Что такое цветовая температура монитора
Тёплый ламповый свет
Ночь. Компьютер. Интернет.
Три часа, а сна всё нет.
Если вам знакомо состояние, когда засидевшись за компьютером допоздна, вы не ощущаете усталости и не хотите спать, этот пост для вас. В нём попробуем ответить на два классических вопроса: «кто виноват?» и «что делать?».
Мы стали меньше спать
Сравнительно недавно нормальным считался восьмичасовой ночной сон. Современный человек сократил эту норму на четверть и спит в среднем шесть часов в сутки. Немалую роль в сокращении продолжительности сна сыграл компьютер.
Всё больше людей проводит не только вечер, но и часть ночи за компьютером. Кто-то по ночам работает, кто-то не может оторваться от любимой игрушки, кто-то зависает в социальной сети. Но и после того как работа выполнена, уровень в игре пройден, лента новостей прочитана, а время уже далеко за полночь, спать всё равно не хочется. И это совсем нехорошо.
Недосыпание может спровоцировать болезни сердца и нервной системы. Человек, спящий менее 7 часов, теряет до 30% иммунных клеток, защищающих организм. Последствиями недосыпания могут стать проблемы со зрением, раздражительность, депрессия. Увеличивается вероятность возникновения сахарного диабета, онкологических заболеваний.
Кстати, проблемы с весом нередко являются результатом недосыпания. Организм воспринимает отсутствие сна как чрезвычайную ситуацию и начинает запасаться питательными веществами. У спящих менее 6 часов риск ожирения выше в среднем на 23%. У детей недосыпание вызывает задержку роста. Снижается коэффициент интеллекта.
Кто виноват?
Биологические ритмы в нашем организме регулирует мелатонин. Его концентрация повышается в вечернее и ночное время суток, вызывая сонливость. Не являясь снотворным, он облегчает засыпание. Концентрация мелатонина достигает максимума между полуночью и 5 часами утра, в это время синтезируется около 70% его суточного количества.
У мелатонина много полезных свойств. Он усиливает иммунитет, защищает от онкологических заболеваний, снижает тревожность, стабилизирует работу эндокринной системы, участвует в защите организма от неблагоприятных воздействий.
Ещё мелатонин замедляет процессы старения. Одна из теорий старения связывает проблемы, возникающие в пожилом возрасте, со снижением синтеза в организме мелатонина.
Повышение и снижение концентрации мелатонина регулируется количеством света. Когда темнеет, выработка мелатонина увеличивается, и нам хочется спать. Яркое освещение тормозит синтез мелатонина, сон как рукой снимает.
Ученые из университета Томаса Джефферсона провели исследование, в котором приняли участие 72 добровольца (37 женщин, 35 мужчин, средний возраст 24,5 ± 0,3 лет). Исследователи изучали как световые лучи с различными длинами волн – от 440 до 600 нм — влияют на синтез мелатонина.
Добровольцев в течение 90 минут облучали светом с определённой длиной волны и параллельно измеряли изменение уровня содержания мелатонина в их крови.
Выяснилось, что синий свет с длиной волны 446-477 нм подавляет синтез мелатонина больше, чем световые лучи с другими длинами волн.
Почему именно синим лучам принадлежит ведущая роль в подавлении синтеза мелатонина, станет понятно, если вспомнить, что сине-голубые цвета преобладают в дневное время суток, когда человек бодрствует.
Вечереет, на смену холодному синему свету приходит тёплый желто-оранжевый, и синтез мелатонина усиливается, подготавливая организм к ночному сну.
Цветовую температуру света, оказывающего максимальное влияние на подавление синтеза мелатонина, можно определить по формуле:
Цветовая температура = 0,0029/Длина волны
Она составляет около 6500 К. Если вы сейчас посмотрите на цветовую температуру своего монитора (как правило, её можно найти в настройках цвета), скорей всего убедитесь, что она равна 6500 К — именно это значение выставляется на мониторах по умолчанию.
Теперь становится понятным, почему сидя за экраном компьютера или ноутбука не хочется спать: излучаемый им свет разрушает гормон сна мелатонин.
Что делать?
Советовать покупать мелатонин в аптеке не буду, даже несмотря на то, что он считается одним из наиболее безопасных гормональных препаратов. Думаю, нужно дать возможность организму самому справляться с проблемами, а не пичкать его медикаментами.
Наиболее радикальным и, безусловно, действенным решением будет отказаться от использования компьютера, ноутбука и мобильных устройств в вечернее время. Но если этот вариант не подходит, попробуем ограничиться полумерами. Например, можно снизить цветовую температуру экрана монитора до 5000 К. Именно такое значение цветовой температуры имеет полуденное солнце. А вот в вечернее время значение цветовой температуры нашего светила снижается до 4000 К.
Обзоры мониторов: на что обратить внимание
Привет, GT! Вчера мы выбирали комплектующие для бесшумного ПК, а сегодня поговорим о такой штуке, как мониторы. Обзоры различных дисплеев появляются и здесь, и на ресурсах, которые посвящены железу на все 100%, и часто они полны непонятных картинок, графиков и сложных слов в выводах.
Давайте попробуем разобраться, что важно, что не важно, чем плохи некоторые методики исследований и как вообще выбрать монитор в условиях кризиса.
Технологии
Внутри монитора может стоять какая угодно матрица, хоть TN, хоть IPS с любыми буквами перед и после (типа AH-IPS), хоть PLS или любое сочетание *VA (PVA, AMVA, MVA). Суть остаётся примерно та же: каждая точка изображения состоит из трёх субпикселов: красного, зелёного и синего. От того, как расположены «затворы» из жидких кристаллов и как они управляются и зависит тип матрицы, а вместе с этим – её характеристики. Вдаваться в эти подробности мы сейчас не будем, иначе статью можно будет читать до завтра. В двух словах: у TN-матрицы самая высокая скорость «переключения» из одного состояния в другое, но имеются проблемы как с полным «выключением» пропускания света, так и с точностью поворота кристаллов. У IPS эти проблемы решены, но матрица использует куда более сложные и дорогие структуры, а для управления приходится использовать более высокие напряжения, из-за чего IPS выигрывает по качеству картинки, но работает намного медленнее, чем TN. *VA – своеобразный компромисс между скоростью и точностью цветопередачи. У *VA-матриц отличный чёрный цвет, достаточно высокая скорость отклика, но, к сожалению, имеются некоторые ограничения в области горизонтальных углов обзора.
Графики и характеристики
Когда вы смотрите на любой обзор монитора (взять, к примеру, наш обзор «безрамочного» Eizo), в нём обычно встречается несколько характерных картинок:
Вместе они показывают то, насколько точно монитор передаёт цвета. Сразу хочу отметить, что «точно» — понятие очень растяжимое. Во-первых, «точно» зависит от того, что мы берём за точку отсчёта. Если брать распространённый цветовой охват sRGB (в котором работает весь Web-дизайн и 99% остальной техники), результаты будут одни. Если же рассматривать AdobeRGB, то здесь вас ждёт неприятный сюрприз – данное цветовое пространство используется редко (в основном при дорогостоящей печати), и в повседневной эксплуатации на Windows вы получите кошмар на улице вязов (красные лица) во всех приложениях, которые не умеют работать с AdobeRGB.
Во-вторых, «точно» зависит от источника сигнала. Если у вас монитор может отображать 8 или 10 бит на канал, а источник сигнала, к примеру, 6-битный, само собой, точность будет страдать. Правда, сейчас ситуация на рынке, обычно, обратная – многие мониторы имеют 6-битную матрицу с функцией FCR (Frame Rate Control), которая показывает два «промежуточных» кадра, чтобы получить требуемый восьмибитный цвет.
Для покупки «домашнего» монитора, сравнительно неплохо справляющегося со всеми задачами: работа с графикой любительского уровня, игрушки, кино и повседневная эксплуатация обратить внимание следует на следующие характеристики.
Коэффициент контрастности и то, как он достигается
Сам по себе коэффициент контрастности характеризует максимальное соотношение самого яркого и самого тёмного из отображаемых монитором оттенков. Считается он просто: берут показатель освещённости самого яркого (т.е. белого цвета) и самого тёмного (чёрного), делят одно на другое, получают какую-нибудь величину, например, 260:1. К сожалению, производители часто хитрят – рисуют на коробках «динамический» контраст (чёрный измеряют на минимальной яркости подсветки, а белый – на максимальной), но нас интересует именно статический, измеренный на определённой яркости. Как правило, измерения производятся на 100% яркости или на 66%, в зависимости от методики измерения.
Теперь коротко о важном. Как понятно из формулы (макс. яркость / мин. яркость) достичь неплохих показателей контраста можно двумя способами: увеличив числитель или уменьшив знаменатель. Намного проще установить яркие светодиоды подсветки, чем поставить качественную матрицу с глубоким чёрным цветом. Так что если монитор показывает приличные 1200:1, присмотритесь к максимальной яркости: сидеть напротив панели с яркостью в 400-500 нит – удовольствие сомнительное.
Нормальным является показатель около 220-250 нит и коэффициент контрастности около 800-1000:1.
Гамма-кривая
О том, что такая коррекция гаммы, отлично рассказано на сайте cambridge in color, просто не добавить и не отнять. Для LCD-дисплеев гамма-кривая задаётся производителем во встроенной калибровочной таблице, и, зачастую, может быть изменена в настройках между заданными величинами. Тем не менее, абстрактные значения, указанные в меню могут достаточно сильно отличаться от «эталонных» в связи с определёнными ограничениями: как технологическими, так и маркетинговыми. Наиболее интересным для пользователя является не столько «идеальные» 2.2 (с 2.4 и 2.1 тоже можно жить), сколько максимальная близость измеренной кривой к «эталонной»: это позволит быть уверенным в том, что монитор не перевирает цвета и не изменяет контрастность изображения в зависимости от яркости тех или иных участков. Вот пример не идеальной, но неплохой гамма-кривой:
Коэффициент гаммы в идеале должен составлять 2.2, допустимы небольшие изменения как в ту, так и в другую сторону. Главное, чтобы гамма-кривая не отличалась от эталонной, особенно в «середине» кривой – там, где находится наибольшее число «рабочих» оттенков монитора.
Цветовой охват
«Мериться треугольниками» любят многие производители, но, к сожалению, сам по себе «треугольник» малополезен, т.к. отображает цветовой охват только на максимальной яркости. Реальное же цветовое пространство выглядит как сложная трёхмерная фигура:
Мало в каком обзоре сравнивается полный охват на всех яркостях, и по простому «треугольнику» можно оценить лишь часть цветового охвата. Вместе с тем, данная информация не является на 100% бесполезной. Если цветовой охват близок к sRGB и «треугольник» монитора не сильно искажён относительно эталона, то всё более-менее хорошо. Если же одна из вершин сильно выдаётся относительно других, а форма треугольника далека от sRGB – устройство будет очевидным образом «привирать» в сторону выпирающей вершины.
Цветовой охват, максимально соответствующий sRGB – это хорошо. Вместе с тем, и 85%, и 80% охвата – не преступление, важно понимать, что «треугольник» должен по форме максимально напоминать эталонный, тогда проблем с искажением цветов не будет. В идеале обзор должен показывать трёхмерный цветовой охват, но подобными измерениями мало кто заморачивается.
Цветовая температура
Стандартным показателем цветовой температуры (т.н. «дневной свет») считается 6500 Кельвинов. Значения больше 6500 приводят к тому, что монитор начинает «холодить» (т.е. уходить в синий цвет), значения меньше 6500 – монитор «теплит» цвета, показывая вместо белого и оттенков серого сначала жёлтоватые, а затем и оранжевые оттенки. Цветовую температуру поправить легко, самое интересное для вас. как для пользователя – равномерность цветовой температуры. Если в «тенях» у вас 8000К, в среднем сегменте – 6500К, а в светлых оттенках – 5000К, то «средняя», разумеется, 6500К. Беда в том, что работать с таким монитором достаточно тяжело, так что основной интерес представляет именно равномерность цветовой температуры – пусть она будет чуть завышена или занижена, но зато по всему охвату более-менее одинаковая. Сюда же можно отнести равномерность цветовой температуры по полю матрицы. Чем равномернее – тем лучше.
Важнее равномерность цветовой температуры, чем её численное значение. Исправить температуру можно, а неравномерность – очень тяжело.
Калибровка и настройка
Часто в обзоре может быть написано, что ряд показателей можно улучшить, прибегнув к калибровке. Настройку цветопередачи можно проводить в двух местах: на самом мониторе и на видеокарте. Предпочтительными являются настройки именно дисплея. В профессиональных и дорогих моделях т.н. LUT (корректировочная таблица) имеет 10 или 12 разрядов для каждой из регулируемых величин, и калибровка позволяет наиболее точно и без проблем отстроить работу монитора. LUT видеокарты, как правило, восьмибитный, а это значит, что у вас всего 255 значений, и сильные корректировки приведут к значительному снижению количества отображаемых цветов.
Есть ещё одно важное замечание. Корректировку можно произвести только имея колориметр или фотоспектрометр. Мы используем ColorMunki Photo, чей ценник в целом достаточно далёк от гуманного, особенно если вы выбираете монитор, обладая достаточно скромным бюджетом. Самый недорогой и адекватный вариант – ColorMunki Smile – стоит порядка восьми с половиной тысяч рублей. Возможно, есть на рынке модели, которые при калибровке становятся значительно лучше, чем их конкуренты, имеющие ценник на 8 500 рублей больше, но опыт подсказывает, что подобное возможно только в профессиональном сегменте. А там у людей обычно уже есть и колориметры, и чёткое понимание того, что им требуется, и +- 10 000 рублей роли особой не играют.
Калибровка монитора позволяет «вытащить» его на уровень достоверно воспроизводимых цветов, но требует специального оборудования и чёткого понимания того, что вы делаете и зачем. В случае покупки «просто универсального монитора для дома» лучше обратить внимание на модели с неплохими заводскими установками, чем брать «потенциально неплохой» монитор для доводки.
Важные особенности
Помимо цветовых охватов и характеристик монитора обращать внимание стоит на то, как реализована подсветка. Её неравномерность обычно хорошо показана, и если в обзоре про неё не написано ничего очень плохого – в целом можно «забить» и не париться на эту тему. Лучше обратить внимание на характеристику ШИМ: до сих пор встречаются модели, которые неприятно «мерцают» подсветкой на определённой яркости, из-за чего и глаза устают, и настроить комфортный уровень подсветки бывает затруднительно. В идеале – полная Flicker Free подсветка.
ПРОЕКТОРЫ И МОНИТОРЫ
Как откалибровать монитор: теоретические основы
Как откалибровать монитор | Оттенки серого: почему белый – это основной цвет
У всех мониторов есть одна общая настройка – это цветовая температура. Чтобы избежать дальнейшей путаницы в понятиях, давайте определимся, что цветовая температура, оттенки серого, баланс белого и белая точка – это одно и то же.
Дисплей с фиксированными пикселями производит белый и другие цвета, используя красный, зелёный и синий субпиксели. Как из них получается белый? Чтобы выяснить это, давайте посмотрим на график CIE.
Это график CIE, которые мы используем в обзорах мониторов. Квадрат внутри треугольника цветового охвата отображает белую точку, в которой сочетаются три основных цвета для генерации белого. Естественно, белый цвет можно интерпретировать по-разному, поэтому нужен стандарт. Для визуализации видео применяется стандарт цветовой температуры 6500 кельвинов или D65.
Откуда взялось это значение? 6500 K – это приблизительная цветовая температура полуденного солнца, и белые объекты под таким светом обретают определённый цвет. Попробуйте поднести лист белой бумаги к разным источникам света, и поймёте сами. Флюоресцентное освещение даёт зелёный оттенок, а лампа накаливания – жёлтый или оранжевый. И даже солнечный свет в разное время суток меняет восприятие белого.
Так что же происходит при изменении цветовой температуры на вашем мониторе? Хотя мы регулируем только белую точку, процедура имеет дополнительные преимущества. Корректировка цветовой температуры дисплея также выравнивает вторичные цвета (голубой, пурпурный и жёлтый) ближе к целевым позициям.
На фото ниже это, возможно, трудно заметить, но присмотритесь к голубому и пурпурному.
Снова приведём фотографию Гэвина в качестве примера. Для сравнения первым мы выложили нередактированный снимок.
Это стандартный сценический свет, обеспечивающий натуральное и ровное освещение исполнителя. Обратите внимание, что телесные оттенки выглядят естественно.
Теперь мы сделаем цветовую температуру слишком тёплой, другими словами, ниже D65.
Мы изменили цветовой баланс в Photoshop, просто подняв уровень красного цвета так, будто передвинули ползунок, отвечающий за красный цвет в настройках монитора. Выглядит так, словно на прожектор нанесён красный фильтр. Ничего страшного нет, но изображение определённо отличается от того, что мы увидели бы на концерте.
А вот эффект от завышенного зелёного цвета.
Здесь Гэвин выглядит совсем ненатурально. Поскольку человеческий глаз наиболее чувствителен к зелёному цвету, это самая очевидная погрешность в изображении. Мы сомневаемся, что кто-то преднамеренно захочет делать такие фотографии.
Последний пример демонстрирует наиболее распространённую погрешность в цветовой температуре.
Выглядит нормально, не так ли? Это потому, что благодаря синему цвету объекты выглядят ярче. Здесь в игру снова вступает наука. Погрешность синего цвета влияет на изображение не так сильно, как несоответствие красного или зелёного цвета. Если просмотреть наши обзоры мониторов, то можно заметить, что почти все экраны на заводских настройках имеют немного завышенный синий оттенок.
Итак, мы прошли первое знакомство с настройками цвета через регулировки RGB и белой точки. Теперь пора перейти к цветовому охвату, его реализации и измерению.
Как откалибровать монитор | Цветовой охват: какого цвета ваш монитор?
Ниже представлены различные версии графика CIE.
Мы выбрали этот график, поскольку он показывает два цветовых охвата, доступных для компьютерных мониторов на текущий момент: Adobe RGB 1998 и sRGB. Как видите, они являются сокращёнными версиями полного графика, который отображает весь спектр цветов, видимых человеческому глазу. В наших тестах очень важно выяснить, насколько близко дисплей подходит к этим цветовым охватам.
Кроме этих двух есть и другие стандарты. Наиболее распространённый – это Rec. 709, используемый в телевизорах и проекторах высокой чёткости. Почему мы не показываем его на графике? Потому что он идентичен sRGB. Они действительно взаимозаменяемы. Другой стандарт называется Rec. 2020. Это пока только предполагаемая спецификация, и в производстве дисплеев в настоящий момент она не используется.
Это предполагаемый цветовой охват экранов ультравысокой чёткости с разрешением 4K и 8K. Для отображения такого цветового охвата в мониторе нужен и соответствующий контент. А такое вряд ли возможно без серьёзных улучшений ёмкости оптических дисков и пропускной способности, поскольку для кодирования требуется не менее 30 бит на пиксель.
Как это относится к нашей сегодняшней теме? Все дисплеи с фиксированными пикселями для визуализации изображения используют три основных цвета: красный, зелёный и синий. Если панель восьмибитная, то 2563 даёт 16777216 возможных цветов. Очевидно, что позиции основных цветов на графике CIE имеют первостепенное значение. Если предположить, что камера соответствует стандарту, то увидеть точно такое же изображение можно только с помощью дисплея, соответствующего такому же стандарту.
Это понять не трудно, ну а как насчёт вторичных цветов?
Между основными цветовыми точками есть вторичные: голубой, пурпурный и жёлтый. Они создаются путём смешивания двух основных цветов в определённом соотношении. Технически процесс называется фазирование, и очень важно, чтобы дисплей выполнял его правильно. Экран может иметь точные основные цвета, но если вторичные выпадают, на изображении появятся видимые погрешности. Мы уже выяснили, что настройка белой точки может помочь выровнять вторичные цвета. И в большинстве случаев это единственный способ улучшить точность цветопередачи монитора.
Теперь пришла пора узнать, как применять полученные знания. Мы объясним, как калибровать монитор, используя только его встроенные настройки. Именно так мы и делаем в наших обзорах.
Как откалибровать монитор | Применение: как настраивать уровни
Надеемся, что разговоры о науке и теоретических возможностях вдохновят вас на калибровку собственного монитора. Если у вас есть основные инструменты, вы можете последовать шагам, приведённым в следующих четырёх разделах. Как уже говорилось вначале, мы будем настраивать только регулировки монитора. Этот метод не использует программную таблицу соответствия. Вы также можете создать профиль ICC для использования с графическими приложениями. Чуть позже мы покажем, как это сделать.
Мы советуем следовать инструкциям в том порядке, в котором они приведены в статье. Поскольку между регулировками почти всегда существует взаимосвязь, таким образом можно сократить количество переключений между настройками дисплея.
Сначала нужно отрегулировать уровни: яркость (Brightness) и контрастность (Contrast). Их можно настроить с помощью нескольких тестовых шаблонов. Их много, но мы остановили свой выбор на следующих типах.
Такой шаблон ступеней оттенков серого генерирует Accupel. Его можно найти в Сети. Именно оттуда мы его и скачали. В нём различимы 11 ступеней яркости. Полоса, обозначающая 50%, расположена по центру.
А вот шаблон PLUGE.
PLUGE – это традиционный шаблон для настройки уровней. Аббревиатура расшифровывается как Picture Line Up Generating Equipment. Он отсылает нас в эру аналоговых технологий! Есть возможность настроить четыре вертикальных столбика в центре поля. Они начинаются с самого тёмного слева и становятся ярче при смещении вправо.
Следующий шаблон хорошо подходит для настройки контрастности.
Скоро мы объясним, как использовать все эти шаблоны. Важной является правая часть. Всего представлено 33 столбца от 0 до 100%, или от 0 до 255 в рамках RGB.
Есть ещё один. Он ещё лучше подходит для настройки контрастности.
Здесь видны восемь концентрических квадратов, варьирующихся по яркости. Если не все квадраты видны, значит, очевиден эффект клиппирования цвета.
Все эти шаблоны объединяет одна общая особенность: они имеют полосы, которые отличаются друг от друга на несколько ступеней яркости. Просматривая полосы, легко понять, если регулировки завышены, поскольку одна или несколько полос будут смешиваться. Именно это мы имеем в виду, используя термин клиппинг.
Начать можно с первого шаблона – ступени оттенков серого. Следует понижать регулировку яркости (Brightness) до тех пор, пока две самых тёмных полоски не сольются в одну. На большинстве мониторов они никогда не сольются, поскольку они достаточно далеки по яркости.
Теперь нужно сделать то же самое со вторым шаблоном. На некоторых мониторах самая тёмная полоса исчезнет. В этом случае следует вернуть регулировку яркости до уровня, когда она станет едва видимой. Если регулировку яркости понижается до минимума, а полосы не смешиваются, тогда нужно настроить регулировку с помощью измерителя. Нужно вывести на дисплей 100-е окно, как показано ниже.
Далее следует измерить окно с помощью прибора и настроить яркость на нужном значении. Мы предпочитаем 200 кд/кв.м, но ваши предпочтения могут зависеть от условий освещения в помещении.
Теперь необходимо включить третий шаблон. Нужно повышать регулировку контрастности, пока две правые крайние полосы не смешаются. Это точка клиппирования. Если контрастность повышена до максимума, а полосы всё равно различимы, следует попробовать четвёртый шаблон с разноцветными квадратами. Этот шаблон предпочтительнее, поскольку при его использовании можно видеть точку смешивания каждого первичного цвета. Если один из цветов смешивается, потеряется точность оттенков серого, потому что монитор буквально «теряет» этот цвет. В наших обзорах мониторов мы заметили, что параметр контрастности по умолчанию, как правило, находится на максимально возможном значении. Повышение даже на одну единицу часто приводит к клиппированию цвета, а иногда и всех сразу.
Это легко сделать даже без измерительного прибора. Большинство мониторов позволяет настраивать яркость в таком диапазоне, который не приводит к смешиванию чёрного. Нужно лишь решить, насколько ярким должен быть монитор с учётом определённых рабочих условий. Чаще всего заводские настройки контрастности вполне приемлемы.