Una restituzione corretta dei colori è essenziale: lo spazio cromatico del monitor LCD

Dopo aver considerato i vari standard di qualità proposti e le numerose quanto svariate richieste di mercato, può risultare utile consultare una guida per la scelta del monitor LCD più indicato per una specifica applicazione. Questo articolo vi parla delle variabili da considerare per la scelta del monitor LCD più idoneo e in linea con le vostre preferenze. La prima parte  si concentra sullo spazio cromatico. Monitor con wide gamut  si stanno diffondono rapidamente, il nostro intento è di fornire un valido aiuto all'acquisto del modello giusto per le proprie esigenze e di mostrarvi i prodotti degni di nota e come impostarli correttamente per raggiungere un esito ottimale.

Nota: il seguente articolo è una traduzione dell'articolo "IT Media LCD Monitor Course II, Part" dal giapponese, pubblicato in data 11 novembre 2008. Copyright 2011 ITMedia Inc. Tutti i diritti sono riservati.


Cosa significa "spazio cromatico"?

Lo spazio colore definisce la gamma di colori che viene identificata dall'occhio umano. Ogni spazio di colore che non sia assoluto rappresenta la quantità di colori che un determinato dispositivo come camera digitale, scanner, monitor o stampante sono in grado di rappresentare. Di conseguenza, gli stessi valori cromatici possono apparire differenti a seconda del dispositivo che li interpreta e abbiamo bisogno di renderli corrispondenti.
 
Esistono diversi modi di rappresentazione dei colori del gamut, per esempio in forma di diagrammi. Uno dei metodi più comuni sono le coordinate XYZ e utilizzate da CIE  (la Commissione internazionale per l'Illuminazione) e che comprendono tutte le tinte visibili dall'occhio umano. 
 
Gli spazi colori standard del monitor utilizzati in combinazione con il PC sono lo standard sRGB, AdobeRGB e NTSC.  Le coordinate definite dal relativo standard vengono rappresentate nella forma di un diagramma con le due variabili x e y. Questo diagramma o triangolo indica le coordinate massime RGB congiunte da linee rette. Pù grande è  lo spazio rappresentato, più ampio è lo spazio cromatico. Per un monitor LCD ciò significa che un prodotto con un gamut più ampio è in grado di restituire un numero maggiore di colori sullo schermo.

Questo diagramma xy si basa sullo spazio CIE. Le sezioni comprese nelle linee tratteggiate riflettono i colori percepibili dall'occhio umano. Gli spazi basati sui modelli sRGB, AdobeRGB e NTSC sono rappresentati da triangoli. I punti massimi per R, G e B sono rappresentati dai vertici del triangolo. Anche lo spazio hardware di un monitor è riprodotto con un simile triangolo. Un monitor LCD non è in grado di restituire colori che si trovano al di fuori del proprio gamut.

Stampa tabella
Gamut sRGB Adobe RGB NTSC
Coordinate x/y R 0,640 / 0,330 0,640 / 0,330 0,670 / 0,330
Coordinate x/y G 0,300 / 0,600 0,210 / 0,710 0,210 / 0,710
Coordinate x/y B 0,150 / 0,060 0,150 / 0,060 0,140 / 0,080
Coordinate sRGB, AdobeRGB e NTSC descritte in un diagramma secondo lo standard specificato da CIE
Questo diagramma xy si basa sullo spazio CIE

Lo spazio colore standard di un PC è il modello sRGB, introdotto dalla Commissione IEC nel 1998 e adottato anche per il sistema operativo Windows e proposto dai più comuni dispositivi come monitor LCD, stampanti, fotocamere digitali e applicazioni sono configurati in modo da poter riprodurre al meglio lo spazio sRGB. Se dispositivi di input e output utilizzano questo standard gli scostamenti cromatici saranno per lo più insignificanti.
 
Analizzando il diagramma xy si nota che, con la gamma di colori rappresentabili è relativamente limitata. In particolare i colori altamente intensi non sono visibili. Proprio per questo lo spazio Adobe RGB riveste sempre una maggiore importanza perché è in grado di esprimere una gamma molti più ampia di colori e anche tonalità molto intense  del giallo e dell'arancione e considera una vasta gamma di tonalità del verde scuro. Uno spazio che ha un volume maggiore non implica però che lo spazio con maggiore includa tutti i colori dell'altro.
 
AdobeRGB fu introdotto da Adobe Systems nel 1998 per la nota software Photophop, applicazione di fotoritocco ed elaborazione di foto. Sebbene AdobeRGB non sia uno standard internazionale, esso copre quasi integralmente i colori CMYK utilizzati per applicazioni professionali grafiche e per la stampa. Un numero sempre maggiore di monitor LCD è in grado di visualizzare correttamente i colori compresi nello spazio colore AdobeRGB.
 
NTSC è lo spazio colore definito dalla televisione digitale e sviluppato dalla National Television Standards Committee NTSC negli Stati Uniti. Lo spazio NTSC assomiglia allo spazio AdobeRGB, i valori R e B comunque differiscono lievemente.  NTSC offre una quantità maggiore di colori ma non copre completamente lo spazio sRGB (copertura del 72%). Monitor che sono in grado di restituire i colori NTSC vengono molto spesso utilizzati per l'editing video e per la postproduzione di sequenze animate. Per l'utilizzo amatoriale o il fotoritocco questa dimensione riveste solo un ruolo subordinato. Per il fotoritocco e l'elaborazione grafica con il monitor, la compatibilità con lo sRGB e la capacità di riprodurre i colori AdobeRGB sono di importanza decisiva.

sRGB
sRGB
Adobe RGB
Adobe RGB

Due esempi che consentono di riscontrare le differenze esistenti tra lo spazio AdobeRGB (foto a destra) e sRGB (foto a sinistra). Se una foto creata con lo standard AdobeRGB viene successivamente convertita in dati sRGB, si potrà constatare una notevole perdita di informazioni cromatiche nelle tonalità più intense. Lo spazio AdobeRGB è in grado di restituire in modo migliore queste tonalità intense rispetto allo spazio sRGB (la riproduzione su monitor di questo esempio può ovviamente presentare differenze, a seconda del monitor e del software utilizzato. Si tratta solo di un esempio per una migliore comprensione).


Simili, ma diversi allo stesso tempo: rapporto AdobeRGB e copertura AdobeRGB

Negli ultimi tempi il gamut più ampio dei nuovi monitor LCD di specifici spazi cromatici viene sempre più pubblicizzato. Nei cataloghi dei modelli ha sicuramente tratto la vostra attenzione la menzione di percentuali di copertura dello spazio cromatico AdobeRGB e NTSC.
 
Ma per la comparazione del rapporto di superificie non basta. Pochissimi prodotti sono in grado di restituire tutta la gamma cromatica dello spazio AdobeRGB e NTSC e se nelle specifiche tecniche di un determinato monitor appare un rapporto di superficie del gamut NTSC del 120% ciò può chiaramente indurre l'utente a false interpretazioni.
 
Per chiarire questi equivoci riguardanti le specifiche tecniche, molti produttori utilizzano il termine "copertura". Se nelle specifiche di un monitor LCD appare il valore: copertura del 95% dello spazio cromatico AdobeRGB questo significa per il cliente in modo chiaro e preciso che il monitor è in grado di restituire il 95% dello spazio cromatico AdobeRGB.
 
Per l'utente questo termine è molto più chiaro e comprensibile del termine volume gamut. Se non viene indicata nessuna informazione sulla copertura dello spazio cromatico, è possibile farsi una propria opinione sulla resa cromatica dei monitor LCD in base ai diagrammi xy.

AdobeRGB e spazio cromatico del monitor
AdobeRGB (rosso) e spazio cromatico del monitor (giallo): 100% spazio cromatico AdobeRGB
AdobeRGB copertura
AdobeRGB copertura (copertura ampliata dello spazio RGB)

In molti casi dunque un monitor che riproduce un volume gamut del 100% AdobeRGB non copre comunque interamente tutte le tonalità dello spazio AdobeRGB e solo questo parametro ha rilevanza nell'utilizzo pratico, e dobbiamo quindi congedarci da questa gara a valori sempre più alti che non contraddistinguono automaticamente un migliore prodotto.


Un errore: spazio cromatico ampio corrisponde a qualità visiva superiore

Se verificate lo spazio cromatico di un monitor LCD, siate consapevoli che uno spazio cromatico più ampio non si traduce automaticamente in una qualità visiva superiore.
 
Contrariamente a quanto si può credere, lo spazio cromatico è solo uno dei fattori che influisce sulla qualità visiva di un monitor; la capacità elettronica del pannello di elaborare questi dati cromatici è assai più rilevante.  Si può quindi asserire che la capacità di esprimere i colori secondo le proprie individuali esigenze è un elemento cruciale e da giudicare più cruciale rispetto all'ampiezza offerta dallo spazi cromatico.
 
Se osserviamo un monitor LCD che vanta uno spazio cromatico ampio dobbiamo concentrare la nostra attenzione sulla disponibilità di una funzione di conversione di spazi cromatici. Una tale funzionalità offre la possibilità di adattare lo spazio cromatico del monitor LCD allo spazio target, come  AdobeRGB o sRGB. Se, per esempio,  mediante il menù è possibile scegliere come opzione lo standard sRGB, ciò vuol dire che è possibile adeguare un monitor con uno spazio più ampio e una elevata copertura dello spazio AdobeRGB in modo tale che la resa cromatica sullo schermo sia corrispondente allo spazio sRGB.
 
Solo pochi monitor LCD dispongono di questa funzione di conversione del colore (e cioé una funzione di compatibilità sia con lo spazio adobeRGB che sRGB). Ma proprio questa potenzialità è un requisito imprenscindibile per tutte le applicazioni che richiedono una riproduzione precisa di spazi cromatici AdobeRGB e SRGB, per esempio nell'elaborazione grafica e nel fotoritocco oppure per la creazione di contenuti web.
 
Se la fedeltà cromatica è essenziale, l'uso di un monitor LCD che dispone di uno spazio cromatico esteso ma senza funzione di conversione, può costituire un vero e proprio svantaggio. Questi monitor, infatti, esprimono ogni colore RGB in modo appositamente indirizzato per la visione a 8 bit. Ne risulta che i colori rappresentati potrebbero risultare troppo vivaci (lo spazio sRGB non viene riprodotto per intero).

A sinistra potete osservare una foto scattata con lo spazio sRGB su un monitor LCD compatibile con lo spazio sRGB, a destra un monitor LCD con ampio spazio cromatica, ma senza compatibilità con lo spazio sRGB e senza funzione di conversione. Mentre la foto a destra sembra molto realistica, la saturazione si presenta innaturale. E possiamo constatare una forte differenza rispetto ai colori creati dal fotografo.

Vergleich Bild auf Monitor mit sRGB und nicht sRGB kompatibel

Spazi cromatici più ampi aumentano la necessità di sviluppo di tecnologie per incrementare la qualità visiva

A causa della tendenza di mercato di offrire sempre più monitor LCD che vantano ampi spazi cromatici, la capacità di restituzione dei pannelli cresce continuamente e permette di adeguare ancora meglio la qualità visiva delle immagini. D'altro canto questo incremento di qualità porta spesso anche a problemi di grading, oscillazioni cromatiche e a un decadimento della qualità in posizone angolate che erano meno evidenti con l'utilizzo dello standard sRGB. Come già accennato, la dotazione del pannello LCD con ampio gamut non è una garanzia di una perfetta qualità visiva del monitor. Ora prendiamo in considerazione l'argomento e osserviamo le diverse tecnologie che utilizzano uno spazio cromatico ampio.
 
Come prima cosa ci occupiamo delle tecnologie di ottimizzazione del gradiente. Essenziale per questa ottimizzazione è la funzione interna di correzione di gamma che mostra segnali in ingresso a 8 bit provenienti dal PC tradotti in colori RGB. Questi segnali vengono precedentemente tradotti dal monitor in gradazioni a 10 o più bit per canale per poi indirizzarli alla tonalità a 8 bit RGB ottimale. Ne risulta un miglioramento delle sfumature e gradazione ottenuta mediante un'ottimizzazione della curva gamma.
 
Su schermi di dimensioni maggiori eventuali differenze sono facilmente percepibili, specialmente se si utilizza spazi cromatici estesi. In posizioni angolate di visione si può comunque constatare un decadimento di cromaticità e contrasto, dovuta alla particolare tecnologia dei pannelli LCD. Pannelli di elevata qualità si contraddistinguono per una visione senza perdità di qualità anche da posizioni angolate. La tecnologia LCD si suddivide in pannelli IPS (In-Plane-Switsching), VA (Vertical Alignment) e pannelli TN (Twisted Nematic) che presentano nell'ordine una sempre maggiore perdità di qualità. Nonostante le caratteristiche della tecnologia TN per ciò che riguarda l'angolo di visione sono state ampiamente migliorate, esiste ancora un certo divario tra le prestazioni di questa tecnologia rispetto ai pannelli VA e IPS. Se richiedete un'alta performance cromatica e gradienti precise, sicuramente la scelta migliore è uno schermo con tecnologia VA e IPS.
 
La funzione di correzione dell'omogeneità della luminosità e cromaticità è una tecnologia per la riduzione di irregolarità di visualizzazione. L'uniformità si riferisce in questo caso ai colori e la luminosità alla luminanza dello schermo. Un monitor LCD con un'ottima omogeneità presenta poche irregolarità nella distribuzione della luminosità e cromaticità. Monitor LCD altamente performanti dispongono di sistemi che correggono e compensano automaticamente i suddetti parametri pixel per pixel.

Per rendere il paragone più calzante, ecco un confronto tra un monitor che dispone di funzione di correzione dell'omogeneità e uno senza correzione dell'omogeneità.

Per rendere il paragone più calzante, ecco un confronto tra un monitor che dispone di funzione di correzione dell'omogeneità e uno senza correzione dell'omogeneità. Il monitor con correzione della distribuzione cromatica e luminosa (a sinistra) propone una visione molto più uniforme dei colori e dei livelli della luminosità rispetto al monitor senza correzione (a destra). Le due immagini sono state modificate in modo da enfatizzare le irregolarità che normalmente non sono così evidenti.


Calibrazione per l'incremento dello spazio cromatico

Per poter sfruttare al meglio un monitor LCD con spazio cromatico ampio e riprodurre i colori nel modo voluto dall'utente, sarà necessario effettuare una calibrazione. La calibrazione di un monitor LCD consente la verifica della corrispondenza dei colori e non migliora il monitor, ma lo porta ad uno stato noto. La funzione finale del processo di calibrazione è la creazione di un profilo standardizzato ICC che descrive in valori matematici le caratteristiche di colore di una periferica per mantenere l'accuratezza cromatica delle informazioni da visualizzare sullo schermo del monitor LCD.
 

Esistono due tipi di calibrazione per il monitor: hardware e software.

 
La calibrazione software viene effettuata con una sonda colorimetrica esterna ed il relativo software di calibrazione che permette di definire i parametri di luminosità, contrasto, temperatura del colore (bilanciamento RGB) del monitor LCD. L'impostazione dei valori desiderati avviene manualmente. Invece del menù di impostazione del monitor viene molto spesso utilizzato il menu di impostazione della scheda grafica. La calibrazione mediante software è in ogni caso un'alternativa economica e può essere applicata ad ogni monitor LCD.
 
Possono comunque insorgere lievi imprecisioni, dato che la calibrazione software molto spesso richiede un ulteriore armonizzazione manuale.  Internamente, il gradiente RGB può risultare danneggiato, un effetto dovuto alla riduzione del livello del segnale RGB in uscita. Nonostante ciò, la calibrazione software costituisce un metodo effettivo ed economico per ottenere una sufficente regolazione dello schermo anche se approssimativo. In ogni caso, è una buona via di mezzo, sempre meglio che non effettuare nessuna calibrazione.
 
La calibrazione hardware al contrario, offre la massima accuratezza. La gestione è intuitiva e facile, anche se può essere eseguita solo su monitor LCD compatibili. Questo tipo di calibrazione comprende le seguenti operazioni: il software di calibrazione gestisce il dispositivo di misurazione e le caratteristiche tonali dello schermo che vengono adattate e armonizzate secondo i valori target di calibrazione. La luminosità, il contrasto e la tabella di correzione di gamma (look up table) del monitor vengono effettuate a livello hardware. Un ulteriore vantaggio della calibrazione hardware è il suo facile impiego. Tutte le operazioni necessarie avvengono con la massima rapidità e precisione in modo automatico, anche la creazione del profilo ICC.
 
La serie ColorEdge è una delle linee di monitor professionali per la grafica che sono muniti di calibrazione Hardware.

La combinazione tra monitor ColorEdge con un dispositivo di misurazione e in abbinamento con il software di calibrazione ColorNavigator offre una calibrazione hardware assolutamente accurata.

calibrazione hardware