 2016 har UHD Alliance vedtaget et krav om, at premium-tv med UHD-opløsning skal dække mindst 90 % af DCI-P3-farverummet. Men det er et tal for farveskalaen, ikke for farvevolumen, så selv i dag kan tv’er, selvom de har lignende farveskalaer, variere betydeligt med hensyn til farvevolumen.
Hvem kontrollerer DCI-P3-farvemængden i tv’er?
Producenten kan skrive, at tv’et understøtter DCI-P3 (såvel som ethvert andet farveområde), men det er ikke helt korrekt. Derfor kan uafhængige organisationer kontrollere, om produktet overholder standarden. En sådan organisation er VDE Institute, som beskæftiger sig med produktcertificering.