Obraz bez kompromisů: výrobci, technologie, nabídka
29.5.2009, Michal Koláček, článek
Oblast profesionálních LCD monitorů není běžným spotřebitelům příliš známá, a proto se jí dnes budeme věnovat. Konkrétně nahlédneme na významné výrobce, používané technologie v uvažovaném segmentu a aktuální produktovou nabídku.
Kapitoly článku:
- Obraz bez kompromisů: výrobci, technologie, nabídka
- ICC profily a kalibrace zobrazovacích systémů
- Přehled výrobců a jejich nabídky
Ještě než se budeme věnovat samotnému povídání z oblasti profesionálních zobrazovačů s velkou hustotou zobrazované informace, rádi bychom vám připomněli několik předešlých článků, které se týkají obecné problematiky zobrazovacích zařízení.
Konkrétně se v nich můžete dočíst o vývoji LCD monitorů, dostupných technologiích nejen OLED panelů a inovované testovací metodice obrazovek z tekutých krystalů. Dále jsme zařadili zprávy týkající se výběru uvažovaného druhu zařízení společně s několika hlavními zásadami, jak o ně správně pečovat. Zkrátka pořádná porce zajímavého čtení hned na úvod dnešního povídání.
V dnešním světě se setkáváme s LCD (a také PDP) zobrazovači doslova na každém kroku. V mnoha podobách jich existuje celá řada, a to i pro nasazení do těch nejnáročnějších aplikací. Ty mohou zahrnovat různá průmyslová odvětví jako například digitální reklamu (vnitřní i venkovní provedení), zdravotnictví, strojírenství, dopravní a odbavovací služby, vojenství a spoustu dalších.
S rozvojem zobrazovací techniky na bázi dvou výše uvedených technologií se musela řešit například problematika umístění samotných produktů do rozmanitých typů zástaveb, mechanicky a klimaticky obtížných podmínek atp. Mimo to se také objevovaly individuální požadavky uživatelů v podobě integrace dotekové technologie Touchscreen apod. Z těchto úhlů pohledu se tedy jedná o široký záběr výrobků.
My se proto v tomto článku omezíme na profesionální high-endové (počítačové) LCD monitory, s nimiž se prostý spotřebitel běžně nesetkává. Konkrétně se zaměříme na vybrané výrobce v tomto segmentu, zmíníme se o používaných technologiích a samozřejmě si uvedeme některé zajímavé produkty. V uvažovaném segmentu má řada čtenářů zažité dvě až tři značky, a to především EIZO, NEC nebo třeba Viewsonic. Ovšem konkurence je v tomto ohledu poněkud více.
Tím chceme naznačit, že bychom měli brát v úvahu další značky jako Barco, LaCie či Totoku. Vzpomenout bychom mohli ještě na speciální korporaci VarTech Systems, která se specializuje na displeje pro armádní účely - produkty odolné vůči vlhkosti, horku, zimě, extrémním skokovým změnám, elektromagnetickému poli etc. Jistě není jedinou svého druhu a našli bychom jich více.
Ačkoli by se mohlo zdát, že profesionální monitory mohou být v podstatě klasické LCD panely s kvalitním barevným podáním, rovnoměrným podsvícením a větší životností, ve skutečnosti to je však souhra více parametrů (viz technologické články v úvodu). Mezi ně patří i nejrůznější pokrokové a technické novinky, s nimiž se jednotliví výrobci u svých produktů doslova předhánějí. Již ve fyzice na základní školách se studenti učí o fyzikální teorii barev alias viditelném (spojitém) spektru, na které je citlivé a tudíž ho vnímá lidské oko.
- Spojité spektrum viditelného světla lidským okem. Jednotlivé změny vlnových délek jsou dány různou intenzitou energie -
Vše vychází z poměrně rozsáhlé oblasti elektromagnetického záření a v neposlední řadě také souvisí s anatomií lidského oka. Náš zrak je schopen vnímat tepelné záření v omezeném rozsahu vlnových délek zhruba od 350 do 750 nm, přičemž mezní hodnoty jsou vnímány zcela minimálně. Za přirozený zdroj světla chcete-li energie se považuje Slunce, jež produkuje relativně široké spektrum záření. Část je však pohlcena vlivem atmosféry, a k nám tak mimo jiné proniká kombinace infračerveného, viditelného a ultrafialového světla.
Problematika kolem světelných zdrojů a jejich spekter je příliš obsáhlá, abychom zde zmínili veškeré poznatky. Nicméně v krátkosti je potřeba napsat, že i když se nám zdá například denní světlo bílé, ve skutečnosti tomu tak není. Navíc v průběhu dne dochází k výrazným změnám jeho spektra v důsledku nejrůznějších vlivů. Především máme na mysli změny počasí, nadmořské výšky nebo času. Velice hezké vysvětlení lze vztáhnout k obyčejnému listu "bílého" papíru, který nemění spektrum dopadajícího světla a beze zbytku jej odráží. Dá se napsat, že z fyzikálního pohledu má vždy takovou barvu, jaké světlo na něj dopadá.
Z toho lze odvodit, že barvu jakéhokoliv nesvítícího objektu posuzujeme podle na něj dopadajícího spektra a vlnových délek, které odráží respektive pohlcuje. Ve spojitosti se zobrazovacími systémy přesněji monitory přichází na řadu obsáhlejší pojem barevný prostor. Lze jej definovat dvěma možnými způsoby,a to jako závislý nebo nezávislý na zařízení. Vlastní souřadnice daného prostoru pak udávají v prvním případě, jak danou barvu získat/připravit/zobrazit, a ve druhém jakou má podobu. Pokud bychom měli být konkrétní, z první skupiny můžeme jmenovat modely RGB, CMYK nebo HSV, druhá v sobě zahrnuje CIE 1931 XYZ či CIE 1976 (L*, a*, b*) alias CIELAB.
Než přistoupíme k popisu některých používaných modelů spojovaných s rozsahem barevné reprodukce, rádi bychom se obecně zmínili o odlišném zobrazení barev a možném řešení. Tím jsou dnes otevřené systémy s existujícím centrálním prvkem PCS (Profile Connection Space). Jeho funkce spočívá ve vytvoření relace mezi různými barevnými prostory, které jsou závislé na určitém zařízení (tiskárna, scaner, notebook, CRT/LCD monitor osobního počítače atp.). Dochází zde k přepočtům/konverzím barev prostřednictvím ICC profilů, na které se zaměříme v další části článku.
- Diagram chromatičnosti s vlnovými délkami v nanometrech. Graf ve tvaru "podkovy" znázorňuje rozsah barevného vidění lidského oka. Podél hraniční čáry jsou zachyceny čisté spektrální barvy. -
Jak napovídá výše vyobrazené logo, mezinárodní komise pro osvětlení CIE (Commission Internationale de L'Eclairage) definovala v roce 1931 kolorimetrický prostor, výmluvně označovaný CIE 1931 XYZ. Jeho použití souvisí s jedinečným definováním barev daného objektu. V minulosti došlo k několika jeho úpravám (odstranění/potlačení nerovnoměrnosti rozdílů barev) a také rozšíření - CIE 1960, CIE 1964, CIE 1976 (L*, u*, v*) etc. Setkat se můžeme také s názvem trichromatická soustava, jež je založena na skutečnosti, že pomocí trojice vhodně zvolených světel lze modelovat vjem jakékoliv barvy.
- Křivky CIE 1931 Color Matching Functions v grafické podobě. Odvozeny pro podmínky foveálního vidění (vnímání barev centrální částí sítnice). Zorné pole normálního pozorovatele zabírá úzký prostorový úhel 2°. -
Jinak napsáno, trichromatičtí činitelé vyjadřují množství červeného x(λ), zeleného y(λ) a modrého z(λ) stimulu, jež je potřeba k simulaci libovolné vlnové délky viditelného spektra. Z minulosti víme, že výsledné křivky (Color Matching Functions) byly získány experimentálně srovnávacím pozorováním. Dále bychom se mohli věnovat metodám a typům zařízení pro hodnocení barevnosti jako jsou denzitometry, kolorimetry, spektrofotometry apod., nicméně o nich někdy v budoucnu.
- Možná podoba CIELABu s třemi veličinami pro jedinečný popis barvy -
Mezi nejčastěji používané/referenční/standardní barevné prostory můžeme zařadit výše uvedený CIELAB, jenž je schopen obsáhnout celé viditelné spektrum a navíc je nezávislý na zařízení (vlastnosti vhodné pro různé konverze/transformace). Oprostíme se od složitých matematických definicí a stručně si popíšeme tři navzájem kolmé osy L*, a*, b*. První uvedená představuje jasovou složku L* nebo-li měrnou veličinu svítivosti udávanou v cd/m2 respektive kandelách na metr čtvereční. Může nabývat hodnot z intervalu 0 pro černou až 100 pro bílou. Zbývající dvě vyjadřují samotnou barvu, a to ve směru červeno-zeleném (a*) respektive žluto-modrém (b*). Z posledních dvou souřadnic uvažovaného prostoru lze také dopočítat sytost a barevný tón.
- Srovnání běžně používaných barevných prostorů, které jsou podmnožinou CIELABu. Setkáváme se zde s pojmem Gamut, který chápeme jako rozsah barevné reprodukce určitého zařízení uvnitř chromatického diagramu. Zpravidla je vymezen spojitou oblastí (Gamut sRGB, Gamut Adobe RGB atp.). Za povšimnutí také stojí standard D65 alias "poloha" bílého bodu. Ten odpovídá přibližně dennímu světlu a vyjádřeno teplotou koresponduje s hodnotou 6 500 K ("K" jako Kelvin - jednotka teploty). Vše vychází z použitého zdroje světla. -
Mezi barevné prostory závislé, v našem případě na zobrazovacím zařízení (myšleno monitoru), musíme zařadit standardy sRGB, Adobe RGB a Adobe Wide Gamut RGB. První uvedený je společným dílem korporací Hewlett-Packard a Microsoft. Zanedlouho se dočkal podpory ze strany konsorcia W3C a průmyslových veličin jako Intel, Corel Corporation, Pantone, Exif Print atp.
Jeho použití je směřováno na domácí a kancelářské podmínky a dnes se jím řídí prakticky všichni výrobci technických zařízení pracující s barevným obrazem. V otázce barevné škály je ovšem poněkud limitující a v případě profesionálního využití nemusí jeho Gamut dostačovat. Rozšířením mohou být právě zbývající dva uvedené v odstavci výše. Setkáváme se u nich s lepším zachycením některých barevných odstínů.
Ve spojitosti s LCD monitory se zbývá stručně zmínit o termínu Gamma popisujícím křivku reprodukce tónů. Jedná se o souvislost mezi datovou úrovní bodu a jeho vyzařovaným jasem. Nastavením tohoto parametru mimo jiné ovlivňujeme světlost středních tónů, kdy nám jde primárně o jejich rovnoměrný přechod. Pokud se zaměříme na barevné prostory sRGB respektive Adobe RGB nelze zpravidla vyjádřit jedním číslem, nicméně literatura se zmiňuje o přibližné/optimální hodnotě 2,2. Na systémech Macintosh se však doporučuje stanovit parametr 1,8.
Konkrétně se v nich můžete dočíst o vývoji LCD monitorů, dostupných technologiích nejen OLED panelů a inovované testovací metodice obrazovek z tekutých krystalů. Dále jsme zařadili zprávy týkající se výběru uvažovaného druhu zařízení společně s několika hlavními zásadami, jak o ně správně pečovat. Zkrátka pořádná porce zajímavého čtení hned na úvod dnešního povídání.
- Tekuté krystaly - Jak to všechno začalo?
- Ohlédnutí za vývojem LCD monitorů
- Technologie LCD panelů
- Technologie OLED - tak kde vězí?
- Výběr LCD monitoru aneb co je dobré vědět
- Pečujeme o LCD panel
V dnešním světě se setkáváme s LCD (a také PDP) zobrazovači doslova na každém kroku. V mnoha podobách jich existuje celá řada, a to i pro nasazení do těch nejnáročnějších aplikací. Ty mohou zahrnovat různá průmyslová odvětví jako například digitální reklamu (vnitřní i venkovní provedení), zdravotnictví, strojírenství, dopravní a odbavovací služby, vojenství a spoustu dalších.
S rozvojem zobrazovací techniky na bázi dvou výše uvedených technologií se musela řešit například problematika umístění samotných produktů do rozmanitých typů zástaveb, mechanicky a klimaticky obtížných podmínek atp. Mimo to se také objevovaly individuální požadavky uživatelů v podobě integrace dotekové technologie Touchscreen apod. Z těchto úhlů pohledu se tedy jedná o široký záběr výrobků.
My se proto v tomto článku omezíme na profesionální high-endové (počítačové) LCD monitory, s nimiž se prostý spotřebitel běžně nesetkává. Konkrétně se zaměříme na vybrané výrobce v tomto segmentu, zmíníme se o používaných technologiích a samozřejmě si uvedeme některé zajímavé produkty. V uvažovaném segmentu má řada čtenářů zažité dvě až tři značky, a to především EIZO, NEC nebo třeba Viewsonic. Ovšem konkurence je v tomto ohledu poněkud více.
Tím chceme naznačit, že bychom měli brát v úvahu další značky jako Barco, LaCie či Totoku. Vzpomenout bychom mohli ještě na speciální korporaci VarTech Systems, která se specializuje na displeje pro armádní účely - produkty odolné vůči vlhkosti, horku, zimě, extrémním skokovým změnám, elektromagnetickému poli etc. Jistě není jedinou svého druhu a našli bychom jich více.
Fyzikální teorie barev a barevné prostory
Ačkoli by se mohlo zdát, že profesionální monitory mohou být v podstatě klasické LCD panely s kvalitním barevným podáním, rovnoměrným podsvícením a větší životností, ve skutečnosti to je však souhra více parametrů (viz technologické články v úvodu). Mezi ně patří i nejrůznější pokrokové a technické novinky, s nimiž se jednotliví výrobci u svých produktů doslova předhánějí. Již ve fyzice na základní školách se studenti učí o fyzikální teorii barev alias viditelném (spojitém) spektru, na které je citlivé a tudíž ho vnímá lidské oko.
- Spojité spektrum viditelného světla lidským okem. Jednotlivé změny vlnových délek jsou dány různou intenzitou energie -
Vše vychází z poměrně rozsáhlé oblasti elektromagnetického záření a v neposlední řadě také souvisí s anatomií lidského oka. Náš zrak je schopen vnímat tepelné záření v omezeném rozsahu vlnových délek zhruba od 350 do 750 nm, přičemž mezní hodnoty jsou vnímány zcela minimálně. Za přirozený zdroj světla chcete-li energie se považuje Slunce, jež produkuje relativně široké spektrum záření. Část je však pohlcena vlivem atmosféry, a k nám tak mimo jiné proniká kombinace infračerveného, viditelného a ultrafialového světla.
Problematika kolem světelných zdrojů a jejich spekter je příliš obsáhlá, abychom zde zmínili veškeré poznatky. Nicméně v krátkosti je potřeba napsat, že i když se nám zdá například denní světlo bílé, ve skutečnosti tomu tak není. Navíc v průběhu dne dochází k výrazným změnám jeho spektra v důsledku nejrůznějších vlivů. Především máme na mysli změny počasí, nadmořské výšky nebo času. Velice hezké vysvětlení lze vztáhnout k obyčejnému listu "bílého" papíru, který nemění spektrum dopadajícího světla a beze zbytku jej odráží. Dá se napsat, že z fyzikálního pohledu má vždy takovou barvu, jaké světlo na něj dopadá.
Světlocitlivá buňka | Umístění | Účel | Citlivost | Vrchol poblíž vlnové délky |
Čípky | Žlutá skvrna | Jasová a barevná detekce | Červená | 564-580 nm |
Jasová a barevná detekce | Zelená | 534-545 nm | ||
Barevná detekce | Modrá | 420-440 nm | ||
Tyčinky | Okrajová část sítnice | Periferní a noční vidění | Zelená, modrá | cca 498 nm |
- Světlocitlivé buňky v lidském oku -
Z toho lze odvodit, že barvu jakéhokoliv nesvítícího objektu posuzujeme podle na něj dopadajícího spektra a vlnových délek, které odráží respektive pohlcuje. Ve spojitosti se zobrazovacími systémy přesněji monitory přichází na řadu obsáhlejší pojem barevný prostor. Lze jej definovat dvěma možnými způsoby,a to jako závislý nebo nezávislý na zařízení. Vlastní souřadnice daného prostoru pak udávají v prvním případě, jak danou barvu získat/připravit/zobrazit, a ve druhém jakou má podobu. Pokud bychom měli být konkrétní, z první skupiny můžeme jmenovat modely RGB, CMYK nebo HSV, druhá v sobě zahrnuje CIE 1931 XYZ či CIE 1976 (L*, a*, b*) alias CIELAB.
Než přistoupíme k popisu některých používaných modelů spojovaných s rozsahem barevné reprodukce, rádi bychom se obecně zmínili o odlišném zobrazení barev a možném řešení. Tím jsou dnes otevřené systémy s existujícím centrálním prvkem PCS (Profile Connection Space). Jeho funkce spočívá ve vytvoření relace mezi různými barevnými prostory, které jsou závislé na určitém zařízení (tiskárna, scaner, notebook, CRT/LCD monitor osobního počítače atp.). Dochází zde k přepočtům/konverzím barev prostřednictvím ICC profilů, na které se zaměříme v další části článku.
- Diagram chromatičnosti s vlnovými délkami v nanometrech. Graf ve tvaru "podkovy" znázorňuje rozsah barevného vidění lidského oka. Podél hraniční čáry jsou zachyceny čisté spektrální barvy. -
Jak napovídá výše vyobrazené logo, mezinárodní komise pro osvětlení CIE (Commission Internationale de L'Eclairage) definovala v roce 1931 kolorimetrický prostor, výmluvně označovaný CIE 1931 XYZ. Jeho použití souvisí s jedinečným definováním barev daného objektu. V minulosti došlo k několika jeho úpravám (odstranění/potlačení nerovnoměrnosti rozdílů barev) a také rozšíření - CIE 1960, CIE 1964, CIE 1976 (L*, u*, v*) etc. Setkat se můžeme také s názvem trichromatická soustava, jež je založena na skutečnosti, že pomocí trojice vhodně zvolených světel lze modelovat vjem jakékoliv barvy.
- Křivky CIE 1931 Color Matching Functions v grafické podobě. Odvozeny pro podmínky foveálního vidění (vnímání barev centrální částí sítnice). Zorné pole normálního pozorovatele zabírá úzký prostorový úhel 2°. -
Jinak napsáno, trichromatičtí činitelé vyjadřují množství červeného x(λ), zeleného y(λ) a modrého z(λ) stimulu, jež je potřeba k simulaci libovolné vlnové délky viditelného spektra. Z minulosti víme, že výsledné křivky (Color Matching Functions) byly získány experimentálně srovnávacím pozorováním. Dále bychom se mohli věnovat metodám a typům zařízení pro hodnocení barevnosti jako jsou denzitometry, kolorimetry, spektrofotometry apod., nicméně o nich někdy v budoucnu.
- Možná podoba CIELABu s třemi veličinami pro jedinečný popis barvy -
Mezi nejčastěji používané/referenční/standardní barevné prostory můžeme zařadit výše uvedený CIELAB, jenž je schopen obsáhnout celé viditelné spektrum a navíc je nezávislý na zařízení (vlastnosti vhodné pro různé konverze/transformace). Oprostíme se od složitých matematických definicí a stručně si popíšeme tři navzájem kolmé osy L*, a*, b*. První uvedená představuje jasovou složku L* nebo-li měrnou veličinu svítivosti udávanou v cd/m2 respektive kandelách na metr čtvereční. Může nabývat hodnot z intervalu 0 pro černou až 100 pro bílou. Zbývající dvě vyjadřují samotnou barvu, a to ve směru červeno-zeleném (a*) respektive žluto-modrém (b*). Z posledních dvou souřadnic uvažovaného prostoru lze také dopočítat sytost a barevný tón.
- Srovnání běžně používaných barevných prostorů, které jsou podmnožinou CIELABu. Setkáváme se zde s pojmem Gamut, který chápeme jako rozsah barevné reprodukce určitého zařízení uvnitř chromatického diagramu. Zpravidla je vymezen spojitou oblastí (Gamut sRGB, Gamut Adobe RGB atp.). Za povšimnutí také stojí standard D65 alias "poloha" bílého bodu. Ten odpovídá přibližně dennímu světlu a vyjádřeno teplotou koresponduje s hodnotou 6 500 K ("K" jako Kelvin - jednotka teploty). Vše vychází z použitého zdroje světla. -
Mezi barevné prostory závislé, v našem případě na zobrazovacím zařízení (myšleno monitoru), musíme zařadit standardy sRGB, Adobe RGB a Adobe Wide Gamut RGB. První uvedený je společným dílem korporací Hewlett-Packard a Microsoft. Zanedlouho se dočkal podpory ze strany konsorcia W3C a průmyslových veličin jako Intel, Corel Corporation, Pantone, Exif Print atp.
Jeho použití je směřováno na domácí a kancelářské podmínky a dnes se jím řídí prakticky všichni výrobci technických zařízení pracující s barevným obrazem. V otázce barevné škály je ovšem poněkud limitující a v případě profesionálního využití nemusí jeho Gamut dostačovat. Rozšířením mohou být právě zbývající dva uvedené v odstavci výše. Setkáváme se u nich s lepším zachycením některých barevných odstínů.
Ve spojitosti s LCD monitory se zbývá stručně zmínit o termínu Gamma popisujícím křivku reprodukce tónů. Jedná se o souvislost mezi datovou úrovní bodu a jeho vyzařovaným jasem. Nastavením tohoto parametru mimo jiné ovlivňujeme světlost středních tónů, kdy nám jde primárně o jejich rovnoměrný přechod. Pokud se zaměříme na barevné prostory sRGB respektive Adobe RGB nelze zpravidla vyjádřit jedním číslem, nicméně literatura se zmiňuje o přibližné/optimální hodnotě 2,2. Na systémech Macintosh se však doporučuje stanovit parametr 1,8.
