Kleur, gamut en HDR

Gamut: het bereik aan weer te geven kleuren

Een scherm maakt al zijn kleuren door drie primaire kleuren te mengen, een rood, een groen en een blauw. Op het kleurendiagram, de kaart van alle kleuren die het oog kan zien, vormen de drie primaire kleuren een driehoek: het scherm kan de kleuren daarbinnen weergeven, en geen enkele daarbuiten. Die driehoek is zijn gamut, ook kleurbereik genoemd.

Normen leggen referentiedriehoeken vast, de kleurruimten, zodat een beeld overal dezelfde kleuren betekent.

• sRGB, vastgelegd in 1996, is de ruimte van het web, van kantoorsoftware en van de meeste games en consumentenfoto’s. Elk beeld zonder nadere aanduiding wordt als sRGB beschouwd.
• DCI-P3 komt uit de digitale bioscoop. De ruimte breidt sRGB uit naar meer verzadigde rood- en groentinten, ongeveer een kwart meer oppervlak. Onder de naam Display P3 is het de ruimte van recente telefoons, van Apple-apparaten en van HDR-video.
• Adobe RGB, uit 1998, breidt sRGB uit naar groen en cyaan om de kleuren van vierkleurendruk te dekken. Het is de ruimte van fotografen die afdrukken.
• Rec. 2020 is de container van ultra-high-definition video. Geen enkele monitor dekt hem volledig; het is eerder een doel dan een specificatie.

Specificatiebladen vermelden welk deel van een ruimte het scherm kan tonen, ‘99 % sRGB’, ‘95 % DCI-P3’. Lees de dekking, niet het ‘volume’ of het ‘relatieve oppervlak’: een scherm kan ‘125 % sRGB’ claimen omdat zijn driehoek in totaal groter is, terwijl het een deel van sRGB zelf mist.

De valkuil van het brede gamut

Een kleurwaarde heeft op zichzelf geen betekenis. ‘Rood 255’ betekent ‘het meest verzadigde rood van de ruimte waarvoor dit beeld is gemaakt’. Ongewijzigd naar een scherm met een breed gamut gestuurd, wordt het het meest verzadigde rood van dát scherm, veel feller dan bedoeld. Huidtinten worden oranje, logo’s gloeien, elke foto lijkt met harde hand bewerkt.

Kleurbeheer voorkomt dat: het systeem kent het profiel van het scherm en rekent elk beeld om van zijn eigen ruimte naar die van het paneel. macOS doet dat voor de hele weergave. Windows doet het alleen in toepassingen die het zelf op zich nemen (foto- en videosoftware, de meeste browsers); het bureaublad, veel games en veel andere software sturen hun waarden rechtstreeks naar het paneel.

Twee conclusies. Voor kantoorwerk, het web en games toont een scherm dat tot sRGB beperkt is, of een scherm met een breed gamut en een degelijke sRGB-modus die de primaire kleuren intoomt, zonder enige instelling de juiste kleuren. En een breed gamut is alleen een voordeel als je werk het gebruikt: P3-video, foto’s die zijn ontwikkeld voor drukwerk of voor recente telefoons.

Nauwkeurigheid: Delta E

Delta E (ΔE) meet de afstand tussen de gevraagde en de weergegeven kleur, in een ruimte die zo is opgebouwd dat gelijke afstanden overeenkomen met gelijke waargenomen verschillen. De huidige formule is ΔE 2000.

• ΔE onder 1: niet waarneembaar, zelfs niet naast elkaar.
• ΔE tussen 1 en 2: waarneembaar voor een geoefend oog bij directe vergelijking.
• ΔE tussen 2 en 4: in één oogopslag zichtbaar op kleurvlakken naast elkaar.
• ΔE boven 5: een andere kleur.

Fabrikanten melden een gemiddelde ‘ΔE < 2’; het maximum telt net zo zwaar. Serieuze kleurmonitoren worden geleverd met een individueel kalibratierapport, gemeten op het exemplaar in de doos. Dat vel papier is meer waard dan elk cijfer op de productpagina.

Nauwkeurigheid kent nog twee voorwaarden. Het witpunt hoort D65 te zijn, een daglichtwit van 6500 K, en de tooncurve een gamma van 2,2 (of de sRGB-curve): zij bepalen de neutraliteit van grijstinten en het contrast van de middentonen. En de uniformiteit telt: een paneel dat in het midden nauwkeurig is en in een hoek 10 % donkerder of rozer, is onbruikbaar voor retoucheren. Monitoren voor kleurwerk hebben een uniformiteitscompensatie.

Bitdiepte

Met 8 bit per primaire kleur onderscheidt een scherm 256 niveaus rood, groen en blauw: 16,7 miljoen kleuren. Met 10 bit zijn het 1024 niveaus: 1,07 miljard. Het verschil zie je niet in gewone beelden maar in kleurverlopen, een lucht of een zachte schaduw, waar 8 bit zichtbare trapjes kan opleveren (banding), vooral in HDR, waarvan het ruimere helderheidsbereik elke trede oprekt.

Veel ‘10 bit’-panelen zijn 8 bit-panelen met temporele dithering (8 bit + FRC): ze wisselen snel tussen twee naburige niveaus om het tussenliggende na te bootsen. Het resultaat ligt dicht bij echte 10 bit en is prima geschikt, behalve voor de veeleisendste kleurcorrectie.

Kalibratie

Alle schermen verlopen: achtergrondverlichting vergeelt, organische diodes verouderen. Kalibreren betekent het scherm meten met een colorimeter die op het paneel wordt geplaatst, het bijstellen naar een doel (witpunt, gamma, helderheid) en daarna wat er van zijn gedrag overblijft vastleggen in een profiel dat software met kleurbeheer gebruikt.

Bij gewone monitoren wordt de correctie door de videokaart toegepast, wat enkele niveaus opoffert. Monitoren met hardwarekalibratie bewaren haar in hun eigen elektronica, in een tabel van 14 of 16 bit: er gaat geen niveau verloren en de correctie volgt het scherm van de ene computer naar de andere.

Een colorimeter kost zo veel als een goed toetsenbord. Hij is onmisbaar voor afdrukken en betaald kleurwerk, overbodig voor kantoorgebruik: een recente IPS-monitor in zijn sRGB-modus is uit de doos nauwkeurig genoeg voor al het andere.

HDR: helderheid en contrast, geen kleur

Materiaal met een hoog dynamisch bereik (HDR, high dynamic range) codeert hooglichten die veel helderder zijn dan papierwit, en details in diepe schaduwen. Om dat goed weer te geven is een scherm nodig dat zowel zeer helder als zeer donker kan zijn, tegelijkertijd en naast elkaar: een piek van 600 tot 1000 nits of meer, en zwart dat ernaast zwart blijft.

De DisplayHDR-certificering van VESA deelt monitoren in naar het getal achter de naam, hun piekhelderheid in nits.

• DisplayHDR 400 vereist 400 nits en geen local dimming. Zo’n scherm accepteert een HDR-signaal en geeft het weer met het contrast van een gewone lcd: het beeld is vaak slechter dan in de standaardmodus. Het is in geen enkele bruikbare zin HDR.
• DisplayHDR 600 vereist een vorm van dimmen, doorgaans een paar verticale stroken. Het effect is merkbaar, met zichtbare halo’s.
• DisplayHDR 1000 en 1400 vereisen fijnmazige local dimming, in de praktijk een Mini-LED-achtergrondverlichting. Hier wordt HDR op lcd overtuigend.
• DisplayHDR True Black 400 tot 600 is de schaal voor OLED: gematigde pieken maar perfect zwart, pixel voor pixel. In een schemerige kamer overtreft het resultaat lcd’s met veel hogere cijfers.

Daar komen de HDR-formaten nog bovenop: HDR10 is universeel, Dolby Vision en HDR10+ passen de weergave scène voor scène aan, HLG dient de omroep. Voor games en films is HDR op een scherm dat het aankan spectaculair. Voor bureauwerk levert het niets op, en het Windows-bureaublad oogt in HDR-modus vaak flets: laat het uit, behalve voor materiaal dat ervoor is gemaakt.

Waar je op let, per gebruik

• Kantoor, web, code: 99 % sRGB-dekking, meer niet. Een breed gamut is nutteloos zonder sRGB-modus.
• Fotografie voor het scherm, ontwerp: 99 % sRGB en 95 % DCI-P3, gemiddelde ΔE onder 2, kalibratierapport, uniformiteitscompensatie.
• Fotografie voor drukwerk: 99 % Adobe RGB, hardwarekalibratie, een lichtkap als de kamer licht is.
• Video: 98 % DCI-P3, 10 bit; voor HDR-kleurcorrectie Mini-LED met DisplayHDR 1000 of OLED.
• Games: sRGB-nauwkeurigheid met een sRGB-modus; voor HDR OLED of Mini-LED met minstens duizend zones.

Kleur hangt ook af van het paneel dat haar voortbrengt: zie paneeltypes voor het contrast en de kijkhoeken van elke technologie.