È importante non confondere la gamma di colori (spazio colore) e il volume di colore. In parole povere, mentre la gamma cromatica è la gamma di colori che il televisore è in grado di riprodurre, il volume cromatico è il numero di colori che possono essere visualizzati con diversi livelli di luminosità.
Prima di immergerci in profondità, consideriamo questo: Perché una mela appare rossa? Perché riflette le lunghezze d’onda rosse della luce e ne assorbe altre. Ora, traducete questo concetto in uno schermo televisivo. Il televisore deve emettere luce nelle giuste lunghezze d’onda per una rappresentazione accurata dei colori.
Avrete notato che quando la luminosità dello schermo è bassa, il numero di colori appare basso, ma il numero di colori diventa più ampio con l’aumentare della luminosità. Ma se si imposta la luminosità al massimo, i colori si sbiadiscono.
Questo perché il volume del colore dipende da altri fattori: prima di tutto, la gamma cromatica. Ma anche la luminosità e il contrasto svolgono il loro ruolo.
Il volume del colore è quindi il derivato di altri parametri del display. Pertanto, quanto più luminoso è il display e quanto più ampia è la sua gamma cromatica, tanto più profondo sarà il volume del colore.
Dimensioni coinvolte: Incorpora la gamma di colori (larghezza x altezza) e la profondità (luminosità).
Rappresenta il modo in cui un televisore o uno schermo riproduce i colori a diversi livelli di luminosità. È particolarmente importante per i contenuti HDR, che richiedono una precisa accuratezza dei colori a diversi livelli di luminosità.
Volume del colore, gamma cromatica e profondità del colore
La gamma di colori (o spazio colore) è la gamma di colori che il televisore può riprodurre. A volte viene definita come il numero di colori, ma questo è un po’ scorretto, poiché il colore è lo spettro.
La gamma di colori può essere rappresentata come spazio rosso, verde e blu. Le combinazioni di questi colori primari creano gli altri colori, le loro sfumature, i toni e le tonalità.
Diamo un’occhiata a questo spazio di colore CIE 1931. Rappresenta i colori alla loro massima saturazione. In base alla sua qualità, possiamo definire diversi spazi che il nostro display può riprodurre: Rec.709, sRGB, DCI-P3 e Rec. 2020.
Ma ora vediamo come i diversi livelli di luminosità influiscono su questa gamma. Le gamme di colore per i diversi livelli di luminosità sono collocate da quella con la luminosità più bassa (a sinistra) a quella più alta (a destra).
Vediamo come la luminosità influisce sul volume dei colori. Possiamo notare che la gamma di colori si degrada quando la luminosità è bassa (lo spazio di colore RGB diventa molto più povero, a livello di luminosità terminale, si degrada a quasi 3 colori di base).
Naturalmente, l’immagine qui sopra non è precisa e accurata (poiché non è possibile ottenere una tale differenza di luminosità su un televisore reale). Tuttavia, fornisce un’idea di base: se il televisore non supporta un volume di colore elevato, i colori si degradano ai livelli di picco e di bassa luminosità. Se la luminosità è troppo bassa, i colori non si notano. Se troppo luminosi, rischiano di essere sbiaditi. A livelli di luminosità elevati, l’immagine si sbianca, perdendo vivacità e dettagli. Al contrario, a livelli più bassi, l’immagine diventa confusa. Uno schermo TV scadente si comporta in questo modo.
La profondità del colore
Parliamo ora della profondità del colore. La profondità del colore non riguarda la gamma di colori; non è questo il punto. La profondità di colore funziona come quando si cerca di ingrandire un’immagine. Se la dimensione è sufficientemente grande, lo zoom non comporta una perdita di qualità. Oppure inizia a mostrare singoli quadrati o pixel? Ognuno di questi pixel ha un colore, giusto? La ricchezza e la varietà di questi colori è determinata dalla profondità di colore.
La profondità di colore è determinata dalle tonalità di ciascun colore (rosso, verde e blu), ovvero il numero di varianti diverse di ciascun colore. Per un’immagine a 8 bit, è definita come 2 elevato a potenza di 8, quindi ogni colore ha 256 sfumature diverse. 24-bit e 8-bit sono la stessa cosa, così come 10-bit e 30-bit (la profondità di colore di 8-bit o 10-bit è indicata per un canale, mentre quando si parla di 24-bit o 30-bit, si prendono in considerazione tutti i canali di base).
- L’8 bit offre 256 sfumature di rosso, verde e blu. Facendo due conti, si tratta di 16,7 milioni di colori (256 x 256 x 256).
- I 10 bit, invece, portano il risultato a 1,07 miliardi di colori.
Tenendo conto che il nostro occhio è in grado di riconoscere solo circa 10 milioni di colori, è meno probabile che si noti la grande differenza tra la profondità di colore a 8 e a 10 bit.
Ma quando si parla di correlazione tra profondità del colore e volume del colore, non c’è una correlazione diretta. Il volume del colore può essere visto come i confini e la profondità del colore come il riempimento interno. Anche se una profondità di colore più elevata migliora il colore con più sfumature, non spinge i confini verso i nuovi spazi di colore: la profondità di colore aggiunge sfumature intermedie.
Contrasto
Il rapporto di contrasto – la differenza tra il nero più scuro e il bianco più brillante che un televisore può visualizzare – aggiunge un ulteriore livello di complessità. Un televisore con un elevato rapporto di contrasto è in grado di mostrare dettagli più fini nelle ombre e nelle luci, esaltando ulteriormente il volume dei colori.
Questa vasta gamma di luminanza è la tela su cui vengono dipinti i colori. La tela è limitata senza un adeguato contrasto, comprimendo così il volume dei colori.
Con l’aumento del contrasto, la gamma di luminosità si espande, offrendo un campo di gioco per più colori a vari livelli di luminanza. Questo aspetto è particolarmente importante per le scene con un’illuminazione complessa: un paesaggio illuminato dal sole all’alba o il luccichio delle luci della città in un cielo crepuscolare.
Un display con un basso contrasto sembrerà piatto, indipendentemente dalle sue capacità cromatiche. Anche se in teoria è in grado di coprire un’ampia gamma di colori, senza un contrasto robusto che lo sostenga, la profondità e la ricchezza della scena vengono meno.
Immaginate un artista con due serie di tavolozze di colori. La prima tavolozza ha una vasta gamma di colori, ma tutti di una tonalità simile e tenue. La seconda tavolozza, pur avendo gli stessi colori, offre a ciascuna tonalità diversi livelli di luce e oscurità.
Con il suo contrasto più profondo, la seconda tavolozza consente all’artista di creare una scena con profondità, ombre, luci e sfumature intricate. Il volume dei colori viene sfruttato appieno, grazie alla più ampia gamma di contrasti.
Volume del colore e HDR
HDR e volume del colore sono direttamente correlati. L’High Dynamic Range, come suggerisce il nome, offre una gamma più ampia tra gli scuri più scuri e i chiari più luminosi di un’immagine. I display tradizionali soffrono di gamme dinamiche limitate e spesso non riescono a rendere le sottili sfumature di un’alba o le ombre profonde di una notte di luna.
Per riprodurre tutte queste caratteristiche, i televisori HDR devono avere un ampio volume di colore in modo da poter visualizzare correttamente l’alta gamma dinamica.
Scoprite in dettaglio i televisori HDR.
Come detto, il volume del colore misura se i diversi colori possono essere riprodotti a vari livelli di luminosità, quindi un televisore con un buon volume del colore può mostrare più dettagli.
Se un televisore di questo tipo supporta l’HDR e si sta guardando un contenuto HDR, cripterà i suoi metadati e riprodurrà colori più accurati. La maggior parte dei televisori che supportano l’HDR sono dotati di display ad ampio volume di colore, poiché senza un display di alta qualità, la crittografia dei metadati HDR e il tentativo di mostrare il contenuto non funzioneranno.
Volume di colore e display diversi: LED, OLED, QLED
Il volume di colore non è direttamente correlato al tipo di display, ma dipende da esso. Poiché il volume di colore è lo spazio di colore con diversi livelli di luminosità, è influenzato dal tipo di retroilluminazione e dalla tecnologia di emissione del display.
- Display a LED
I TV LED tradizionali, che in realtà sono pannelli LCD illuminati da LED, sono stati a lungo il cavallo di battaglia del mercato dei display. In termini di volume di colore, i display LED sono in grado di coprire una discreta gamma di colori. Tuttavia, spesso hanno problemi con i neri profondi e i picchi di luminosità a causa del loro sistema di retroilluminazione. L’intero pannello è illuminato, il che comporta un controllo meno preciso delle singole aree di luminosità. Di conseguenza, la loro capacità di rappresentare i colori a vari livelli di luminanza è buona ma non stellare.
- Display OLED
Un salto di qualità rispetto ai LED, gli OLED emettono luce in modo organico quando la corrente li attraversa. Questa proprietà unica consente a ciascun pixel di emettere luce propria, eliminando la necessità di una retroilluminazione. Cosa significa questo per il volume dei colori? Per cominciare, neri profondi e drammatici, dato che i singoli pixel possono essere completamente spenti. Gli OLED vantano anche un’ampia gamma di colori. Tuttavia, il loro picco di luminosità è generalmente inferiore a quello dei QLED, il che può influire sulle loro prestazioni ai livelli superiori di luminanza. Nello spettro del volume di colore, eccellono nel mostrare colori vividi a livelli di luminosità inferiori.
- Display QLED
I QLED sono essenzialmente televisori a LED arricchiti con punti quantici, particelle semiconduttrici di dimensioni nanometriche che migliorano notevolmente la luminosità e il colore. Per quanto riguarda il volume dei colori, i QLED brillano in modo particolare. I pixel sono realizzati con materiali che migliorano la trasmissione della luce e la selettività del flusso di colore. Questi televisori possono visualizzare un’immagine con una profondità di 10 bit. Raggiungono picchi di luminosità impressionanti, talvolta superando gli OLED in questo campo. Questa luminanza, abbinata a un’ampia gamma di colori, consente di rappresentare una vasta gamma di colori a livelli di luminosità sia bassi che alti. Tuttavia, poiché utilizzano ancora un sistema di retroilluminazione, non possono raggiungere il contrasto infinito e i neri profondi degli OLED.
Come valutare e testare il volume del colore
Per testare il volume del colore, avremo bisogno di un colorimetro, di un misuratore di luce dello spettro e di un modo per mostrare immagini con luminosità diverse sul televisore.
Come ho detto, il volume del colore dipende dalla gamma cromatica (spazio colore). Non c’è motivo di prendere in considerazione lo spazio colore Rec. 709, in quanto la maggior parte dei televisori moderni lo copre completamente, mentre ha senso prendere in considerazione DCI P-3 e Rec.2020.
Dobbiamo cambiare la luminosità del televisore e misurare la gamma di colori disponibile a diversi livelli di luminosità. In questo modo si otterrà una serie di gamme di colori per diversi livelli di luminosità e la loro combinazione sarà il volume di colore. Possiamo esprimerlo come la percentuale di spazio colore che i display TV possono riprodurre a diversi livelli di luminosità.
Dal 2016, la UHD Alliance ha adottato il requisito secondo cui i TV premium con risoluzione UHD devono coprire almeno il 90% dello spazio colore DCI-P3. Ma si tratta di un dato relativo alla gamma cromatica, non al volume di colore, quindi anche al giorno d’oggi i TV, pur avendo gamme cromatiche simili, possono variare significativamente in termini di volume di colore.
Chi controlla il volume di colore DCI-P3 nei televisori?
Il produttore può scrivere che il televisore supporta il DCI-P3 (così come qualsiasi altra gamma di colori), ma questo non è del tutto corretto. Per questo motivo, organizzazioni indipendenti possono verificare se il prodotto è conforme allo standard. Una di queste organizzazioni è l’Istituto VDE, che si occupa della certificazione dei prodotti.
