xvYCC o YCbCr de gama extendida es un espacio de color que se puede utilizar en la electrónica de vídeo de los televisores para admitir una gama 1,8 veces mayor que la del espacio de color sRGB . [1] [2] [3] xvYCC fue propuesto por Sony , [4] especificado por IEC en octubre de 2005 y publicado en enero de 2006 como IEC 61966-2-4 . xvYCC amplía la curva de tonos ITU-R BT.709 definiendo valores fuera de rango. El vídeo codificado con xvYCC conserva los mismos colores primarios y el mismo punto blanco que BT.709 , y utiliza una matriz de conversión y codificación BT.601 o BT.709 RGB a YCC. [4] Esto le permite viajar a través de rutas de datos YCC digitales de rango limitado existentes, y cualquier color dentro de la gama normal será compatible. [4] Funciona permitiendo entradas RGB negativas y ampliando el croma de salida. Estos se utilizan para codificar colores más saturados utilizando una mayor parte de los valores RGB que se pueden codificar en la señal YCbCr en comparación con los utilizados en Broadcast Safe Level. [4] Los colores de gama extra se pueden mostrar mediante un dispositivo cuya tecnología subyacente no esté limitada por los colores primarios estándar. [4]
En un artículo publicado por la Society for Information Display en 2006, los autores asignaron los 769 colores de la cascada de colores Munsell (llamada gama de Michael Pointer) al espacio BT.709 y al espacio xvYCC. Aproximadamente el 55% de los colores Munsell podrían asignarse a la gama sRGB, pero el 100% de esos colores se asignan dentro de la gama xvYCC. [5] Se pueden crear tonos más profundos, por ejemplo, un cian más intenso, dándole al primario opuesto (rojo) un coeficiente negativo. El rango de cuantificación de la colorimetría xvYCC 601 y xvYCC 709 es siempre de rango limitado. [6]
La tecnología de cámaras y pantallas está evolucionando con primarios más distintos, más espaciados según el diagrama de cromaticidad CIE . Las pantallas con primarios más separados permiten una gama más amplia de colores visualizables; sin embargo, los datos de color deben estar disponibles para hacer uso del espacio de color de gama más grande. xvYCC es un espacio de color de gama extendida que es compatible con versiones anteriores de la señal de transmisión BT.709 YCbCr existente al utilizar partes de datos de la señal que de otro modo no se usarían.
La señal BT.709 YCbCr tiene espacio de código no utilizado, una limitación impuesta para fines de transmisión. En particular, sólo se utiliza 16-240 para los canales de color Cb/Cr de los valores digitales 0-255 disponibles para codificación de datos de 8 bits. xvYCC utiliza esta parte de la señal para almacenar datos de color de gama extendida utilizando los valores de código 1-15 y 241-254 en los canales Cb/Cr para extensión de gama. [7]
xvYCC expande los valores de croma a 1-254 (es decir, un valor bruto de -0,567–0,567) mientras mantiene el rango de valores de luma (Y) en 16-235 (aunque se puede admitir Superwhite ), al igual que Rec. 709. Primero, la OETF (Características de transferencia 11 según H.273 [8] como se especificó originalmente en la primera enmienda a H.264) se amplía para permitir entradas R'G'B' negativas tales que: [5]
Aquí el número 1.099 tiene el valor 1 + 5.5 * β = 1.099296826809442... y β tiene el valor 0.018053968510807..., mientras que 0.099 es 1.099 - 1. [8]
La matriz de codificación YCC no ha cambiado y puede seguir la Rec. 709 o Rec. 601 (Coeficientes de matriz 1 y 5). [5]
El rango posible para R'G'B' 601 no lineal está entre -1,0732 y 2,0835 y para R'G'B' 709 está entre -1,1206 y 2,1305. [9] Esto se logra cuando los valores de YCC son "1, 1, cualquiera" y "254, 254, cualquiera" en el componente B'.
xvYCC 709 cubre el 37,19% de CIE 1976 u'v' , mientras que BT.709 sólo el 33,24%. [10]
El último paso codifica los valores en un número binario (cuantización). Básicamente no ha cambiado, excepto que se puede seleccionar una profundidad de bits n superior a 8 bits: [5]
Con cantidades primarias negativas permitidas, un cian que se encuentra fuera de la gama básica de las primarias se puede codificar como "verde más azul menos rojo". [4] Dado que se utiliza el rango 16-255 Y (el valor 255 está reservado en el estándar HDMI para sincronización pero puede estar en archivos) y dado que los valores de Cb y Cr están poco restringidos, muchos colores de alta saturación fuera del 0 –Se puede codificar 255 espacios RGB. Por ejemplo, si YCbCr es 255, 128, 128, en el caso de una codificación YCbCr de nivel completo (0–255), entonces el R'G'B' correspondiente es 255, 255, 255, que es el valor máximo de luminancia codificable en este espacio de color. Pero si Y=255 y Cr y/o Cb no son 128, esto codifica la luminancia máxima pero con un color agregado: un primario necesariamente debe estar por encima de 255 y no se puede convertir a R'G'B'. Se debe utilizar software y hardware adaptados durante la producción para no recortar los niveles de datos de vídeo que están por encima del espacio sRGB. Este casi nunca es el caso del software que funciona con un núcleo RGB.
El ejemplo más complejo son los valores YCbCr BT.709 139, 151, 24 (es decir, RGB -21, 182, 181). Eso está fuera de gama para BT.709, pero no para sYCC y xvYCC 709 , y para convertir esos valores para mostrar la gama, debe convertir a XYZ (0.27018, 0.40327, 0.54109) y luego para mostrar la gama. [11]
La matriz XYZ es la especificada en los documentos de Nvidia . [12]
En la especificación HDMI 1.3 se ha definido un mecanismo para señalar la compatibilidad con xvYCC y transmitir la definición de límites de gama para xvYCC . No se requiere ningún mecanismo nuevo para transmitir los datos xvYCC en sí, ya que es compatible con los formatos YCbCr existentes de HDMI , pero la pantalla debe indicar que está lista para aceptar los valores xvYCC de gama extra (en el bloque de colorimetría de EDID , banderas xvYCC 709 y xvYCC 601 ), y la fuente necesita indicar la gama real en uso en AVI InfoFrame y utilizar paquetes de metadatos de gama para ayudar a la pantalla a adaptar inteligentemente colores extremos a sus propias limitaciones de gama.
Esto no debe confundirse con la otra nueva característica de color de HDMI 1.3: el color profundo . Esta es una característica separada que aumenta la precisión de la información de brillo y color, y es independiente de xvYCC.
xvYCC no es compatible con DVD-Video , pero sí con el formato de grabación de alta definición AVCHD , PlayStation 3 y Blu-ray. También es compatible con algunas cámaras, como Sony HDR-CX405, que en realidad etiqueta el vídeo como xvYCC con BT.709 dentro del XAVC de Sony . [13]
El 7 de enero de 2013, Sony anunció que lanzaría títulos de discos Blu-ray "masterizados en 4K" que se obtienen en 4K y están codificados en 1080p . [14] Los títulos de Blu-ray Disc 1080p "masterizados en 4K" se pueden reproducir en reproductores de Blu-ray Disc existentes y admitirán un espacio de color más grande usando xvYCC. [14] [15] [16]
El 30 de mayo de 2013, Eye IO anunció que Sony Pictures Entertainment obtuvo la licencia de su tecnología de codificación para ofrecer video 4K Ultra HD con su "Servicio ilimitado de video 4K de Sony". [17] [18] Eye IO codifica sus recursos de video a 3840 x 2160 e incluye soporte para el espacio de color xvYCC. [17] [18]
El siguiente hardware de gráficos admite el espacio de color xvYCC cuando se conecta a un dispositivo de visualización que admite xvYCC:
