xvYCC

xvYCC أو YCbCr ذات النطاق الممتد هي مساحة ألوان يمكن استخدامها في إلكترونيات الفيديو لأجهزة التلفزيون لدعم نطاق أكبر بمقدار 1.8 مرة من نطاق مساحة ألوان sRGB . ^{[1] [2] [3]} اقترحت شركة Sony xvYCC ، ^[4] وحددتها IEC في أكتوبر 2005 ونشرت في يناير 2006 باسم IEC 61966-2-4 . يمتد xvYCC منحنى نغمة ITU-R BT.709 من خلال تحديد قيم ذات نطاق زائد. يحتفظ الفيديو المشفر بواسطة xvYCC بنفس الألوان الأساسية والنقطة البيضاء مثل BT.709 ، ويستخدم إما مصفوفة تحويل RGB إلى YCC وتشفير BT.601 أو BT.709. [ ^4] يسمح له هذا بالسفر عبر مسارات بيانات YCC الرقمية المحدودة النطاق الموجودة، وستكون أي ألوان ضمن النطاق الطبيعي متوافقة. ^[4] تعمل هذه التقنية عن طريق السماح بإدخالات RGB السلبية وتوسيع نطاق اللون الناتج. تُستخدم هذه التقنية لتشفير ألوان أكثر تشبعًا باستخدام جزء أكبر من قيم RGB التي يمكن ترميزها في إشارة YCbCr مقارنة بتلك المستخدمة في مستوى البث الآمن. ^[4] يمكن بعد ذلك عرض الألوان ذات النطاق الإضافي بواسطة جهاز لا تقتصر تقنيته الأساسية على الألوان الأساسية القياسية. ^[4]

في ورقة بحثية نشرتها جمعية عرض المعلومات في عام 2006، قام المؤلفون بربط 769 لونًا في سلسلة ألوان مونسل (ما يسمى بمجموعة مايكل بوينتر) بمساحة BT.709 ومساحة xvYCC. يمكن ربط حوالي 55% من ألوان مونسل بمجموعة ألوان sRGB، ولكن 100% من هذه الألوان تتطابق مع مجموعة ألوان xvYCC. ^[5] يمكن إنشاء درجات ألوان أعمق - على سبيل المثال سماوي أعمق عن طريق إعطاء اللون الأساسي المقابل (الأحمر) معاملًا سلبيًا. يكون نطاق التكميم لقياس الألوان xvYCC ₆₀₁ وxvYCC ₇₀₉ دائمًا محدود النطاق. ^[6]

تتطور تكنولوجيا الكاميرات والشاشات مع وجود ألوان أساسية أكثر تميزًا، متباعدة عن بعضها البعض وفقًا لمخطط الألوان CIE . تسمح الشاشات ذات الألوان الأساسية المنفصلة بشكل أكبر بمجموعة أكبر من الألوان القابلة للعرض، ومع ذلك، يجب أن تكون بيانات الألوان متاحة للاستفادة من مساحة الألوان ذات النطاق الأكبر. xvYCC هي مساحة ألوان ذات نطاق ممتد متوافقة مع إشارة البث BT.709 YCbCr الحالية من خلال الاستفادة من أجزاء البيانات غير المستخدمة بخلاف ذلك من الإشارة.

تحتوي إشارة BT.709 YCbCr على مساحة رمز غير مستخدمة، وهو قيد مفروض لأغراض البث. على وجه الخصوص، يتم استخدام 16-240 فقط لقنوات Cb/Cr الملونة من بين القيم الرقمية 0-255 المتاحة لترميز البيانات 8 بت. يستخدم xvYCC هذا الجزء من الإشارة لتخزين بيانات الألوان الموسعة باستخدام قيم الرمز 1-15 و241-254 في قنوات Cb/Cr لتمديد النطاق. ^[7]

يقوم xvYCC بتوسيع قيم اللون إلى 1-254 (أي قيمة خام -0.567–0.567) مع الحفاظ على نطاق قيمة السطوع (Y) عند 16-235 (على الرغم من أنه قد يتم دعم Superwhite )، وهو نفس Rec. 709. أولاً، يتم توسيع OETF (خصائص النقل 11 لكل H.273 ^[8] كما هو محدد في الأصل بواسطة التعديل الأول لـ H.264) للسماح بمدخلات R'G'B' السلبية بحيث: ^[5]

${\displaystyle V={\begin{cases}-1.099(-L)^{0.45}+0.099&L\leq -0.018\\4.500L&-0.018<L<0.018\\1.099L^{0.45}-0.099&L\geq 0.018\end{cases}}}$

هنا الرقم 1.099 له القيمة 1 + 5.5 * β = 1.099296826809442... وقيمة β هي 0.018053968510807...، بينما 0.099 هي 1.099 - 1. ^[8]

تظل مصفوفة ترميز YCC دون تغيير، ويمكن أن تتبع إما Rec. 709 أو Rec. 601 (معاملات المصفوفة 1 و5). ^[5]

النطاق المحتمل لـ R'G'B' ₆₀₁ غير الخطي هو بين -1.0732 و2.0835 ولـ R'G'B' ₇₀₉ هو بين -1.1206 و2.1305. ^[9] يتحقق ذلك عندما تكون قيم YCC "1، 1، أي" و"254، 254، أي" في مكون B'.

يغطي xvYCC ₇₀₉ نسبة 37.19% من CIE 1976 u'v' ، بينما يغطي BT.709 نسبة 33.24% فقط. ^[10]

الخطوة الأخيرة تقوم بترميز القيم إلى رقم ثنائي (التكميم). لا يتغير هذا الرقم بشكل أساسي، باستثناء إمكانية تحديد عمق بت n يزيد عن 8 بتات: ^[5]

${\displaystyle {\begin{aligned}Y_{{\rm {xv}}\ n}&=\left\lfloor 2^{n-8}(219\times Y+16)\right\rceil \\Cb_{{\rm {xv}}\ n}&=\left\lfloor 2^{n-8}(224\times Cb+128)\right\rceil \\Cr_{{\rm {xv}}\ n}&=\left\lfloor 2^{n-8}(224\times Cr+128)\right\rceil \\\end{aligned}}}$

مع السماح بكميات أساسية سلبية، يمكن ترميز اللون السماوي الذي يقع خارج النطاق الأساسي للألوان الأساسية على أنه "أخضر زائد أزرق ناقص أحمر". ^[4] نظرًا لاستخدام نطاق 16-255 Y (قيمة 255 محجوزة في معيار HDMI للمزامنة ولكن قد تكون في الملفات) ونظرًا لأن قيم Cb وCr مقيدة قليلاً، يمكن ترميز الكثير من الألوان المشبعة العالية خارج مساحة RGB 0-255. على سبيل المثال، إذا كانت YCbCr هي 255، 128، 128، في حالة ترميز YCbCr بمستوى كامل (0-255)، فإن R'G'B' المقابل هو 255، 255، 255 وهي أقصى قيمة سطوع قابلة للترميز في مساحة اللون هذه. ولكن إذا كانت قيمة Y=255 ولم تكن قيمة Cr و/أو Cb 128، فإن هذا يعني الحد الأقصى للسطوع ولكن مع إضافة لون: يجب أن يكون أحد الألوان الأساسية أعلى من 255 ولا يمكن تحويله إلى R'G'B'. يجب استخدام برامج وأجهزة مخصصة أثناء الإنتاج لعدم قص مستويات بيانات الفيديو التي تكون أعلى من مساحة sRGB. وهذا نادرًا ما يحدث بالنسبة للبرامج التي تعمل مع نواة RGB.

المثال الأكثر تعقيدًا هو قيم YCbCr BT.709 139 و151 و24 (أي RGB -21 و182 و181). وهذا خارج النطاق اللوني لـ BT.709، ولكنه ليس كذلك بالنسبة لـ sYCC وxvYCC ₇₀₉ ، ولتحويل هذه القيم لعرض النطاق اللوني، يجب عليك التحويل إلى XYZ (0.27018 و0.40327 و0.54109) ثم لعرض النطاق اللوني. ^[11]

مصفوفة XYZ هي كما هو محدد في مستندات Nvidia . ^[12]

تم تعريف آلية للإشارة إلى دعم xvYCC ونقل تعريف حدود النطاق لـ xvYCC في مواصفات HDMI 1.3 . لا توجد آلية جديدة مطلوبة لنقل بيانات xvYCC نفسها، حيث إنها متوافقة مع تنسيقات YCbCr الموجودة في HDMI ، ولكن الشاشة تحتاج إلى الإشارة إلى استعدادها لقبول قيم xvYCC الإضافية (في كتلة قياس الألوان في EDID ، الأعلام xvYCC ₇₀₉ وxvYCC ₆₀₁ )، ويحتاج المصدر إلى الإشارة إلى النطاق الفعلي المستخدم في AVI InfoFrame واستخدام حزم بيانات النطاق لمساعدة الشاشة على التكيف بذكاء مع الألوان المتطرفة لقيود النطاق الخاصة بها.

لا ينبغي الخلط بين هذا وبين ميزة الألوان الجديدة الأخرى في HDMI 1.3، وهي الألوان العميقة . وهي ميزة منفصلة تزيد من دقة معلومات السطوع والألوان، وهي مستقلة عن xvYCC.

لا يدعم DVD-Video تنسيق xvYCC، لكنه مدعوم بتنسيق التسجيل عالي الدقة AVCHD و PlayStation 3 وBlu-ray. كما تدعمه بعض الكاميرات، مثل Sony HDR-CX405، التي تقوم بالفعل بوضع علامة على الفيديو باسم xvYCC مع BT.709 داخل تنسيق XAVC من Sony . ^[13]

في 7 يناير 2013، أعلنت شركة سوني أنها ستصدر عناوين أقراص Blu-ray "Mastered in 4K" والتي تم الحصول عليها بدقة 4K وترميزها بدقة 1080 بكسل . ^[14] يمكن تشغيل عناوين أقراص Blu-ray "Mastered in 4K" بدقة 1080 بكسل على مشغلات أقراص Blu-ray الحالية وستدعم مساحة ألوان أكبر باستخدام xvYCC. ^{[14] [15] [16]}

في 30 مايو 2013، أعلنت شركة Eye IO أن تقنية الترميز الخاصة بها حصلت على ترخيص من شركة Sony Pictures Entertainment لتقديم فيديو 4K Ultra HD من خلال "خدمة Sony 4K Video Unlimited". ^{[17] [18]} تقوم شركة Eye IO بترميز أصول الفيديو الخاصة بها بدقة 3840 × 2160 وتتضمن دعمًا لمساحة ألوان xvYCC. ^{[17] [18]}

تدعم أجهزة الرسومات التالية مساحة ألوان xvYCC عند توصيلها بجهاز عرض يدعم xvYCC:

• سلسلة AMD Mobility Radeon HD 4000 والطرازات الأحدث
• سلسلة AMD Radeon HD 5000 والطرازات الأحدث
• شرائح AMD 785G و880G و 890GX مع رسومات مدمجة
• تم دمج Intel HD Graphics في بعض وحدات المعالجة المركزية (باستثناء Pentium G6950 وCeleron G1101)
• سلسلة nVidia GeForce 200 والنماذج الأحدث

• متجر الويب الخاص بـ IEC لـ IEC 61966-2-4