Een juiste kleurweergave is onontbeerlijk: de kleurruimte van een LCD-monitor

In dit artikel wordt ingegaan op de factoren waar u op moet letten bij het kiezen van de meest geschikte LCD-monitor. In het eerste gedeelte wordt de kleurruimte behandeld. Brede kleurruimtes (Engels: wide gamut) zijn een trend bij LCD-monitoren, maar wat er precies bedoeld wordt met “kleurruimte” wordt niet altijd goed begrepen. Met deze informatie over kleurruimtes van LCD-monitoren willen we het eenvoudiger maken voor gebruikers om een passend product uit te zoeken en om dit vervolgens optimaal in te stellen en te gebruiken.

Opmerking: de volgende tekst is gebaseerd op een vertaling van het artikel: “IT Media LCD Monitor Course II, Part 1”, uit het Japans dat op 11 november 2008 werd gepubliceerd. Copyright 2011 ITmedia Inc. Alle rechten voorbehouden.


Wat is een kleurruimte eigenlijk precies?

Een kleurruimte is een gedeelte van het kleurbereik dat door het menselijk oog kan worden waargenomen (bijv. het zichtbare lichtspectrum). De kleurbereiken van de meeste beeldverwerkende apparaten – denk aan digitale camera's, scanners, monitoren en printers – verschillen onderling. Daarom zijn hiervoor steeds eigen kleurruimtes vastgelegd. Het doel is om de verschillen te verduidelijken en om de kleuren die op verschillende apparaten gebruikt kunnen worden, met elkaar in overeenstemming te brengen.
 
Er zijn verschillende manieren om een kleurruimte uit te drukken, bijvoorbeeld met diagrammen. Voor weergaveapparatuur wordt echter het meeste gebruik gemaakt van de xy-kleurentabel van het XYZ-kleurruimtesysteem. Deze zijn vastgelegd door de International Commission of Illumination. In de volgende xy-kleurtabel ziet u een boogvormig gedeelte met een stippellijn eromheen. Dit is het kleurbereik dat zichtbaar is voor het menselijk oog.
 
De drie standaardkleurruimtes die vaak worden genoemd voor PC's, zijn sRGB, Adobe RGB en NTSC. De kleurruimtes die zijn vastgelegd voor deze standaards zijn in de xy-kleurentabel weergegeven als driehoek. Deze driehoeken laten de uiterste RGB-coördinaten zien, die door rechte lijnen met elkaar verbonden zijn. Het principe is eenvoudig: hoe groter de driehoek, des te meer kleuren de kleurruimte bevat. Voor LCD-monitoren betekent dit dat een monitor met een grotere kleurruimte een groter bereik aan kleuren kan weergeven op het display.

Dit is een xy-kleurentabel volgens het XYZ-kleurensysteem van de CIE. De bereiken binnen de stippellijnen bevatten de kleuren die zichtbaar zijn voor het menselijk oog. De kleurruimtes van sRGB, Adobe RGB en NTSC worden weergegeven als driehoeken. De uiterste waarden voor Rood, Groen en Blauw vormen hierbij de hoekcoördinaten van de driehoek. De kleurruimte die de hardware van een LCD-monitor kan reproduceren, wordt ook met zo'n driehoek weergegeven. Een LCD-monitor kan geen kleuren weergeven buiten zijn kleurruimte.

Print tafel
Gamut sRGB Adobe RGB NTSC
R (x/y-coördinaten) 0,640 / 0,330 0,640 / 0,330 0,670 / 0,330
G (x/y-coördinaten) 0,300 / 0,600 0,210 / 0,710 0,210 / 0,710
B (x/y-coördinaten) 0,150 / 0,060 0,150 / 0,060 0,140 / 0,080
sRGB-, Adobe RGB- en NTSC-kleurcoördinaten in het XYZ-kleurensysteem van CIE
xy-kleurentabel volgens het XYZ-kleurensysteem

De standaard kleurruimte voor PC's is de internationale sRGB-standaard. Deze is in 1998 vastgelegd door de International Electronical Commission. sRGB is de standaard voor Windows-omgevingen. In de meeste gevallen worden LCD-monitoren, printers, digitale camera's en soortgelijke, beeldverwerkende apparatuur zo geconfigureerd dat ze de sRGB-kleurruimte zo nauwkeurig mogelijk reproduceren. Als apparaten en toepassingen voor invoer en uitvoer van gegevens compatibel zijn met sRGB, blijven de kleurafwijkingen tussen invoer vanuit het ene apparaat en uitvoer door een ander apparaat minimaal.
 
Als u echter kritisch naar de xy-kleurentabel kijkt, ziet u dat het kleurbereik dat met sRGB kan worden weergegeven, relatief klein is. Met name de zwaar verzadigde kleuren vallen buiten de sRGB-kleurruimte. Daarnaast bieden apparaten, zoals digitale camera's en printers, steeds bredere toepassingen en kunnen ze levendigere kleuren reproduceren dan de sRGB-standaard. Daarom groeit de belangstelling voor de standaard van Adobe RGB die een grotere kleurruimte heeft. Hiermee is het kleurbereik van Adobe RGB groter dan dat van sRGB. Met name voor groen is dit zichtbaar met levendigere groentinten in Adobe RGB.
 
Adobe RGB is in 1998 gedefinieerd door Adobe Systems, de makers van het beroemde Photoshop. Adobe RGB is weliswaar geen internationale standaard zoals sRGB, maar omdat de grafische softwareproducten van Adobe zo'n groot marktaandeel hebben, wordt Adobe RGB in de praktijk wel als zodanig gebruikt voor professionele beeldbewerking en in drukkerijen en uitgeverijen. Steeds meer LCD-monitoren kunnen het grote bereik van de Adobe RGB-kleurruimte weergeven.
 
NTSC is een kleurruimtestandaard voor analoge televisie, ontworpen door de Amerikaanse National Television Standards Committee. Het kleurbereik dat kan worden weergegeven met de NTSC-standaard lijkt weliswaar op dat van Adobe RGB, maar de waarden voor rood en blauw zijn net iets anders. De sRGB-kleurruimte dekt ongeveer 72% van de NTSC-kleurruimte af. Voor videoproductie en bewerking van bewegende beelden zijn monitoren nodig die de NTSC-kleurruimte kunnen weergeven. Voor privégebruikers en voor fotobewerking is deze kleurruimte van minder groot belang. Voor fotobewerking zijn bij LCD-monitoren twee zaken doorslaggevend met betrekking tot de kleurruimte: de monitor moet compatibel zijn met sRGB en in staat zijn om alle kleuren uit de Adobe RGB-kleurruimte weer te geven.

sRGB
sRGB
Adobe RGB
Adobe RGB

De visuele verschillen tussen Adobe RGB (rechterfoto) en sRGB (linkerfoto). Als een foto wordt omgezet van de Adobe RGB-kleurruimte naar het sRGB-bereik, dan gaan hierbij de zwaar verzadigde kleuren en de fijne kleurdetails verloren. Dit is bijvoorbeeld te zien doordat kleuren minder verzadigd lijken en kleuren lijken te verspringen. Met de kleurruimte van Adobe RGB kunnen zwaarder verzadigde kleuren worden weergegeven dan met sRGB. (Houd er rekening mee dat de weergegeven kleuren kunnen variëren afhankelijk van de gebruikte monitor en softwareomgeving. De voorbeeldfoto's zijn slechts een referentie.)


Verwante begrippen met een significant verschil: Adobe RGB-verhouding en Adobe RGB-afdekking

De oppervlakteverhouding van specifieke kleurruimtes (de driehoeken op de xy-kleurentabel) wordt tegenwoordig bij veel LCD-monitoren met grote kleurruimtes aangeprezen. U heeft ongetwijfeld al eens productbeschrijvingen gezien waarin een percentage van de Adobe RGB-kleurruimte of de NTSC-kleurruimte vermeld werd.
 
Dit zijn echter alleen oppervlakteverhoudingen. Slechts weinig producten beschikken over de gehele Adobe RGB- en NTSC-kleurruimtes. Ook als een monitor beschikt over een Adobe RGB-verhouding van 120%, kan daaruit onmogelijk worden afgeleid welk gedeelte van de Adobe RGB-kleurruimte wordt afgedekt. Dergelijke opgaven kunnen dus de verkeerde indruk wekken. Het is daarom belangrijk om u niet te laten misleiden door productspecificaties.
 
Om misverstanden te voorkomen, gebruiken sommige fabrikanten het woord “afdekking”, zodat precies duidelijk is om welke specificatie het gaat. Als bij een LCD-monitor bijvoorbeeld vermeld wordt dat de Adobe RGB-kleurruimte voor 95% wordt afgedekt, is voor de klant direct duidelijk wat deze monitor levert.
 
Voor gebruikers is het begrip “afdekking” eenvoudiger dan “oppervlakteverhoudingen”. Als er geen informatie beschikbaar is over de kleurruimteafdekking, kunnen gebruikers zich eenvoudiger een mening vormen over de kleurruimte van een LCD-monitor met behulp van de xy-kleurentabel, waarin de kleurruimte grafisch wordt weergegeven.

Adobe RGB en daadwerkelijke kleurruimte van de monitor
Adobe RGB (rood) en daadwerkelijke kleurruimte van de monitor (geel): 100% Adobe RGB-verhouding
Adobe RGB-afdekking
Adobe RGB-afdekking (uitgebreide afdekking van de RGB-kleurruimte)

Vaak bereikt een monitor met een Adobe RGB-verhouding van 100% nog geen afdekking van 100%. Omdat de afdekking in de praktijk invloed heeft op het monitorgebruik, is het belangrijk om te bedenken dat een hoger percentage niet direct een beter product betekent.


Een grote kleurruimte staat niet gelijk aan hoge beeldkwaliteit

Als u de kleurruimte van een LCD-monitor controleert, bedenk dan dat een grote kleurruimte niet direct ook een hoge beeldkwaliteit betekent. Dit is een algemene misvatting.
 
De kleurruimte is slechts één specificatie, terwijl voor de bepaling van de beeldkwaliteit van een LCD-monitor een reeks eigenschappen van belang is. Doorslaggevend is de kwaliteit van de elektronica, omdat die bepaalt in hoeverre alle mogelijkheden van een LCD-display met een brede kleurruimte ook daadwerkelijk kunnen worden gebruikt. In principe is de mogelijkheid om kleuren te creëren die precies op afzonderlijke toepassingen afgestemd zijn, belangrijker dan een brede kleurruimte.
 
Als we kijken naar een LCD-monitor met een brede kleurruimte, is het ook van belang of deze monitor beschikt over een functie om kleurruimtes om te zetten. Een dergelijke functie regelt de kleurruimte van de LCD-monitor op basis van de beoogde kleurruimte, zoals Adobe RGB of sRGB. Als in een menu bijvoorbeeld de sRGB-modus geselecteerd wordt, dan kunnen we ook een LCD-monitor met een brede kleurruimte en hoge afdekking voor Adobe RGB zo aanpassen, dat de kleuren die op het display worden weergegeven, overeenstemmen met de sRGB-kleurruimte.
 
Dergelijke functies voor het converteren van de kleurruimte – wat in principe betekent dat de monitor compatibel is met Adobe RGB en sRGB – zijn bij de meerderheid van de momenteel verkrijgbare LCD-monitoren niet voorhanden. Een conversiefunctie voor de kleurruimtes is echter een voorwaarde voor toepassingen die een nauwkeurige kleurweergave vereisen in de Adobe RGB-kleurruimte en de sRGB-kleurruimte, zoals fotobewerking, beeldretouchering en het opstellen van online content.
 
Als een exacte kleurweergave belangrijk is, kan het soms zelfs een nadeel zijn als een LCD-monitor wel beschikt over een grote kleurruimte maar niet over een conversiefunctie. Deze LCD-monitoren geven iedere RGB-kleur weer, speciaal voor de kleurruimte toegewezen aan een LCD-display in 8 bits Full Color. De kleuren die zo gecreëerd worden, zijn vaak te levendig in vergelijking met de beeldweergave in de sRGB-kleurruimte – die kleurruimte wordt dus niet exact weergegeven.

Links ziet u een foto in de sRGB-kleurruimte op een monitor die hiermee compatibel is, rechts ziet u dezelfde foto op een LCD-monitor met een brede kleurruimte, die echter niet compatibel is met sRGB en niet beschikt over een functie voor de conversie van de kleurruimte. Hoewel de foto rechts levendig overkomt, lijkt de verzadiging in sommige kleurpartijen onnatuurlijk hoog. Bovendien wijken de kleuren significant af van de voorstelling van de fotograaf.

Vergleich Bild auf Monitor mit sRGB und nicht sRGB kompatibel

Grotere kleurruimtes vereisen betere technologie om de beeldkwaliteit te verhogen

Met de groeiende kleurruimtes van LCD-monitoren kan een groter kleurbereik worden weergegeven. Kleuren op monitordisplays kunnen beter worden gecontroleerd en de beeldbewerking wordt nauwkeuriger. Regelmatig treden hierbij echter problemen op, die minder opvallen bij kleurruimtes binnen het sRGB-bereik. Denk aan onregelmatigheden in het kleurverloop, schommelingen in de kleur door een krappe kijkhoek en onregelmatigheden in de displayweergave. Zoals gezegd, is het voor een hoge beeldkwaliteit van een LCD-monitor niet voldoende als deze alleen beschikt over een grote kleurruimte. Hier gaan we dieper in op de verschillende technologieën om gebruik te maken van een grote kleurruimte.
 
Ten eerste de: de technologieën om het kleurverloop te optimaliseren. Hierbij is de interne functie voor de gammacorrectie doorslaggevend voor een gedifferentieerd kleurverloop. Deze functie toont de 8-bits ingangssignalen van de PC in iedere RGB-kleur op de monitor. De signalen worden in eerste instantie met 10 of meer bits in de LCD-monitor omgezet in iedere RGB-kleur in een gedifferentieerd kleurverloop, en vervolgens toegewezen aan de bijbehorende, optimale 8-bits RGB-kleur. Het resultaat: de weergave van overgangen en nuances van kleuren wordt geoptimaliseerd door de verbeterde gammacurve.
 
Op grotere schermformaten zijn deze verschillen eenvoudiger te herkennen, vooral als de monitor beschikt over een grote kleurruimte. Afhankelijk van de kijkhoek ten opzichte van het LCD-display kunnen er echter problematische kleurafwijkingen optreden. Meestal wordt de kleurafwijking door de kijkhoek bepaald door de technologie van het LCD-display. Bij hoogwaardigere modellen is zelfs onder een scherpere kijkhoek geen afwijking te zien. De belangrijkste technologieën voor LCD-displays zijn IPS (in-plane switching), VA (vertical alignment) en TN (twisted nematic). IPS heeft de minste kleurafwijking, TN de meeste. Hoewel de eigenschappen qua kijkhoek bij de TN-technologie de laatste jaren significant verbeterd zijn, is de achterstand ten opzichte van de VA- en IPS-technologie nog steeds onveranderd groot. Als het gaat om hoge kleurprestaties en weinig kleurafwijkingen, dan zijn de VA- en IPS-technologieën altijd nog superieur.
 
De functie voor de homogeniteitscorrectie van de helderheid en kleurzuiverheid is een technologie om onregelmatigheden bij de kleurweergave terug te dringen. De homogeniteit heeft hier betrekking op de kleuren en de helderheid (luminantie) van het display. Een LCD-monitor met hoge homogeniteit heeft verdeeld over het oppervlak slechts minimale afwijkingen in helderheid en kleur. Krachtige LCD-monitoren beschikken over systemen die de helderheid en kleur op iedere positie op het display intern corrigeren.

vergelijking tussen monitoren met en zonder homogeniteitscorrectie

Hier ziet u een vergelijking tussen monitoren met en zonder homogeniteitscorrectie. Een LCD-monitor met correctie van de kleurhomogeniteit (linkerfoto) heeft een gelijkmatigere helderheid en kleur op het display dan een monitor die deze correctie niet heeft (rechterfoto). De beide foto's zijn aangepast om onregelmatigheden duidelijk te maken. De daadwerkelijke onregelmatigheden zouden zonder deze bewerking minder opvallen.


Kalibratie: haal meer uit een grotere kleurruimte

Om een LCD-monitor met een grote kleurruimte optimaal te kunnen gebruiken en de kleuren zo weer te geven, zoals de gebruiker ze bedoeld heeft, is een monitorkalibratie onontbeerlijk. De kalibratie van een LCD-monitor bestaat uit twee stappen: ten eerste de eigenlijke kalibratie, vervolgens het wegschrijven van de kleureigenschappen in een ICC-profiel. Dit is een bestand dat de eigenschappen van de kleuren op het apparaat definieert. Het gebruik van dit ICC-profiel garandeert bijzonder nauwkeurig de constantheid tussen de kleurinformatie die de (grafische) software gebruikt en de kleuren die worden weergegeven op de LCD-monitor.
 

LCD-monitoren kunnen op twee manieren worden gekalibreerd: softwarekalibratie en hardwarekalibratie.

 
Bij de softwarekalibratie volgt de gebruiker de aanwijzingen van de kalibratiesoftware om parameters als helderheid, contrast en kleurtemperatuur (kleurbalans) aan te passen met behulp van de configuratieopties van de LCD-monitor. Hierbij worden de gewenste kleuren handmatig aangepast. In sommige gevallen worden hiervoor functies van de grafische kaart gebruikt, in plaats van het configuratiemenu van de LCD-monitor. De softwarekalibratie is voordelig en kan bij iedere LCD-monitor worden toegepast.
 
Omdat aanpassingen echter handmatig worden doorgevoerd, kunnen er soms afwijkingen optreden in de nauwkeurigheid. Intern kan het RGB-kleurverloop te lijden hebben, omdat de weergavebalans verminderd wordt door een lager uitvoerniveau van het RGB-kleursignaal. Ondanks dat is de softwarekalibratie nog steeds een eenvoudige manier om een weergave van de gewenste kleuren te verkrijgen. En de resultaten zijn in ieder geval beter dan wanneer de monitor helemaal niet gekalibreerd wordt.
 
In vergelijking met de softwarekalibratie is de hardwarekalibratie veel nauwkeuriger. Bovendien is er minder tijd voor nodig. Hardwarekalibratie is echter alleen mogelijk bij compatibele monitoren. Over het algemeen omvat deze kalibratie deze twee stappen. De kalibratiesoftware stuurt eerst een meetapparaat aan, waarmee de kleureigenschappen die op het beeldscherm worden weergegeven, kunnen worden afgestemd op de beoogde kleureigenschappen. De helderheid, het contrast en de tabel voor de gammacorrectie (de Look-Up Table) van de LCD-monitor worden vervolgens direct op hardwareniveau ingesteld. Een tweede voordeel van de hardwarekalibratie is de gebruiksvriendelijkheid. Alle processen verlopen automatisch, inclusief het opstellen van een ICC-profiel.
 
De modellen uit de ColorEdge-serie van EIZO zijn compatibel met hardwarekalibratie.

Met de ColorNavigator-software voor kleurkalibratie in combinatie met een meetapparaat kan de hardware van de monitoren uit de ColorEdge-serie dus eenvoudig en nauwkeurig worden gekalibreerd.

hardwarekalibratie