Správa farieb Android: všetko, čo potrebujete vedieť

V poslednej dobe sa na internete veľa hovorilo o správe farieb tu a inde. Android Oreo poskytuje novú podporu pre správu farieb. Pixel 2 XL má povesť, že to robí zle, a tieto dve veci dohromady nás nútia hovoriť o tom. Čo však presne znamená správa farieb?

Porozprávajme sa o tom a trochu o tom, ako a prečo sa používa, a možno aj o nejakých chladnejších veciach.

Čo je správa farieb?

Nesmejte sa, ale musíte pochopiť, aká farba je založená na tom, ako to naše oči vidia, skôr ako začnete hovoriť o tom, ako sa naše pomôcky snažia robiť to správne.

Farba sa najľahšie popisuje ako výsledok odtieňa, sýtosti a brilancie.

Svetlo vyžaruje energiu cez špecifické pásma alebo vlnové dĺžky, ale naše oči nemôžu vidieť väčšinu z nich. Toto je známe ako spektrum. Výrazy ako IR (infračervené alebo dlhšie vlnové dĺžky ako červený koniec spektra, ktoré vidíme) a UV (ultrafialové, kratšie ako modré vlnové dĺžky, ktoré vidíme) sú skutočné a existuje veľa vedeckých poznatkov o meraní ich intenzity. Nemám nič spoločné s farbou, pretože farba je ľudská vec.

V tých vlnových dĺžkach svetla, ktoré sú viditeľné, Hue je bod, v ktorom má pásmo najviac energie, saturácia definuje šírku pásma (kde emisia svetla začína v spektre a kde končí) a Brilliance je intenzita ľudského vlna viditeľného svetla. Hue definuje, akú farbu uvidia naše oči, Saturation definuje jeho čistotu a Brilliance definuje jeho jas. Grafy pomáhajú, takže tu je jeden.

Toto je druh svetla, ktoré zariadenie nemôže použiť na fotosyntézu. Preto sú rastliny väčšinou tieto farby - odrážajú toto svetlo!

V tomto grafe majú červená, zelená a modrá približne rovnaký odtieň - vrcholia okolo 450 - 550 nanometrov. Červená má najväčšiu šírku pásma (pokrýva viac spektra), takže je menej nasýtená ako modrá, ktorá má najmenšiu šírku pásma. Všetky tri farby majú veľmi vysoký lesk tam, kde sú najvyššie, takže sú rovnako intenzívne. Naše oči to interpretujú ako zablatenú škaredú žltú farbu. Všetky farby vytvorené v červenej, modrej a zelenej farbe budú mať svoj vlastný profil spektra rovnako ako škaredo žltá farba.

Farba na vašom televízore a farba na telefóne a farba z fotoaparátu sa musia zhodovať.

RGB znamená červená, zelená a modrá. Ide o aditívny model na vytváranie farieb, pri ktorom sa vyžaruje svetlo v každom spektre na vytvorenie farby. Ak máte farebnú atramentovú tlačiareň (pamätáte si na ňu?), Vytvára ako subtraktívny model farbu azúrovú, purpurovú, žltú a čiernu (CMYK), pričom farby sa aplikujú tak, aby svetlo odrazené od povrchu bolo špecifickou farbou. RGBA (A je pre Alpha a určuje úroveň priehľadnosti) je model používaný na displeji na vytvorenie farby, bez ohľadu na to, aký typ displeja sa používa.

Farba vyrobená tlačiarňou pomocou modelu CMYK a farba vyrobená na obrazovke vášho telefónu pomocou modelu RGBA sa musia našim očiam javiť rovnako - červená musí vyzerať načerveno.

Toto je správa farieb v najzákladnejšej podobe.

Skutočná správa farieb

Existuje veľa rôznych spôsobov, ako „vytvoriť“ farbu. Pozerali sme sa na modely HSB, RGB a CMYK vyššie, existuje však mnoho ďalších spôsobov, ako vyskúšať a znázorniť, ako vyzerá výstup zdroja svetla pre naše oči. Všetky boli navrhnuté tak, aby ružový vzhľad ružový, zelený zelený, oranžový oranžový a tak ďalej. Môžeme získať dobrú základnú predstavu o tom, akú farbu sa snaží reprezentovať akýkoľvek farebný model na akomkoľvek médiu. Ale základná myšlienka nestačí.

Robiť niečo nie je to isté ako robiť dobre, a to platí aj pre správu farieb.

Spektrum farieb je takmer nekonečné a keď používate niečo, čo je schopné ich zobraziť viac ako len zopár z nich, potrebujete spôsob, ako zaistiť, aby určitý odtieň zelenej farby vyzeral rovnako ako oči, bez ohľadu na to, kde sa zobrazuje, alebo čo model sa používa na jeho vytvorenie. Ak pracujete s miliónmi rôznych farieb, ktoré môže moderný elektronický displej zobraziť, je veľmi dôležitá dobrá metóda reprodukcie správnej farby.

Potrebujete dobrú obrazovku

Začnete so samotným displejom. Akýkoľvek dobrý špičkový displej musí byť schopný reprodukovať širokoúhlý farebný gamut. Existujú štandardy Medzinárodnej telekomunikačnej únie (ITU-R) - Medzinárodnej telekomunikačnej únie (Radiokomunikačný sektor), ktoré rozhodujú o tom, čo je široká škála farieb, a zahŕňajú veľa matematiky a vedy. Našťastie nemusíme robiť matematiku a musíme len vedieť, aké farebné priestory spĺňajú normy. Pre naše telefóny je to zvyčajne farebný priestor DCI-P3.

Teraz na tom záleží viac, pretože displeje môžu zobrazovať viac farieb.

Nešťastná galaxia Note 7 je uvedená ako prvý telefón, ktorý bol dodaný so 100% displejom DCI-P3 HDR, ale od tej doby sme videli displeje s podporou DCI-P3 od mnohých spoločností. IPhone 7 a novší sa dodávajú s jedným, OnePlus 5 a vyšším, jeden, HTC U11 + a Pixel 2 XL a ďalšie majú 100% kompatibilné displeje DCI-P3. To znamená, že obrazovka dokáže správne a presne reprodukovať farby, aby vyhovovala štandardom ITU-R.

Potom to kalibrujete

Po použití správneho hardvéru sa začne kalibrácia. Kalibrácia meria výstup displeja, pretože reprodukuje rôzne farby a nastavuje hardvér tak, aby hodnoty spĺňali špecifickú hodnotu. Pretože nie je možné kalibrovať 16, 7 milióna rôznych farieb, používajú sa bežné priestory farieb. Najbežnejšia je sRGB (štandardná červená zelená modrá).

Vyvinuté spoločnosťami HP a Microsoft, sRGB je štandardom pre monitory, tlačiarne a internet, keď nie je definovaný žiadny špecifický farebný priestor a je to veľmi dobrý štandard. Kalibrácia pre sRGB je pomerne jednoduchá, pretože nastavíte jeden kanál na nenulovú hodnotu a ďalšie dva na nulu a cyklicky prechádzate. To je dôvod, prečo uvidíte 255 255 255 vyjadrených pre farbu (ktorá je biela) alebo 255, 0, 0 (to je červené). Po kalibrovaní chromatických vlastností každého primárneho kanála sa získa aj každá ďalšia farba.

Ideálne je to to, čo robí každá spoločnosť, ktorá vystavuje displej, potom odosiela loď na dvere.

Pred Oreom bola správa farieb v systéme Android prerušená

Problém je v tom, že niektoré spoločnosti používajúce displeje Wide Color Gamut by roztiahli priestor sRGB a prehodnotili hodnoty farieb do svojho vlastného jedinečného gamutu. To spôsobuje, že tri primárne kanály sú veľmi presýtené, čo znamená, že každá zo 16, 7 miliónov farieb, ktoré bol displej schopný zobraziť, už nebola nakalibrovaná, aby vyzerala rovnako na akomkoľvek inom zariadení.

Existuje veľa farebných priestorov a profilov. Jedným z najdôležitejších pre Android je sRGB.

Pred aplikáciou Android Oreo používali aplikácie farebný priestor sRGB. Má to dôvod - hardvér na nízkej úrovni. Zobrazenie širokej farebnej škály vyžaduje viac energie GPU a CPU ako priestor sRGB. Ak by bol systém Android nastavený ako predvolený so širokým farebným priestorom, niektoré telefóny, ktoré ľudia kupujú, by sa ho snažili zobraziť. Aj keď displej displeja nebol schopný ukázať všetky farby, stále existuje pomerne vysoký výkon.

Výrobcovia špičkových zariadení sa domnievali, že „lámanie“ kalibrácie farieb a spracovania farieb s ich vlastnými hodnotami by predstavilo ich vynikajúce displeje, a ak existuje jedna vec, ktorú som sa naučil robiť túto prácu takmer osem rokov, je to, že výrobca telefónov sa stará iba o čo je najlepšie pre seba.

Niektoré aplikácie stále potrebujú zobrazovať väčšinou presné farby, a to aj v prípade, že výrobca rozbije farebný priestor, takže vývojári museli desaturovať svoje aktíva, aby sa pokúsili kompenzovať. Napríklad video vyzerá najlepšie, keď je červená značka stop rovnaká červená, ktorú rozpoznáte, a nie náhodnú farbu, podľa ktorej by sa mal výrobca rozhodnúť. Keď predstavíte zariadenie so 100% displejom DCI-P3 kalibrovaným pre farebný priestor sRGB, veci začnú vyzerať nefunkčné. Toto je podstata problémov okolo „stlmených“ farieb na pixeli 2, hoci niektorí odborníci tvrdia, že kalibrácia nie je z jednej jednotky na druhú veľmi presná.

Tu je návod, ako sa opraví

Správna podpora širokej farebnej škály robí tento pixel Pixel 2 XL a nota 8 tento obraz na oboch obrazovkách rovnaký.

Toto je jednoduchá časť a pravdepodobne by sa to malo urobiť od samého začiatku. Vývojár môže zistiť, či zariadenie používa širokouhlý farebný gamutový displej a či má činnosť vo vnútri aplikácie, aby využil správny farebný priestor. Ak zariadenie nie je schopné zobraziť širokú farbu, použije sa predvolený profil sRGB.

Google poskytol vývojárom, ktorí sa chcú vo svojich aplikáciách riadiť novými pokynmi, množstvo prostriedkov:

• Všeobecná dokumentácia farebného priestoru pre Android pre API 26
• Android podporuje farebné priestory
• Široký farebný podklad a sprievodca obsahom

Je to všetko v poriadku a malo by sa to ukázať ako skvelý spôsob, ako zaistiť, aby farby vyzerali medzi jednotlivými zariadeniami rovnako, pokiaľ to nie je dolný model, ktorý nedokáže zobraziť všetky farby. Tie by medzi zariadeniami stále vyzerali správne, pretože by používali farebný priestor sRGB. Problém je v tom, aby každý na palube urobil to isté.

Dúfame, že sa veci zlepšia

Aby to fungovalo, Samsung, OnePlus, LG a každá iná spoločnosť, ktorá je „rozbitá“, sa musí interpretácia sRGB vrátiť späť a opraviť a vývojári musia svoje aplikácie znova zostaviť, aby podporovali nové pokyny pre farebný priestor. A nikto to nechce.

Spoločnosti pravdepodobne nezmenia spôsob, akým robia veci, kým vývojári aplikácií nevyvinú aplikácie, ktoré vyzerajú dobre, a vývojári nebudú písať aplikácie, ktoré budú vyzerať rozbité na miliónoch a miliónoch telefónov. Spoločnosť Apple dokázala prejsť na správnu správu farieb, pretože riadi hardvérový a softvérový priestor a tiež nastavuje pokyny pre App Store. Google nemá taký luxus.

Niekde niekto myslí na spôsob, ako to všetko napraviť. A dodanie nefunkčného farebného priestoru, ktorý si môžete vybrať, na telefónoch Pixel 2 na kompenzáciu - to nie je ono. Vieme, že každý zúčastnený chce robiť veci správnym spôsobom a to tiež znamená, že na už predaných telefónoch nič neporuší. Dúfajme, že sa vyrieši skôr ako neskôr.