ディスプレイパラメータ選択ガイド

表紙未来からの小智、許可を得ています
本文は 2021 年 3 月に書かれたもので、一部の例は古くなっている可能性があります

始める前に、まず色域について話しましょう

色域#

ウィキペディアでは色域をこう説明しています。色域は色をエンコードする方法であり、技術システムが生成できる色の集合を指します。コンピュータグラフィックス処理において、色域は色の完全なサブセットのことです。色のサブセットの最も一般的な用途は、特定の状況を正確に表現するために使用されます。たとえば、特定の色空間や出力デバイスの色再現範囲などです。”

要するに、色域とは、ディスプレイが表示できる色の範囲であり、人間の目の色の範囲を基準にして、カバー範囲の大きさに応じて主に sRGB、NTSC、広色域基準の AdobeRGB、DCI-P3 などに分けられます。

sRGB ?#

sRGB 色彩空間（standard Red Green Blue、標準赤緑青色彩空間）は、1996 年に HP と Microsoft が共同で開発した、ディスプレイ、プリンター、インターネット用の標準 RGB 色彩空間です。この標準は W3C、Exif、Intel、Pantone、Corel など多くの業界メーカーによって支持されており、GIMP のようなオープンソースソフトウェアでもこの標準がサポートされています。また、一部のプロプライエタリまたは SVG のようなオープングラフィックファイルフォーマットでも使用されています。

Microsoft は 1997 年に sRGB 標準を主導し、Windows の膨大なユーザー層が PC からカメラ、スキャナー、プリンター、プロジェクターまで sRGB をサポートしているため、今日の世界ではほぼインターネット上のすべてのコンテンツが sRGB を基準にしています。

NTSC ?#

NTSC 方式、略して N 方式は、1952 年 12 月にアメリカ国家テレビシステム委員会（National Television System Committee、略称 NTSC）によって制定されたカラーテレビ放送標準で、主な 2 つの分岐は NTSC-J（日本標準）と NTSC-US（別名 NTSC-U/C、アメリカ、カナダ標準）です。

これは同時方式で、毎秒 60/1.001 フィールド、スキャンラインは 525、インターレーススキャン、水平解像度は 330 に相当し、画面比率は 4：3 です。

この方式の色度信号変調には、バランス変調と直交変調の 2 種類が含まれており、カラーと白黒テレビ放送の互換性の問題を解決しましたが、位相が損なわれやすく、色があまり安定しないという欠点があるため、NTSC は「Never The Same Color」または「Never Twice the Same Color」（同じ色を再現できない）と揶揄されることもあります。

NTSC は 1953 年にアメリカ国家テレビ標準委員会によって制定され、当時新たに登場した CRT カラーテレビのための標準を提供することを目的としましたが、あまりにも古く（Apple DOS 3.1 は 1978 年に誕生し、MS-DOS は 1980 年に誕生）、現代のディスプレイにはもはや適用されません。最も重要なのは、PC（広義）やモバイルデバイスにとって、ほとんどのコンテンツクリエイターが NTSC を作業空間として使用していないことです。NTSC は他の色空間と比較するために残されている用途が最も多いです。

しかし、NTSC は実際には誰も守らない色域標準であり、多くの非専門的な評価機関やメーカーが自社の色域カバーを示すために NTSC を使用することを好んでいます。消費者はこの数値を通じて、実際にこの画面がどのように表示されるかを直感的に理解することはできません。

AdobeRGB ?#

Adobe RGB 色彩空間は、1998 年に Adobe Systems によって開発された色彩空間です。開発の目的は、CMYK カラー印刷においてコンピュータディスプレイなどのデバイスの RGB カラーモードを利用して、できるだけ多くの色を包含することです。Adobe RGB 色彩空間は、Lab 色彩空間の視覚的な色の約 50％を粗く含んでおり、主にシアン - グリーン系の色域での改善が見られます。

Adobe RGB の正式名称は Adobe RGB 1998 で、Adobe によってカスタマイズされ、sRGB を基に CMYK 色域が追加されました。sRGB に対して、主にシアン - グリーンのカバーを改善し、印刷業界でより広く使用されています。約 50％の CIE（人間の目に見える色）をカバーできます。

DCI-P3 ?#

DCI-P3、または DCI/P3 は、アメリカ映画業界が導入した広色域標準で、現在デジタル映画再生機器の色彩標準の 1 つです。DCI はデジタル映画イニシアティブ（Digital Cinema Initiatives）の略で、MGM、Disney、Universal、Warner、20th Century Fox、SPE などの多くのアメリカの映画業界の巨頭によって 2002 年に設立されました。

DCI-P3 は、近年デジタル映画で使用され始めた色域で、2017 年にはアメリカのデジタル映画はすべて DCI-P3 をカバーする必要があります。しかし、2015 年 9 月には Apple の iMac が最初に P3 広色域を採用しました。

WTF？？？#

上記の条項が理解できない場合～～（私も理解できません）~~

要約すると

広色域に関わると、バックライトのコストが増加し、ディスプレイの価格はあまり安くならないということです。

では、どのように選択すればよいのでしょうか？

PC、Mac、または iOS Android に関しては、画面の色域を最も適切に表現するのは sRGB と Adobe RGB です：

しかし、テレビやホームシアターに関しては、画面の色域を最も適切に表現するのは DCI-P3 と Rec.2020 です：

DCI-P3 は、近年デジタル映画で使用され始めた色域で、2017 年にはアメリカのデジタル映画はすべて DCI-P3 をカバーする必要があります。

REC-709 は sRGB の映像業界名称で、初期のカラーテレビで使用された色域標準であり、現在最も広く使用されている色域標準であり、我が国の映像業界でも今なおこの標準が使用されています。

色域カバーが高いほど良いのか？#

そうではありません

これについて、知乎の大佬@Navis Liはこう説明しています。

あなたのディスプレイが sRGB を超える色域をカバーしていて、キャリブレーションされていない場合、あなたが見る色は過剰に飽和しているか、完全に不正確な色である可能性が高いです。最初の印象は鮮やかですが、これらの色が本来持つべき姿ではありません。

あなたが sRGB を超える（たとえば 100% Adobe RGB をカバーする）PC を持っている場合、印刷の必要がない限り、それはあなたにとってあまり役に立たないかもしれません。また、キャリブレーションを行わない場合、あなたが見るものはほとんどが色が偏っています。キャリブレーションを行った後でも、あなたが見るウェブページ、動画、画像、プレイするゲームは、依然として 100% sRGB とほとんど違いがありません。なぜなら、これらのコンテンツを制作する人々は sRGB で作業しているからです。

理想的な状態は、ちょうど 100% sRGB をカバーすることです。これにより、一般ユーザーはほとんどキャリブレーションなしで使用できます（もちろん、専門的なニーズがある場合はキャリブレーションが必要です）。次に、色域が 85% sRGB を超えるディスプレイです。

一般ユーザーにとって、彼らが見る画像や動画などには、ほとんど珍しい色が含まれていないため、80% sRGB または 100% sRGB は実際には大きな違いはなく、依然として 100% sRGB ディスプレイに非常に近い効果を体験できます。

55%〜80% sRGB の場合、60% を超えると合格範囲に入ります。もしあなたがこれまでより良いディスプレイを見たことがないなら、色精度と視野角が良ければ、少なくとも見られます。しかし、80%〜100% の範囲とは異なり、カバーが高いほど、向上が認識されにくくなります。たとえば、85% と 95% の違いはほとんどわかりませんが、65% と 75% の違いはかなり大きいです。したがって、この段階では、より高い方が良いです。

残念ながら、もしディスプレイが 55% sRGB またはそれ以下しかカバーしていない場合、それは少し残念です... 特に安くない限り、またはこの製品のコストが他の場所に使われている場合でない限り、それはただの落とし穴です。

したがって、あなたはすでに理解しているはずです。自分でキャリブレーションを行うつもりのない一般ユーザーにとって、色域カバーは高ければ高いほど良いわけではありません。

では、色域カバーが高いほど、色が過剰に飽和しやすいのか？

それでは、色精度について話しましょう。

色精度#

色精度は ΔE とも呼ばれ、プロフェッショナルディスプレイにおいて非常に重要な参考値です。これは、特定の表示デバイスが表示する効果と標準色彩との間の差を指します。この標準色彩はコンピュータデータによって生成されることができます。明らかに、この差（ΔE）が小さいほど良いです。ΔE が小さいほど、表示される色と標準との間の差が小さくなり、表示される色がより正確になります。

ΔE は画面が表示する色が正確かどうかを示し、ΔE が大きいほど色が偏ります。一般的に、平均 ΔE が 3 以下であれば人間の目には差を識別するのが難しく、1 以下であれば、これは非常に正確なディスプレイであると言えます。

ΔE と JNCD の目標は同じで、どちらも人間の視覚における 2 つの色の差の大きさを測定します。

平均 ΔE が 6 を超えると容易に認識され、平均 ΔE が 3 未満であれば、未訓練のユーザーは直接識別できません。

まとめ#

私たちの生活の中で、比較的安価で色彩要求が高くない日常用やオフィス用のディスプレイについては、一般的にそれらの色精度は ΔE が 2.5-3 の範囲内であり、この精度は非常に達成しやすいです。しかし、画像処理や映像制作など、色彩に非常に高い要求がある応用分野では、一般的に ΔE＜1.5 が要求されます。ΔE＜1 であれば、この表示デバイスは非常にプロフェッショナルです。

全体的に言えば、ΔE＜3 の表示効果はユーザーに受け入れられるものであり、ただし応用の程度は異なります。ΔE＞3 のディスプレイは人間の目には受け入れられません。

色彩バランス#

グラフィックスにおいて、色彩バランスは画像中の色のダイナミックレンジを表す用語です。通常の美術作品において、画家は作品の感情を表現するためにカラーパレットを選択できます。画像処理の分野では、色彩バランスは、特定の表示または印刷デバイスで正しい色を得るために画像の色値を変更することを表すことがよくあります。

もう一つの関連する画像処理プロセスは色彩マッピングであり、これは画像中の各ピクセルの色値を古いコンピュータディスプレイや画像ストレージフォーマットで使用される 8 ビット 256 色のフォーマットにマッピングすることです。人間の視覚システムはカメラや写真よりも多くの色を識別できますが、画像の詳細部分は依然としてパレットの色彩バランスを使用してシミュレートできます。一部の方法は、ヒストグラム均等化を使用して色彩バランスを実現します。

ガンマ曲線#

画像にガンマエンコーディングを行う目的は、人間の視覚特性を補償し、人間が光や白黒を認識する方法に基づいて、黒白データビットまたは帯域幅を最大限に活用することです。通常の照明（真っ暗ではなく、まぶしい明るさでもない）において、人間の視覚はおおよそガンマまたはべき関数の特性を持っています。画像をガンマエンコーディングしない場合、データビットや帯域幅の利用は不均一に分布します。すなわち、人間が全く認識できない差を表現するために過剰なデータビットや帯域幅が使用され、人間が非常に敏感な視覚認識範囲を表現するためのデータビットや帯域幅が不足します。画像のガンマエンコーディングは必須ではありません（時には逆効果になることもあります）。浮動小数点形式の色値は、すでに一部の対数曲線の線形推定を提供しています。

簡単に言えば、ガンマは画面の明暗関係を決定する調整曲線です。

まとめ#

上記の内容では、ディスプレイの多くのパラメータの中から色域、色精度、色彩バランス、ガンマ曲線を選んで説明しました。

色域ネットユーザーであれば、sRGBとAdobe RGBが最適な選択です。もしあなたが映像プレイヤーまたはMacユーザーであれば、DCI - P3が最適な選択です。
色精度 一般的に、普通のユーザーであれば平均 ΔE が 3 以内のものを選べば良いです。もし色彩に対する要求が高い場合は、平均 ΔE が 1 未満が最適な選択です。
色温度 通常、私は 6500k を標準色温度として選択します。これは正午の太陽の色温度であるだけでなく、標準 D65 光源でもあり、画像処理業界では通常これを標準色温度として使用しています。一般の人にはこの色温度がやや黄色に見えるかもしれません。

それだけですか？

いいえ

これに加えて、表示体験に影響を与えるいくつかのパラメータがあります。

視野角 左右の視野角が 60° 未満になると、観察者にとって非常に認識しやすくなります。約 120° を超えると、大部分の被験者が受け入れられると報告しています。上下の視野角が 45° 未満の場合も同様で、90° 以上が望ましいです。
明るさ 暗い環境（周囲の光レベルが 150 lux 未満）では、画面の明るさは 80 cd/m2 未満になってはいけません。そうでないと、目が不快になり、視力が損なわれる可能性があります。屋外で直射日光が当たらない環境（周囲の光レベルが 2000〜2500 lux）では、画面の明るさは 300 cd/m2 を超える必要があります。そうでないと、画面の内容を明確に見ることができません。
ピクセル密度 iPhone の Retina ディスプレイが登場して以来広く知られるようになりましたが、画面からの距離によってピクセル密度の要求も異なります。スマートフォンは一般的に 300 PPI、ノートパソコンでは少なくとも 150 PPI が必要で、ピクセル点が直接見えないようにし、200 PPI 以上であれば優れたものと見なされます。
コントラスト これは近年見落とされがちなパラメータであり、コントラストが高いほど、黒と白の対比が明確になります。つまり、読み取り時に文字がより鮮明でシャープに見え、画像や動画を見る際に黒の明るさが過度に高くなるのを減少させることができます。

参考資料#

異なるディスプレイ間の色差がなぜこんなに大きいのか？

【進階】製品を評価する際に私たちが注目するのは何か？（一）どのようなディスプレイ（スクリーン）が必要か

【動画】2020 年ディスプレイ選びガイド千元編 | まずは評価を見て

【動画】4000 元以内のディスプレイ選びガイド | デザイン、編集、色調整、4K 色精度

もしあなたがさらに考えがある場合やこの記事に誤りがある場合は、下のコメントで議論を歓迎します。