نمودار رنگینگی CIE 1931: تفاوت فضاهای رنگی sRGB، Adobe RGB و DCI-P3 چیست؟

ارتقای مانیتور از 1080p به 4K فقط پیکسل‌های بیشتری به شما می‌دهد، اما ارتقا از یک نمایشگر sRGB به پنل DCI-P3 یا Adobe RGB، رنگ‌های واقعی که آن پیکسل‌ها می‌توانند ساطع کنند را تغییر می‌دهد. تفاوت در گستره رنگی (Color Gamut) است؛ یعنی مرز فیزیکی رنگ‌هایی که یک صفحه نمایش می‌تواند بازتولید کند.

اگر برای وب‌گردی عمومی یا کارهای اداری مانیتور می‌خرید، نمایشگری با پوشش ۱۰۰ درصدی sRGB دقیقاً همان چیزی است که نیاز دارید. اگر ویدیو تدوین می‌کنید یا بازی‌های HDR انجام می‌دهید، به دنبال پوشش ۹۵ درصدی یا بالاتر DCI-P3 باشید. اگر عکاسی حرفه‌ای برای چاپ انجام می‌دهید، به Adobe RGB نیاز دارید. خرید یک مانیتور با گستره رنگی وسیع که مناسب کار شما نباشد، باعث می‌شود رنگ پوست افراد بیش از حد اشباع شده یا بخش‌های روشن تصویر بی‌روح به نظر برسند.

پایه و اساس تمام این استانداردها، نمودار رنگینگی CIE 1931 است. این نمودار نعل اسبی که در سال ۱۹۳۱ توسط کمیسیون بین‌المللی روشنایی ایجاد شد، بر اساس آزمایش‌های تطبیق طول موج‌های الکترومغناطیسی با بینایی انسان، تمام رنگ‌هایی را که چشم یک انسان معمولی می‌تواند درک کند، نقشه‌برداری می‌کند.[4]

از آنجا که هیچ صفحه نمایش فیزیکی نمی‌تواند تمام رنگ‌های مرئی را ساطع کند، استانداردهای نمایشگر یک مثلث خاص را در داخل آن نعل اسب تعریف می‌کنند. گوشه‌های این مثلث نشان‌دهنده حداکثر رنگ قرمز، سبز و آبی است که نمایشگر می‌تواند تولید کند. هر چیزی که داخل این مثلث قرار می‌گیرد، «فضای رنگی» نامیده می‌شود.[5]

استاندارد sRGB پیش‌فرض جهانی است. این استاندارد که توسط کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک (IEC) استانداردسازی شده و در سال ۱۹۹۶ به عنوان خط پایه ویندوز مایکروسافت پذیرفته شد، تقریباً ۳۵.۹ درصد از نمودار CIE 1931 را پوشش می‌دهد.[1][4]

از آنجا که sRGB خط پایه کل اینترنت، برنامه‌های ویندوز و ویدیوهای با دامنه دینامیکی استاندارد (SDR) است، مانیتوری که ۱۰۰ درصد sRGB را به طور کامل پوشش دهد، محتوای وب را دقیقاً همان‌طور که سازنده در نظر داشته است نمایش می‌دهد.

با این حال، sRGB بخش عظیمی از رنگ‌های مرئی را نادیده می‌گیرد. این استاندارد نمی‌تواند رنگ‌های سبز زمردی تیره، فیروزه‌ای غنی یا قرمزهای تند را بازتولید کند و به همین دلیل برای چاپ حرفه‌ای و سینما نامناسب است.[4]

استاندارد Adobe RGB (1998) برای رفع این محدودیت در صنعت چاپ ایجاد شد. این استاندارد رنگ اصلی سبز را در نمودار CIE 1931 بسیار بالاتر می‌برد (تا طول موج غالب ۵۳۴.۷ نانومتر) و پوشش آن را به ۵۲.۱ درصد از بینایی انسان گسترش می‌دهد.[2][4][6]

این گسترش خاص در طیف سبز-فیروزه‌ای به Adobe RGB اجازه می‌دهد تا فضای رنگی ISO-Coated را که در چاپ تجاری CMYK استفاده می‌شود، در بر بگیرد. عکاسان از Adobe RGB برای تصحیح نرم‌افزاری (Soft-proof) تصاویر استفاده می‌کنند تا مطمئن شوند رنگ‌هایی که روی صفحه می‌بینند، دقیقاً روی کاغذ نیز ظاهر می‌شوند.

استاندارد DCI-P3 در سال ۲۰۰۵ توسط ابتکارات سینمای دیجیتال برای پروژکتورهای فیلم سینمایی توسعه یافت. DCI-P3 به جای اینکه مانند Adobe RGB به سمت رنگ سبز کشیده شود، رنگ اصلی قرمز را تا طول موج ۶۱۴ نانومتر به بیرون می‌راند.[3][6]

استاندارد DCI-P3 حدود ۴۵.۵ درصد از نمودار CIE 1931 را پوشش می‌دهد. اگرچه مساحت کل آن از Adobe RGB کوچکتر است، اما قرمزهای تیره‌تر و رنگ‌های گرم‌تر آن برای رنگ پوست در سینما، انفجارها و محتوای ویدیویی HDR بسیار مناسب‌تر است.[4][6]

اپل نسخه‌ای به نام Display P3 را برای دستگاه‌های خود اتخاذ کرد و از آن زمان به استانداردی برای بازی‌های HDR، گوشی‌های هوشمند و پلتفرم‌های پخش آنلاین مانند نتفلیکس تبدیل شده است.[6]

خطر نمایشگرهای با گستره رنگی وسیع از ناهماهنگی‌های نرم‌افزاری ناشی می‌شود. همان‌طور که شرکت تولیدکننده نمایشگر EIZO در مستندات مدیریت رنگ خود اشاره می‌کند: «هنگام انتشار تصاویر در یک وب‌سایت یا صفحه رسانه‌های اجتماعی، تصاویری که در Adobe RGB ایجاد شده‌اند ممکن است به دلیل فشرده‌سازی گستره رنگی، به درستی در دستگاه بیننده نمایش داده نشوند.»

اگر یک تصویر وب sRGB را روی مانیتور DCI-P3 بدون مدیریت رنگ مناسب مشاهده کنید، مرورگر مختصات sRGB را تا لبه‌های مثلث DCI-P3 می‌کشد. این کشیدگی باعث مشکل کلاسیک «اشباع بیش از حد» می‌شود: چهره‌ها آفتاب‌سوخته به نظر می‌رسند، لوگوی برندها حالت نئونی پیدا می‌کنند و مناظر طبیعی شبیه به مناطق رادیواکتیو می‌شوند.

برای جلوگیری از این مشکل، مانیتورهای حرفه‌ای دارای یک محدودکننده sRGB یا حالت شبیه‌سازی هستند که هنگام مشاهده محتوای استاندارد وب، گستره وسیع رنگ را به طور مصنوعی به همان مثلث sRGB محدود می‌کند.

نمودار CIE 1931 از نظر ریاضی ثابت می‌کند که هیچ سیستم سه رنگ اصلی (RGB) نمی‌تواند ۱۰۰ درصد بینایی انسان را پوشش دهد. شکل نعل اسبی درک انسان محدب است، در حالی که هر گستره سه رنگی یک مثلث دقیق را تشکیل می‌دهد.[4]

رسیدن به لبه‌های درک انسان نیازمند افزودن رنگ‌های اصلی بیشتر است (مانند چاپ هگزاکروم که نارنجی و سبز را اضافه می‌کند) یا باید بپذیریم که نمایش برخی از رنگ‌های افراطی روی صفحه‌نمایش‌های مصرف‌کننده همچنان غیرممکن باقی خواهد ماند.