Category Archives: 液晶パネル

そもそも「色」をなぜ「温度」で表すのか？ 昨今のSAMSUNG LTM220M1-L01 液晶パネルディスプレイは、大半の製品がOSDメニューに「色温度」の調整項目を備えている。 液晶ディスプレイの発色は色温度の設定によってガラリと変わるので、映像を「適切な色」で表示したい場合、用途に応じて正しい色温度を選ぶことが必要だ。 初めに、色温度の意味を簡単に解説しよう。色温度とは「光の色」を表すのに使われる数値のこと。ディスプレイやカメラ、照明器具など、さまざまな製品で色の基準とされており、単位は絶対温度の「K」（ケルビン）で示される。 気温などを示す「℃」ではなく、一般にはなじみが薄い単位だが、基本的には以下の2点を覚えておけば問題ない。色温度、つまりケルビンの値が低いほど「白色」が赤みを帯び、色温度が高いほど「白色」が青みを帯びてくるということだ。 下表に、太陽光やさまざまな光源における色温度の目安を示した。色温度が低いほど「赤い光」、色温度が高いほど「青い光」になるのが何となくイメージできるだろう。 例えば、デジタル一眼レフカメラでマニュアル撮影を行っている人は、ホワイトバランスを「5000～5500K」に設定するケースが多いのではないだろうか。 日中の太陽光は色温度が「5000～5500K」といわれており、ホワイトバランスをこの数値に設定することで、見た目の雰囲気に近い発色で撮影できるのだ。 色温度のイメージ図。色温度が低くなるにつれて黄色から赤みがかった色に、高くなるにつれて青っぽい色に白色が変化する。 この図は特定条件の色温度を正確に示したものではなく、あくまで見え方のイメージである点に注意してほしい ところで、なぜ色を温度で表すのだろうか。それは、ある物体を高温で熱したときの「光の色」と「温度」の関係を採用しているからだ。 ここでは、色温度の技術的な定義にもごく簡単に触れておこう。まず第1に、外部からの熱や光を完全に吸収し、さらに放出可能な物体があるとする。 この物体を「黒体」あるいは「完全放射体」という（現実には存在しないとされている）。第2に、黒体は熱すると光を放射し、その光の波長／スペクトル（光の色）は黒体の温度によって変化する。 第3に、黒体の温度と放射する光の色を対応させると、ある「光の色」のときの「黒体の温度」が分かる。これを色温度と定義している。 どの物体も高温で熱すると、さまざまな光の色を放射するが、特定の色になる温度は物体によって異なる。そこで、理想的な物体として「黒体」を想定し、放射する光の色とそのときの温度を対応させて基準値としたわけだ。 何やら難しい話だが、液晶ディスプレイの色温度を調整するうえで、この定義まで理解する必要はない。詳細は物理学と数学の分野なので、興味があれば調べてみるとよいだろう。 液晶ディスプレイにおける色温度 冒頭で軽く触れたが、現行の液晶ディスプレイ製品の多くはOSDメニューで色温度を調整することが可能だ。当然ながらSAMSUNG LTM220M1-L01 液晶パネルディスプレイの色温度を低くすると画面全体が赤っぽくなり、色温度を高くすると青っぽくなっていく。 色温度の調整項目は製品によって異なり、「青系」や「赤系」、もしくは「寒色系」や「暖色系」などの言葉を選ぶものと、「6500K」や「9300K」といった数値で設定するものに大別できる。 色温度の選択肢が「青系」や「赤系」、「寒色系」や「暖色系」になっている場合、「赤系」や「暖色系」を選ぶと低い色温度、「青系」や「寒色系」を選ぶと高い色温度となる。 白色の見た目を感覚的に理解しやすいという利点はあるが、具体的なケルビン値が分からないため、特定の色温度に調整したい場合には不便だ。 液晶ディスプレイの画質を調整するうえで、色温度はケルビン値で細かく指定できると都合がよい。例えば、ナナオのSAMSUNG LTM220M1-L01 液晶パネルディスプレイでは、ほとんどのモデルで「14段階」（4000～10000Kまで500K単位、及び9300K）程度の調整ができる。 これは業界トップクラスの細かさだ。ほかにも色温度をケルビン値で指定できる液晶ディスプレイは存在するが、そのほとんどはOSDメニュー内の選択肢が少ない（5000／6500／9300Kの3種類など）。 ナナオの液晶ディスプレイは、大半の製品がOSDメニューから500K刻みで色温度を細かく調整できる（写真＝左）。 さらにPC上でディスプレイの各種設定が行える付属ソフトウェア「ScreenManager Pro for LCD」を使えば、マウスで画面上のスライダーを動かすだけで手軽に色温度を調整することが可能だ（写真＝右） それでは、なぜケルビン値で色温度を細かく調整できたほうがよいかというと、用途やシーンに応じて最適な色温度を選ぶ必要があるからだ。以下に主な具体例を挙げよう。 まずPCの一般用途やsRGB規格では、6500Kの色温度が基準だ。多くの液晶ディスプレイは、色温度として6500Kの設定が用意されている。 また、用途別の画質モードとして「sRGB」モードを搭載している製品では、こちらにセットすれば問題ないだろう。 色温度の設定が「青系」や「赤系」といった言葉である製品も、「標準」モードの色温度はだいたい6500K近辺に調整されていることが多い（正確性は欠くが）。ただし、ノートPCの液晶ディスプレイは高い色温度に固定されていることもある。 テレビなどの映像分野の場合、日本の放送規格（NTSC-J）では、慣習的に9300Kが基準となっている。PC環境の基準である6500Kと比べてだいぶ高い色温度なので、実はテレビの映像はかなり青っぽい。 ただし、大部分の人はテレビを見慣れていると思うので、実際はPC環境の画面を「赤っぽい」と感じるケースが多いだろう。9300K前後の色温度は「ムービー」などの画質モードとして選択できる製品もある。 … Continue reading →

液晶ディスプレイの最大表示色は要注意 SAMSUNG LTM190M2-L31 液晶パネルディスプレイのカタログには、たいてい「最大表示色」の数が記されているが、この数値を気にする人はそれほど多くないだろう。 昨今はほとんどの製品が1600万色を超える膨大な色を表現でき、色数の少なさが不満になることはまずないからだ。しかし、この最大表示色には思わぬ落とし穴がある。 現在販売されているPC向け液晶ディスプレイは、PCから入力されるRGB各色8ビット（＝合計24ビット）の発色数、つまりは「フルカラー」の映像信号を画面上できちんと描き分けることが求められる。 RGB各色8ビットの発色数とは約1677万色を意味する。その計算式は以下の通りだ。 ここで覚えておきたいのは2点だ。1点は「現在主流の液晶ディスプレイのすべてが約1677万色フルカラーを実現しているわけではないこと」、もう1点は「約1677万色フルカラーを実現する手法にも違いがあること」だ。 現在、単体で販売されている液晶ディスプレイの最大表示色と発色の手法には、主に3つのタイプがある。 本当の意味でのフルカラーを実現している SAMSUNG LTM190M2-L31 液晶パネルディスプレイは、RGB各色8ビットの発色を8ビット駆動の液晶パネルによって再現する、表の「1」に当たる製品だ。 これに対し、表の「2」や「3」は、いわゆる「疑似フルカラー」と呼ばれており、一般に製造コストを低く抑えられる半面、8ビット駆動の液晶パネルと比べて原理的に階調表現力で劣る。 写真は8ビット駆動、約1677万色表示の22型ワイル スペック表記においては、表「3」の約1619万色／約1620万色は数字が異なるので判別しやすいが、表「1」と「2」はどちらも約1677万色なのでカタログから見分けるのが難しい場合もある。 ただし、8ビット駆動の液晶パネルはそれが画質における優位点となるため、グラフィックス用途などにおいては注意して選択したい（RGB各色8ビットの合計で24ビットと表現される場合もある）。 SAMSUNG LTM190M2-L31 液晶パネルテレビや業務用の液晶ディスプレイには、RGB各色を10ビット駆動で表現する液晶パネルを採用した製品もある。理論上では、実に「約10億7374万1824色（約10億7300万色）」という発色性能を持つが、 10ビットの発色を扱えるグラフィックスアクセラレータやソフトウェアも必要になるため、PC業界ではまだまだ一般的ではない。 ここで、FRCについて簡単に解説しておこう。FRC（Frame Rate Control）とは、画面のフレーム書き換え／フレームレート、及び人間の目の残像効果を利用して、見かけ上の発色数を増やす仕組みだ。 例えば「白」と「赤」を交互に高速表示すると、人間の目には「ピンク」に見える。これと同じ理屈だ。 「6ビット駆動＋FRC」の液晶パネルの場合、液晶パネル本来の発色数は「6ビット（2の6乗＝64）の3乗（RGB各色）＝26万2144色」しかない。FRCはRGB各色に対して機能し、液晶パネル本来の1色と1色の表示間隔を変化させることで、 その1色と1色の間に「3色」の疑似色を生み出す（4ビット駆動のFRC）。これにより、RGB各色で「（6ビット－1）×3＝189色」の疑似色が追加される。 計算すると「（6ビット＋189＝253）の3乗（RGB各色）＝1619万4277色」（≒約1619万色／約1620万色）となるわけだ。 さらに昨今では、FRCを発展させた技術を搭載した製品が増えている。従来のFRCを超える多ビットの駆動により、多階調の疑似色を生み出し、その中から「液晶ディスプレイのフルカラー」である8ビット（256階調）ぶんの階調を取り出し、約1677万色を実現するという。 ところで、8ビット駆動と6ビット駆動＋FRCの画質差だが、実際はパネル以外の要素（画像制御ICの質など）が画質に与える影響も大きいため、製品を見比べても違いが分かりにくい場合がある。 照明を落とすなど環境光の影響を極力減らし、シャドウからハイライトまでリニアに変化するグラデーションパターンなどを表示すると、比較的違いが見えやすいだろう。この表示傾向は、静止画、動画、ゲームなどを問わない。 8ビット駆動によるフルカラー表示（左）と、6ビット駆動＋FRCによる疑似フルカラー表示（右）のグラデーション表示例。これは傾向を分かりやすく強調したものだが、一般に8ビット駆動のほうが階調表現力が高い 8ビットを超えるルックアップテーブルの重要性 「6ビット駆動＋FRCは8ビット駆動より階調表現力が劣る」と述べたが、8ビット駆動ならば発色や階調性が優秀とは一概にいえない。 液晶ディスプレイで階調表現力を向上させるには、「ルックアップテーブル」（以下、LUT）が重要な役割を果たす。 LUTとは、何らかの計算結果をあらかじめ格納しておく配列のことだ。あるシステムで定型的な計算処理が発生したとき、LUTの値を参照することで、計算処理を省略してシステム性能を高めることができる。 SAMSUNG LTM190M2-L31 液晶パネルディスプレイにおけるLUTとは、PC側からの入力信号（RGB各色8ビット）を演算して、液晶ディスプレイ側に適した出力信号（RGB各色8ビット）にマッピングする機能を示す。 安価な液晶ディスプレイはRGB各色8ビットのLUTだが、色再現性に注力した液晶ディスプレイはRGB各色10ビットや12ビットといった8ビット超の … Continue reading →