sRGB, Adobe RGB, DCI-P3: o que são gamas de cores

Recebendo um número cada vez maior de funções, os dispositivos modernos vêm se tornando mais complexos, com listas crescentes de especificações. Para os aparelhos munidos de tela, a cobertura de cores figura como um dos principais fatores entre as inúmeras configurações, representada por siglas como sRGB ou DCI-P3.

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Basicamente, as gamas de cores representam a capacidade de um display exibir cores dentro do espectro da luz visível, mas há um porém: existem diversas delas, com diferentes níveis de cobertura. Para te ajudar a entender melhor essa especificação, e fazer uma escolha acertada na hora de comprar sua próxima TV, celular ou monitor, o Canaltech reúne neste artigo tudo o que você precisa saber sobre elas.

O que é gama de cores?

No amplo espectro de ondas eletromagnéticas, do qual o Wi-Fi e o 5G também fazem parte, há uma breve faixa conhecida como a luz visível. Essa faixa engloba as cores (que enxergamos ou não) e começa com o infravermelho, com comprimento de onda entre 1 micrômetro e 1 milímetro, chegando ao ultravioleta, com comprimento de onda de 400 a 700 nanômetros.

Para representar esse espectro de cores visíveis, utilizamos o chamado diagrama de cromaticidade — uma espécie de gráfico organizado nos eixos X e Y do plano cartesiano cujo formato lembra uma espécie de arco. Por múltiplas limitações, as telas dos diferentes eletrônicos que utilizamos atualmente não são capazes de reproduzir por completo o espectro de luz visível.

Assim sendo, especialistas utilizam as gamas de cores, ou cobertura de cores (do inglês color gamuts), para representar o "espaço" de cores dentro do diagrama de cromaticidade que determinados displays são capazes de exibir. Há uma variedade de gamas no mercado atualmente, com novas surgindo periodicamente, na intenção de atingir a maior cobertura da luz visível, com o máximo de precisão.

Entendendo a profundidade e o volume de cores

Junto à gama de cores, são avaliados ainda outros dois aspectos — a profundidade de cor e o volume de cor. Para exibir uma cor, cada pixel da tela conta com três subpixels: um vermelho (R), um verde (G) e um azul (B). Através da combinação de diferentes níveis de brilho de cada um dos subpixels, as cores são então reproduzidas.

O número de tonalidades das cores que um painel é capaz de exibir é o que chamamos de profundidade de cor, por sua vez dependente da profundidade de bits, uma sequência de dígitos binários contendo os dados que o subpixel precisa. A maioria dos painéis modernos emprega 8 bits por subpixel (ou 24 bits no total, considerado os 3 subpixels — 3 subpixels x 8 bits = 24 bits), que representa 16,7 milhões de cores diferentes.

Quanto maior a profundidade de cor, mais tonalidades diferentes poderão ser reproduzidas pela tela, evitando o color banding, um artefato em que faixas de transição entre cores são visíveis. Os displays já começaram a trabalhar com uma profundidade de bits maior, e modelos com 10 bits, que representam 1,07 bilhão de cores, já começaram a se popularizar — já é possível encontrar celulares que contam com telas de 10 bits, incluindo aparelhos da linha Edge 20 da Motorola.

Enquanto isso, o volume de cores também está vinculado à gama de cores de um display, mas se destaca por considerar o brilho, representando quantas e quais tonalidades a tela reproduz em diferentes níveis de luminosidade. Esse aspecto é menos discutido em dispositivos voltados para o público, e mais comum em painéis utilizados por profissionais.

sRGB e Rec.709

Mais antiga das gamas de cores, mas ainda a mais utilizada, a Standard RGB, ou apenas sRGB, foi estabelecida na década de 1990 pela Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC). Pensada originalmente para painéis CRT, as tradicionais "telas de tubo", o padrão foi ajustado com o tempo para se adequar às novas tecnologias de display popularizadas, como o LCD e o OLED.

Apesar do seu uso amplo, o sRGB possui uma das coberturas mais limitadas, representando entre 25% e 33% das cores visíveis, característica notável quando observamos sua representação no diagrama de cromaticidade, especialmente nas regiões de verde e azul. Como resultado, conteúdos em sRGB não são tão vibrantes como aqueles produzidos e exibidos em outras gamas de cores.

Espécie de "irmão" do sRGB, o Rec.709 é outra gama bastante conhecida que entrega basicamente a mesma cobertura de cores que o sRGB. A diferença está na gama da tela — a representação de quão suave é a transição entre o ponto mais claro e o mais escuro —, mais alta no Rec.709, desenvolvido com consumo de conteúdo televisivo em ambientes escuros em mente. Como painéis modernos permitem a calibração da gama, a diferença entre os dois padrões atualmente é basicamente inexistente.

Adobe RGB

Como o nome sugere, o Adobe RGB foi desenvolvido em 1998 pela Adobe, responsável por programas renomados como o Photoshop e o Premiere, e mira especificamente em fotografia, não sendo utilizado por vídeos. Sua concepção nasceu da necessidade de proporcionar maior controle aos fotógrafos ao apresentar cobertura significativamente maior que o sRGB, de 50% da luz visível, especialmente nas áreas de verde e azul.

O Adobe RGB também foi importante por cobrir com maior precisão a combinação de cores específica utilizada pelos equipamentos de impressão — a mistura de Ciano, Magenta, Amarelo e Preto, que atende pela sigla CMYK (cyan, magenta, yellow, and black). Com o crescimento da fotografia digital, no entanto, muitas das câmeras modernas trazem como padrão o sRGB.

Outro fator que fortalece o posicionamento do Adobe RGB como uma cobertura de nicho é sua incompatibilidade com a maioria dos programas. Quando um arquivo munido desse espaço de cor é aberto em um navegador, por exemplo, o app tenta fazer a conversão para o sRGB, resultando em uma imagem com coloração não apenas incorreta, mas pior do que uma imagem sRGB.

DCI-P3

A Digital Cinema Initiatives - Protocol 3, ou apenas DCI-P3, foi desenvolvida em um esforço conjunto das associações de cinema Digital Cinema Initiatives (DCI) e Society of Motion Pictures and Television Engineers (SMPTE). A ideia era substituir a gama sRGB com uma cobertura mais ampla, além de padronizar as cores utilizadas pela indústria cinematográfica.

A gama se destaca por oferecer um espaço de cobertura 25% maior que o sRGB, similar ao Adobe RGB, mas com um melhor equilíbrio entre as três cores primárias, em vez de favorecer tons de verde e azul como a solução da Adobe. Por ser voltado à mídia digital, o DCI-P3 tem se popularizado cada vez mais, com aplicação crescente em telas de smartphones, TVs e monitores.

Um aspecto interessante de painéis com essa cobertura de cores é que, ao exibir uma imagem produzida no padrão sRGB, a tela entregará saturação, a intensidade das cores, muito mais alta, em virtude da cobertura mais ampla. Essa característica pode agradar a alguns usuários, mas não é completamente ideal, por não seguir com fidelidade o que o criador do conteúdo idealizou.

Rec. 2020 e Rec. 2100

A gama de cores Rec. 2020, também conhecida como BT. 2020, é a mais recente da lista e foi idealizada pelo setor de Radiocomunicações da União Internacional de Telecomunicações (ITU-R). A gama foi proposta durante a definição do padrão de Televisão de Ultra Definição (UHDTV), que engloba ainda as resoluções 4K e 8K, bem como as taxas de atualização até os 120 Hz.

Esse é o espaço de cores mais amplo disponível atualmente, entregando nada menos que 75% de cobertura das cores visíveis, além de mais profundo, com suporte a 10 bits e 12 bits. Sua cobertura é tão ampla que mesmo as melhores telas do mercado conseguem oferecer apenas 80% do padrão. Espera-se que os avanços no uso dos Quantum Dots e de retroiluminação de Micro LED possam aprimorar essa capacidade com o tempo.

O ITU-R também já definiu o Rec. 2100, ou BT. 2100, uma extensão do Rec. 2020 que mantém as especificações, incluindo a cobertura de cores, mas inclui suporte a HDR com duas técnicas: a quantização perceptiva, essencial para padrões como o HDR10+ e o Dolby Vision, e o HLG (Hybrid Log Gamma), tecnologia exclusiva para a televisão que transmite o conteúdo com HDR e sem HDR, também chamado Standard Dynamic Range (SDR), simultaneamente.

As gamas de cores e o HDR

A tecnologia de High Dynamic Range (HDR), ou Amplo Alcance Dinâmico em tradução livre, é um recurso relativamente recente pelo qual as telas intensificam o nível de brilho e estendem a reprodução de cores para oferecer alto contraste, cores vívidas e maior diferença entre os pontos mais claros e os mais escuros da imagem— característica conhecida como alcance dinâmico, que dá nome à função — entregando assim maior riqueza de detalhes em áreas com forte luminosidade ou sombra.

Como a tecnologia visa entregar maior realismo ao conteúdo exibido, painéis com HDR têm como requisito uma ampla cobertura de cores — a recomendação no momento é uma boa cobertura da gama DCI-P3, que deve dar lugar ao Rec. 2020 futuramente. Essa regra é uma das responsáveis pela popularização de cobertura de cores mais amplas, como o próprio DCI-P3.

Outros parâmetros de cor

Além das coberturas de cores, existem outros aspectos a se considerar na hora de avaliar o quão precisa uma tela é na hora de exibir diferentes tonalidades. Dois dos elementos mais importantes incluem o Delta E (ΔE) e a temperatura de cor.

Resumidamente, o Delta E é o "índice de erro" das telas para exibição de determinadas cores — o quão próximo ela está de exibir a cor correta, em comparação a pontos definidos de acordo com uma das gamas de cores. Um exemplo de erro seria a exibição de um tom laranja-escuro, em vez de vermelho. Quanto mais próximo do zero, melhor.

O cenário ideal é o que os erros atingem um valor abaixo de 1, imperceptíveis para o olho humano, mas há uma margem de tolerância. Telas profissionais precisam ter ao menos um valor de Delta E abaixo de 2 para serem de fato consideradas profissionais.

Enquanto isso, a temperatura de cor, ou ponto de branco, avalia o tom de branco dos displays e eventuais presenças de outras tonalidades — algumas telas podem apresentar distorções que conferem tons esverdeados, avermelhados ou azulados ao branco. A temperatura de cor é medida em Kelvin (K) e está de certa forma associada ao conceito de cores quentes e cores frias. O ponto ideal de branco, buscado por todas as gamas de cores, é de 6.500 K, também conhecido como D65.

Cuidados para adquirir uma tela

Na hora de adquirir um dispositivo e checar a cobertura de cores da tela, é importante prestar atenção na gama anunciada e na porcentagem que a acompanha — ela representa o quanto daquele espaço de cor o painel é capaz de reproduzir. Um monitor com 90% da gama DCI-P3, por exemplo, consegue entregar apenas 90% do espaço de cores DCI-P3. Quanto maior a porcentagem, melhor.

De preferência, também é válido conferir o Delta E do painel, já que apenas a porcentagem de cobertura não entrega a fidelidade de cores do painel. Ter 90% de cobertura de uma gama ampla de cores acompanhada de um Delta E muito elevado não trará resultados satisfatórios.

Confira também os níveis de brilho típico e máximo, que representam, respectivamente, a luminosidade padrão e o pico de brilho que o display pode oferecer, conceitos importantes para a reprodução de conteúdo em HDR, que requer ao menos 600 nits para uma experiência completa.

Fonte: Android Authority, Sony, Tom's Hardware, BenQ