Сергей Дудников, глава российского офиса Christie, продолжает знакомить аудиторию АВ Клуба с тем, как добиться качественного изображения на сверхбольшом экране. Первая часть была посвящена важности разрешения, теперь переходим к следующей части — цвету.
Начнем с экскурса в историю, когда научный сотрудник Christie Майк Перкинс разработал новое 3D визуальное пространство под названием «Цветовой объем» (Color volume). Этот термин позволяет объяснить, как HDR (High Dynamic Range – широкий динамический диапазон) и WCG (Wide Color Gamut – широкая цветовая гамма) обеспечивают более высокое качество изображений.
На примере это выглядит так: в цифровых графических изображениях все пиксели представляют собой источник прямого, рассеянного или отраженного света.
Рис. 1. Типы пикселей
- Прямой свет (direct lighting) исходит от физических источников света, например, из окон или от ламп.
- Рассеянный свет (diffuse surface) исходит от поверхностей, которые отражают естественное освещение в различных направлениях, смягчая его. Например, от дорожного покрытия.
- Отражающие поверхности (specular highlits), такие как хромированные крылья или кузов автомобиля, отражают свет направленно, как зеркало. Они дают яркий металлический блеск.
В сценах, приближенных к реальной жизни, как правило, сочетаются рассеянный и отраженный свет. Когда поверхность отражает свет прямо на зрителя, получается блик. Вспомним всполохи белого в глазах на хороших портретах: без них взгляд выглядит неживым.
Влияние HDR на цвет
Если яркость бликов на изображении со стандартной контрастностью ограничена, зрители воспринимают его плоским. Однако в системах визуализации с технологией HDR повышенная яркость не используется для того, чтобы сделать ярче все изображение, – ее «держат в запасе», чтобы подчеркнуть блики. Сравним локальную контрастность на рис. 2 и 3.
Контуры скругленных предметов, например, черных автомобилей, выглядят более плавными, а небольшие детали – сверкающие фары и ступицы колес – благодаря HDR смотрятся более естественно, даже если все остальное изображение не изменилось и не стало ярче.
Рис. 2. Изображение без бликов
Рис. 3. Отображение полутонов для имитации бликов
На 3D диаграмме яркости, измеренной на лопастях вентилятора (рис. 4), видно, что изображение без бликов имеет практически плоский профиль, в то время как при использовании HDR на лопастях проявляются полутона. Именно воспроизведение естественных профилей освещенности делает HDR изображения более реалистичными, чем изображения, полученные при использовании стандартного динамического диапазона.
В сочетании с широкой цветовой гаммой, которую обеспечивают проекторы с RGB pure laser источником света, HDR дает еще больше возможностей.
Christie® Eclipse – это проекционная система с подлинным HDR и 4К обеспечивает коэффициент контрастности до 20 000 000:1 и расширенную цветовую гамму, близкую к полному цветовому пространству Rec. 2020 / Rec. 2100.
Рис. 4. HDR создает сложные световые профили
Как еще HDR влияет на цвет
Дело в том, что область цветовой гаммы, помноженная на пиковое значение яркости, дает общий диапазон цветов, доступный для воспроизведения на конкретном устройстве. Цветовое пространство Rec. 709 должно успешно воспроизводиться на откалиброванном дисплее яркостью 100 кд/м2, но большинство современных домашних телевизоров высокой четкости имеют гораздо более высокую яркость – почти 300 кд/м2, а дисплеи HDR10 поддерживают пиковую яркость 1000 кд/м2 и выше. На рис. 5 показано двухмерное цветовое пространство CIE 1931. На первый взгляд, оно выглядит не слишком впечатляюще – внешний треугольник не намного больше внутреннего. Однако, если добавить третье измерение, яркость, и повернуть диаграмму, мы увидим, что общий объем отображаемого цвета намного больше, чем у Rec. 709 (рис. 6).
Итак, в действительности цвет – это трехмерное явление, поскольку общий диапазон цветов, доступный для воспроизведения на конкретном устройстве, – это охват цветовой гаммы, помноженный на пиковое значение яркости. На рис. 7 видно, что объем HDR10 примерно в семь раз превосходит объем цветового пространства Rec. 709, используемого сегодня в DIGSS 2.0.
Единственный способ точно сымитировать цвета реального мира – использовать системы визуализации с поддержкой HDR, которые могут обеспечить и высокую пиковую яркость, и расширенную цветовую гамму. Именно это позволяет сделать в кинотеатре проекционная технология Christie RGB pure laser с поддержкой HDR (Christie Eclipse): обеспечить более точную и естественную цветопередачу.
Рис. 5. Двухмерное сравнение цветовой гаммы Rec. 709 и HDR10
Рис. 6. При добавлении яркости к цветовой гамме CIE1931 видно, что цветовой объем HDR10 намного больше
Рис. 7. В цветовом пространстве IPT объем HDR10 в семь раз больше объема Rec. 709
Читайте АВ Клуб в Telegram
