A sinistra Minolta CS100, al centro lo spettrometro Ocean Optics e a destra il Minolta LS100
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Il display è probabilmente la parte più importante di uno smartphone o di un tablet poiché è la principale interfaccia che ci consente di interagire con il prodotto. Per analizzare la qualità dei display dei prodotti mobile, in AV Magazine utilizziamo il meglio del nostro laboratorio, ovvero gli stessi strumenti di misura e lo stesso approccio scientifico che adoperiamo per l'analisi di tutti gli altri prodotti dedicati alla riproduzione delle immagini; dai monitor broadcast, ai televisori, dai proiettori home theater a quelli per cinema digitale 4K.

All'interno del nostro laboratorio abbiamo a disposizione numerosi strumenti di misura, certificati dai più autorevoli sistemi di taratura, nazionali e internazionali. Per ogni parametro da analizzare utilizziamo soltanto lo strumento migliore. Ad esempio, per l'analisi delle coordinate cromatiche, (gamut, fedeltà cromatica e bilanciamento del bianco), utilizziamo come riferimento uno spettrometro Ocean Optics ad elevata risoluzione (2 nm FWHW). Per l'analisi della luminanza, del gamma e del rapporto di contrasto, utilizziamo un fotometro Minolta LS100, con angolo di campo di 1°. Per l'analisi dell'angolo di visione - di prossima pubblicazione - utilizziamo un colorimetro Minolta CS100, anche questo con un angolo di campo di 1°. Occasionalmente, per le misure sul campo utilizziamo anche prodotti x-rite opportunamente selezionati e/o profilati, come il colorimetro i1 Display Pro e lo spettrometro i1 Pro.

Per garantire l'accuratezza dei risultati, gli strumenti vengono ricalibrati periodicamente

Di norma il DUT (Device Under Test) viene analizzato all'interno del nostro laboratorio in totale assenza di luce, con un attento controllo delle riflessioni e con temperatura dell'aria compresa tra i 18° e i 26 Gradi Celsius. In alcuni casi (fiere e altri eventi) le misure sono effettuate sul campo: in queste occasioni verranno segnalati sia gli strumenti di misura utilizzati che le condizioni a corollario del test, compresa la eventuale illuminanza in ambiente. Per una misura che introdurremo prossimamente, viene immessa intenzionalmente luce controllata, ad intensità, angolo e spettro conosciuti, il tutto per verificare il rapporto di contrasto con grandi quantità di luce in ambiente.

Per le misure utilizziamo sempre immagini PNG alla risoluzione nativa e soltanto dopo un warm-up del DUT di almeno 30 minuti. Come seconda scelta, abbiamo un set di segnali in formato GIF e, come terza scelta, segnali in formato JPG; questi ultimi però non immuni da minimi artefatti di compressione. In ogni caso sarà sempre segnalato il formato dei segnali utilizzati in ogni test. Come software di riproduzione, nel DUT viene utilizzato quello pre-installato di default dal produttore. In caso di più software a disposizione, viene sempre verificata una corrispondenza dei risultati, indicando eventuali differenze. In alcuni casi verranno verificate le prestazioni anche con filmati in formato H.264, 720p a 6 Mbps, con l'obiettivo di verificare gli stessi segnali test proposti con le immagini statiche.

Le immagini in formato PNG, al contrario di quelle JPEG, non hanno artefatti di compressione

Per essere ancora più chiari, non ci fermeremo alla mera trascrizione della risoluzione e della densità di pixel. Anche perché, considerando la distanza media da cui si osserva il display di uno smartphone e l'acutezza visiva di una persona normale, una densità di pixel superiore a 300 punti per pollice è assolutamente inutile oltre che - per alcuni aspetti - controproducente. Se osserviamo da una distanza di 25 cm due display con diagonale di 4,9", il primo con risoluzione di 1280x720 punti (300 DPI) e l'altro con 1920x1080 punti (450 DPI), avranno lo stesso dettaglio poiché la densità dei pixel di quello full HD va ben oltre l'acutezza visiva della razza umana. D'altra parte, il prodotto con display full avrà il doppio di pixel da "muovere" rispetto a quello con risoluzione inferiore.

Il benchmark della luminanza ha una scala logaritmica per rendere più visibili i valori più bassi

Al momento, il parametro più importante di un display di un prodotto portatile è la luminanza, misurata in cd/m2 (candele su metro quadrato). Proprio perché è portatile, nella vita reale il DUT si troverà in condizioni di grande quantità di luce in ambiente, anche sotto la luce diretta del sole. In questo caso, il display più luminoso avrà un grande vantaggio rispetto ad un altro carente da questo punto di vista. Maggiori informazioni sulla luminanza e sulle metodologie di misura sono disponibili nella guida base alla fotometria disponibile a questo indirizzo.

Passiamo ora alla domanda fatidica: Di quante cd/m2 ho bisogno? La risposta in questo caso è: “dipende”...

In generale, il display più luminoso avrà sempre un innegabile vantaggio rispetto ad un altro meno luminoso, soprattutto quando c'è tanta luce in ambiente. Pensate ad uno smartphone montato sul cruscotto di un'autovettura, in piena luce, come navigatore GPS. Oppure un tablet, in spiaggia, a mezzogiorno: anche al riparo dal sole, sotto l'ombrellone arrivano sullo schermo del tablet più di 20.000 lux. In questo caso, 200 cd/m2 sarebbero assolutamente insufficienti. Per nostra fortuna, è piuttosto facile trovare prodotti con tecnologia LCD che sfiorano o addirittura superano le 500 cd/m2. In queste condizioni di alta luminosità in ambiente, per garantire una corretta visibilità delle immagini, sostanzialmente la luminanza non è mai abbastanza. Più ce n'è, meglio è.

Tuttavia è altrettanto importante che la luminanza sia ben modulabile, in modo da ridurla a livelli estremamente bassi quando siamo al buio: un display con più di 10 cd/m2 in condizioni di buio assoluto potrebbe risultare addirittura fastidioso oltre che disturbare le persone a noi più vicine, durante la notte. Per i prodotti con tecnologia LCD è relativamente semplice raggiungere elevati livelli di luminanza: basterebbe che il produttore scegliesse di inserire una unità di retroilluminazione più potente. D'altra parte, i prodotti con unità di retroilluminazione molto potente consumano di più.

Il livello massimo di luminanza della stragrande maggioranza dei display LCD è anche legato alla saturazione dei colori: a parità di retroilluminazione, per avere colori più saturi il produttore dovrà scegliere filtri colore RGB più “stretti” e pannelli di retroilluminazione ottimizzati, quindi meno efficienti. Al contrario, per avere una maggiore efficienza, il produttore deve accettare qualche compromesso sulla profondità dei colori. Per questo motivo, normalmente i display LCD più luminosi (es. Apple iPhone) hanno anche colori meno profondi. Tra i display LCD nel futuro prossimo potrebbero esserci delle novità nel campo della retroilluminazione che consentiranno colori molto saturi senza rinunciare all'efficienza (quantum dots e LED RGB). Ne riparleremo molto presto.

Per adesso possiamo dire che i display con tecnologia AMOLED sono generalmente meno luminosi rispetto ai display con tecnologia LCD e difficilmente superano le 300 cd/m2 anche se in questo caso è doverosa una precisazione. Per la tecnologia OLED e AMOLED non c'è una retroilluminazione ma sono gli stessi pixel colorati che emettono luce quando sono eccitati elettricamente. L'energia a disposizione in un prodotto è comunque limitata e per questo motivo se viene "concentrata" in un'area più piccola è possibile ottenere una luminanza più elevata rispetto a tutta l'area del display. Per questo motivo, è altamente probabile che la luminanza misurata con un fotogramma bianco su tutto il display sia più bassa rispetto a quella misurata con una immagine test in cui solo una piccola parte sia bianca mentre il resto sia tutto nero.

Alcuni dei segnali test utilizzazi per la misura della luminanza negli schermi con tecnologia OLED e AMOLED

Prendiamo come esempio il Lumia 925 e 1020. Misurando il "bianco" su tutta l'area del display si sfiorano le 270 cd/m2. Se si sceglie un'area di appena il 25% si arriva a 320 cd/m2. Se si scende al 15% si arriva fino a 3450 cd/m2 e 365 con un'area al 5%. In linea di massima i display AMOLED possono essere ancora più luminosi e non si fatica a superare le 300 cd/mq anche su tutta l'area del display. In ogni modo, per la misura della luminanza useremo segnali test che coprono solo il 15% dell'area del display, con il resto della superficie che riproduce un livello tale che la media dell'intero display sia pari al 50%. Utilizzare segnali test con area inferiore (addirittura c'è chi misura aree del 5% o anche dell'1%) ha poco senso poiché le immagini e il testo dei menu che mediamente viene visualizzato sullo schermo di uno smartphone occupa un'area significativa. C'è anche da dire che la tecnologia AMOLED offre vantaggi enormi in termini di rapporto di contrasto e di profondità del colori rispetto alla tecnologia LCD. Discuteremo di questi due aspetti nei rispettivi paragrafi. Nelle tabelle (in alto a questo paragrafo c'è un esempio), il risultato migliore sarà comunque quello con il valore di luminanza più elevato.

Anche il benchmark del rapporto di contrasto ha una scala logaritmica

Assieme alla massima luminanza, il parametro che identifica maggiormente la qualità di un display è il rapporto di contrasto: un rapporto matematico tra il livello di luminanza massimo del “bianco” e quello del “nero”, ottenuti al buio e senza che venga modificata la potenza della retroilluminazione: se misuriamo 500 cd/m2 per il bianco e 0,5 cd/m2 per il nero, il rapporto di contrasto sarà 500/0,5 quindi 1000:1. Nella stragrande maggioranza dei casi, questo è anche il rapporto di contrasto nativo (detto anche intra-frame, ovvero all'interno della stessa immagine). Nella quotidianità, il rapporto di contrasto è anche in funzione della luminosità ambientale e della presenza di trattamenti antiriflesso: in ambiente luminoso, la luce che arriva sullo schermo sarà riflessa anche quando questo riprodurrà il “nero”, abbassando notevolmente il rapporto di contrasto percepito.

In ogni modo, per garantire una corretta lettura di un testo con caratteri neri su fondo bianco, è indispensabile un rapporto di contrasto nativo di almeno 20:1. Meglio se il rapporto di contrasto, che da qui in avanti chiameremo CR (Contrast Ratio), è di almeno 50:1. In condizioni ambientali favorevoli, ovvero in ambiente completamente buio, il rapporto di contrasto del display è solitamente molto elevato ed è legato esclusivamente al rapporto tra la luminanza del “bianco” e quella del “nero”. In questo caso, per i display con tecnologia LCD, è difficile avere un rapporto di contrasto inferiore a 500:1 e in alcuni casi è possibile avvicinarsi sensibilmente al valore di 1.000:1. I display con tecnologia AMOLED hanno invece un rapporto di contrasto nativo superiore di vari ordini di grandezza (fino a 100.000:1 ed oltre) poiché hanno un livello del nero così contenuto da mettere in crisi anche molti strumenti di misura. Non certo i nostri. Ed ora una piccola “divagazione” sul rapporto di contrasto dei display LCD.

Per il display con tecnologia LCD il rapporto di contrasto non varia modulando la retroilluminazione del display ma è legato al pannello LCD in sé. Quando viene limitata la potenza dell'unità di retroilluminazione, scende la luminanza sia sul “bianco” che sul “nero”, esattamente nella stessa proporzione. Le riviste che pubblicano il rapporto di contrasto con retroilluminazione al massimo e al minimo, oppure a vari step di retroilluminazione, dimostrano soltanto l'incertezza di misura del proprio strumento alle basse luci oppure la presenza di condizioni di misura inadeguate, con luce presente nell'ambiente di misura.

Il rapporto di contrasto è anche strettamente legato alla curva del gamma. Discuteremo della relazione tra rapporto di contrasto e gamma nel prossimo paragrafo.

Al momento pubblicheremo soltanto la luminanza massima e minima e il rapporto di contrasto nativo del display, acquisito con il display alla massima potenza, al buio e in modo che lo strumento di misura possa lavorare nelle migliori condizioni. Il Minolta LS100 ha una incertezza di misura estremamente contenuta, pari al 2% (+ o – due cifre decimali) anche ad appena 0,001 cd/m2. Nelle prossime settimane aggiungeremo anche la misura di rapporto di contrasto con grandi quantità di luce in ambiente, simulate con circa 20.000 lux sulla superficie del display. In questo caso saranno avvantaggiati non solo display molto luminosi, ma anche display con trattamento antiriflesso. Quando presenteremo questa misura, analizzeremo anche gli effetti introdotti dalle pellicole protettive, sia di tipo anti-riflesso che lucide.

All'interno di una foto JPEG o di un video in MPEG4, le informazioni sono codificate ad 8 bit per componente cromatica, il che si traduce in 256 diversi livelli per ciascuna componente, da zero fino a 255. Miscelando in modo diverso le tre componenti primarie RGB, ciascuna codificata ad 8 bit (256 x 256 x 256), è possibile ottenere 16.777.216 combinazioni diverse, i “famigerati” 16 milioni di colori. Per ogni componente, rapportando i 256 differenti livelli in una scala da 0 al 100%, il livello 128 sarà pari ad una intensità di segnale del 50% mentre il livello 255 sarà pari al 100%.

Se un display ideale è in grado di generare una luminanza di 100 cd/m2 con il “bianco” al 100% (quindi con una immagine che abbia 255 di rosso, 255 di verde e 255 di blu), riproducendo una immagine che rechi un “grigio” al 50% (ovvero 128 di rosso, 128 di verde e 128 di blu), il livello di luminanza non sarà pari a 50 cd/m2 ma a meno della metà: circa 22 cd/m2. Lo stesso display ideale che riproduce una immagine con intensità del “grigio” al 20%, restituirà un livello di luminanza di appena 2,9 cd/m2. In pratica, non c'è linearità tra il segnale in ingresso e l'energia con la quale viene riprodotta la luce dal display.

Differenza tra segnale in ingresso e segnale in uscita: quest'ultimo è la "curva" del gamma
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La relazione che c'è tra l'intensità del segnale da riprodurre e la luminanza emessa dal display è di tipo esponenziale, viene definita “gamma” (o “curva del gamma”, visto che si tratta di una curva e non di un segmento rettilineo) e l'esponente che caratterizza questa relazione, per le immagini riprodotte dai display “mobile” deve essere pari a circa 2,2 sia che si tratti di una foto o di un filmato, anche a risoluzione 4K. Con gamma più elevato (superiore a 2,2), l'immagine risulta molto più scura sulle basse luci, con la tendenza a nascondere vicino al “nero” i primissimi livelli. Al contrario, con gamma più basso (inferiore a 2,2), le basse luci saranno più luminose (quindi con display più leggibile con elevata luce in ambiente) ma con una percezione del contrasto soggettivamente inferiore.

Il nostro foglio xls con il calcolo dei valori del gamma su 15 punti della scala dei grigi
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Nell'analisi del nostro Gamma Benchmark, misuriamo il valore del gamma in più punti della scala dei grigi, con più risoluzione sulle basse luci e con pubblicazione di varie curve relative alle diverse impostazioni del display, qualora fossero disponibili. Il valore principale del benchmark - quello che viene messo a confronto - nella tabella è lo scostamento del gamma medio rispetto al riferimento di 2,2. Gli altri due valori riportati sono lo scarto minimo e quello massimo che non hanno effetti al momento nella posizione all'interno della classifica ma che sono comunque importanti, nel senso che scarti minimi e massimi più elevati caratterizzano un display di qualità inferiore. La media viene calcolata tra tutti i valori misurati, quindi con maggior “peso” per i primi gradini della scala dei grigi.

C'è anche da sottolineare che il "riferimento" del gamma di 2,22 ha senso soltanto quando la luce in ambiente è piuttosto bassa. In ambienti illuminati oppure all'aperto il discorso si ribalta e un display con gamma molto più basso, compreso ad esempio tra 1,5 e 1,7, avrà un enorme vantaggio rispetto ad un display con gamma 2,22 poiché le informazioni sulle cosiddette "basse luci" (le zone più scure) saranno più visibili. Per questo motivo ci sarà anche una seconda chart con il valore del gamma di riferimento pari a 1,6 e quindi relativo all'utilizzo del prodotto con molta luce in ambiente (ovvero quasi sempre). Al momento non ho ancora trovato prodotti mobile con gamma "intelligente", che sono in grado di cambiare la curva del gamma a seconda della quantità di luce in ambiente. Al momento sembra che l'unico automatismo possibile sia il controllo della retroilluminazione. Spero vivamente di essere smentito quanto prima.

Il gamma e il rapporto di contrasto nativo di un display sono fortemente correlati. Ipotizziamo di avere un display ideale, con gamma 2,2 e con luminanza massima di 200 cd/m2. Se allo stesso display facciamo riprodurre una immagine con grigio al 2%, dovremmo poter misurare una luminanza di circa 0,03 cd/m2 il che presuppone un rapporto di contrasto, tra il 100% e il grigio al 2%, di circa 6.500:1. Purtroppo, i display con tecnologia LCD per il settore “mobile” al momento hanno un rapporto di contrasto di quasi un ordine di grandezza inferiore (in media tra 900:1 e 500:1 tra bianco e nero, figuriamoci tra bianco e grigio al 2%). Per questo motivo, nei display con rapporto di contrasto più contenuto, sarà normale che il valore del gamma ai primi gradini della scala dei grigi sia più basso rispetto al riferimento.

Maggiori informazioni sulla curva del gamma sono disponibili in questo articolo.

1- connettore SMA; 2- ingresso a fessura; 3- filtro passa-banda; 4- specchio collimatore;
5- sistema di grating; 6- specchio di messa a fuoco; 7- lente; 8- sensore lineare; 9-10 filtri

Oltre che alla misura dei livelli di luminanza, sottoponiamo tutti i display dei vari DUT anche alla misura delle coordinate cromatiche. Lo strumento d'elezione è lo spettrometro (schema qui in alto), che è in grado di darci le informazioni su intensità e coordinate colore calcolate dalla effettiva composizione dello spettro luminoso emesso dal display. Il nostro strumento, prodotto da Ocean Optics, ha una risoluzione elevatissima, pari ad appena 2 nanometri (FWHW), e viene ricalibrato e certificato ogni 12 mesi attraverso il distributore europeo BFI Optilas. Tutto questo ci consente di avere una incertezza di misura estremamente limitata e in linea con quella dei migliori laboratori di fotometria a livello internazionale.

Dallo spettro dei tre colori primari RGB alla traduzione in coordinate xy nello spazio CIE 1931
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Attraverso lo spettrofotometro misuriamo le coordinate cromatiche e la luminanza dei colori emessi dai vari display, in modo da generare grafici che possano mostrare al grande pubblico le reali prestazioni dei vari prodotti nella riproduzione delle immagini. Eppure, i vari grafici, come quelli sul gamut colore oppure sul bilanciamento del bianco, sono difficilmente confrontabili tra di loro. Nell'affannosa ricerca di un parametro, un “benchmark” direttamente confrontabile, abbiamo deciso di mettere in relazione i risultati ottenuti con lo scostamento rispetto al riferimento. In altre parole, visto che le coordinate di riferimento del “bianco” e dei vari colori sono ben note, di quanto si discostano quelle del display che viene analizzato?

La Commissione Internazionale dell'Illuminazione (CIE: Commission Internationale de l'Eclarage) definisce “ΔE” o “Delta E” la misura della differenza tra due colori, dove la “E” sta per “Empfindung”: ovvero “sensazione” in lingua tedesca. Esistono vari modi per calcolare il Delta E che dipendono anche dal tipo di coordinate e di spazi colore presi in esame. Perché in effetti, uno stesso identico colore, può essere rappresentato in modo diverso, su spazi colore diversi e quindi con coordinate cromatiche diverse. Ad oggi per la misura dei colori dei display, proiettori o, più in generale, delle sorgenti luminose, viene utilizzato principalmente il “Delta E Luv”, che ha come riferimento lo spazio colore CIE Luv, percettualmente più uniforme rispetto allo spazio colore CIE 1931. Nonostante la migliore uniformità percettuale dello spazio CIE Luv, su AV Magazine continueremo comunque a rappresentare i colori sullo spazio colore CIE 1931 per una questione di continuità.

Per questo motivo, per analizzare il Delta E rispetto al riferimento, le coordinate cromatiche devono essere tradotte nel linguaggio opportuno, ovvero da coordinate Yxy dello spazio colore CIE 1931, prima in coordinate u' e v' nello spazio CIE u'v' 1976 e infine nello spazio CIE Luv. Il passo successivo è l'utilizzo della trigonometria classica (il teorema di Pitagora) e il calcolo della distanza effettiva nello spazio tra i due punti, quello di riferimento e quello di cui è capace il display analizzato. Benché i grafici riprodotti siano bidimensionali, bisogna ricordarsi che tutti gli spazi colore sono in realtà tridimensionali, con la “terza dimensione” relativa alla luminanza. Per questo motivo giova ricordare che nel calcolo del Delta E viene presa in considerazione anche la luminanza, importantissima anche per la riproduzione dei colori. Per la lettura delle tabelle di comparazione, il valore di Delta E più basso sarà ovviamente quello migliore poiché indicherà che i punti in esame sono più vicini al riferimento. Nell'istogramma indichiamo il Delta E medio e quello discreto delle tre componenti RGB del triangolo di gamut. Il benchmark di riferimento è quello medio.

A sinistra una scala dei grigi corretta; a destra un'altra scala con una dominante evidente

L'analisi del “bilanciamento del bianco” è fondamentale per capire se la riproduzione del “bianco” e delle sfumature di grigio sia corretta oppure, al contrario, se siano presenti delle dominanti cromatiche indesiderate. Il bianco e le varie gradazioni di grigio devono avere coordinate cromatiche ben precise. Con l'acquisizione delle coordinate cromatiche possiamo analizzare non soltanto lo scostamento (Delta E) rispetto al riferimento, ma anche le tre componenti RGB che partecipano alla composizione del bianco e delle sfumature di grigio. Approfitto per ricordare che i vari display possono riprodurre tutti i colori e le sfumature di grigio modulando soltanto tre componenti RGB (rossa, verde e blu), tutte e tre racchiuse generalmente all'interno di un singolo pixel. Nell'analisi del bilanciamento del bianco, viene pubblicato anche un grafico con la proporzione delle tre componenti RGB lungo tutta la scala dei grigi, dalle basse luci fino al bianco.

Le deviazioni della scala dei grigi che abbiamo visto in alto, indicate come percentuali RGB

Scostamenti delle tre componenti inferiori al 2% sono difficilmente percepibili, anche dagli occhi più allenati. Scostamenti fino al 15% sono percepibili ma comunque ancora accettabili. Scostamenti tra il 15% e il 25% iniziano ad essere fastidiosi mentre quando si va oltre il 30% la situazione diventa inaccettabile anche per gli utenti più accomodanti. Nei TV e proiettori è possibile correggere deviazioni anche importanti selezionando diversi bilanciamenti predefiniti oppure modificando manualmente le proporzioni delle tre componenti. Purtroppo la correzione del bilanciamento del bianco è una rarità tra i prodotti “mobile” ma potrebbe presto trovare più diffusione.

Il Delta E in questo caso diventa un utile riferimento per capire quale sia il display più preciso

Nella tabella, il benchmark si compone di tre valori: il primo, quello che partecipa direttamente alla posizione in classifica, si riferisce alla media del Delta E tra 10 diversi gradini della scala dei grigi, dal 10% fino al 100%. Gli altri due valori si riferiscono invece allo scostamento massimo e a quello minimo lungo i vari gradini della scala. C'è da aggiungere che, nell'analisi del Delta E vengono presi in considerazione anche i valori di luminanza delle coordinate cromatiche.

Ed eccoci finalmente all'analisi dei colori. Il primo parametro della riproduzione dei colori che analizziamo si riferisce al gamut, meglio conosciuto come triangolo di gamut: la figura geometrica, disegnata all'interno dello spazio colore, che ha come vertici le coordinate delle tre componenti RGB. Se lo spazio colore (lo spazio colorato) indica tutti i colori visibili dai nostri occhi, il triangolo di gamut ci dirà quali siano i colori che il DUT sarà in grado di riprodurre e che sono compresi all'interno dell'area del triangolo. In molti pensano che un triangolo più ampio possibile (ovvero con colori saturi e profondi) sia sinonimo di elevata qualità. La questione in realtà è molto più complessa.

Ad oggi esistono numerosi standard. Allo stesso modo in cui esiste uno standard per la produzione di carburante, che ne consente l'utilizzo in tutto il mondo e con tutti i veicoli compatibili, nel campo dei display esistono degli standard che indicano come devono essere riprodotte le immagini. Per fare un esempio, esiste uno standard per la riproduzione delle immagini in alta definizione e un altro per la riproduzione di foto. Per nostra fortuna, su alcuni aspetti, gli standard per la riproduzione di immagini HD e foto sono molto simili.

Una comparazione tra tre gamut: dall'interno abbiamo quello HD, DCI e Ultra-HDTV
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Tornando ai display dei nostri DUT, siano essi tablet o smartphone, gli standard internazionali indicano come devono essere riprodotti i colori e le sfumature di grigio. Non importa quale sia la luminanza massima del display o la tecnologia utilizzata: il triangolo di gamut di un display per riprodurre contenuti in alta definizione è ben definito ed uno soltanto. Il triangolo di gamut DCI per riprodurre contenuti per il cinema digitale è un po' più ampio rispetto a quello HD, mentre quello del nuovo standard televisivo Ultra HDTV (a risoluzione 4K e 8K) ancora di più.

Al momento, dopo esserci confrontati con alcuni costruttori, abbiamo deciso di prendere come riferimento, per le coordinate cromatiche e per il gamma, non le raccomandazioni per lo standard sRGB ma quelle contenute nel documento BT.709-5, pubblicato nell'aprile del 2002 dall'ITU (International Telecommunication Union) e relativo alla riproduzione delle immagini in HDTV. Il documento è consultabile a questo indirizzo. Per i più curiosi segnaliamo anche la raccomandazione BT.2020 relativa ai display Ultra HDTV 4K e 8K con cui presto dovremo fare i conti e disponibile sempre sul sito dell'ITU a questo indirizzo.

Il DUT "A" è un display con tecnologia LCD; il DUT "B" è un display AMOLED
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Per l'analisi del triangolo di gamut quindi non sono importanti le dimensioni generali del triangolo di gamut ma quanto le singole coordinate si discostano dal riferimento. Un triangolo più piccolo del riferimento è deprecabile esattamente come un triangolo troppo grande: a noi non deve importare se alla massa piacerà di più il display con triangolo più grande, quindi con colori più profondi, bensì quello con il triangolo più vicino possibile al riferimento. C'è anche da dire che alcuni display hanno triangoli di gamut che sono nativamente molto estesi, e quindi lontani dal riferimento dell'HDTV. D'altra parte, nel menu di questi DUT, talvolta è possibile selezionare delle impostazioni predefinite che possono modificare il triangolo di gamut in senso positivo e offrire quindi una riproduzione più corretta e naturale.

In questo esempio il miglior DUT (tecnologia LCD) coincide con quello che ha il triangolo più piccolo;
il DUT peggiore peggiore è quello con il triangolo più grande e molto lontano dal riferimento.

Tornando al nostro benchmark, prima di tutto procederemo alla pubblicazione del triangolo di gamut del DUT (oppure di vari triangoli di gamut, qualora fossero presenti più impostazioni predefinite). Il tutto sarà riprodotto nello spazio colore CIE 1931 che reca anche sullo sfondo il riferimento BT.709. Inoltre, dalle coordinate pubblicate calcoleremo il Delta E rispetto alle coordinate di riferimento e da qui la media del Delta E rispetto alle sole tre coordinate RGB. In questo caso il valore più basso sarà quello migliore poiché più vicino al riferimento. Gli altri tre valori identificano il Delta E delle singole componenti RGB. Anche nell'analisi del Delta E, la luminanza viene considerata all'interno della formula.

In una delle ultime revisione di HCFR sono disponibili i riferimenti per i colori
primari e secondari a vari livelli di saturazione, utili per una fine calibrazione colore.
Maggiori informazioni su HCFR sono disponibili nel forum "calibrazione".
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Le analisi effettuate con il gamut benchmark sono rese possibili grazie alla misurazione delle coordinate dei colori primari e secondari alla massima saturazione e ci dicono quanto sia grande il triangolo di gamut del DUT, ma non quello che succede a tutti gli altri colori all'interno del triangolo. Nelle immagini, i colori alla massima saturazione sono davvero pochi e la maggior parte delle informazioni riguardano i colori a saturazione più bassa, molto più bassa.

Per l'analisi dei colori all'interno del triangolo di gamut riproduciamo con il DUT una serie di immagini test con i sei colori primari e secondari (rosso, verde, blu, ciano, magenta e giallo) a vari livelli di saturazione. Si parte con l'analisi dei colori al 25% di saturazione, poi al 50% e infine al 75% di saturazione. In molti casi purtroppo i DUT tendono ad esagerare e spesso spingono a livelli di saturazione più elevata anche le tinte più tenui, rendendo ad esempio gli incarnati più rossastri e caricando eccessivamente i colori vicino al verde e al ciano.

Nell'analisi della saturazione, pubblichiamo i grafici con le coordinate cromatiche dei sei colori (i tre primari RGB e i tre secondari CMY) al 25%, al 50% e al 75% di saturazione. Il saturation benchmark vero e proprio invece, come per il gamut benchmark, si riferisce allo scostamento medio (Delta E) di tutti i 18 punti analizzati, con l'aggiunta del Delta E dello scostamento maggiore e di quello minore. Il saturation benchmark sarà pubblicato prossimamente.

Nei prossimi giorni aggiungeremo in questa guida anche le indicazioni per le misure di rapporto di contrasto in piena luce, angolo di visione e uniformità, queste ultime due solo per tablet o comunque per display con diagonale più generosa.