Documentation/media/uapi/v4l/colorspaces-details.rst

   1 .. -*- coding: utf-8; mode: rst -*-
   2
   3 ********************************
   4 Detailed Colorspace Descriptions
   5 ********************************
   6
   7
   8 .. _col-smpte-170m:
   9
  10 Colorspace SMPTE 170M (V4L2_COLORSPACE_SMPTE170M)
  11 =================================================
  12
  13 The :ref:`smpte170m` standard defines the colorspace used by NTSC and
  14 PAL and by SDTV in general. The default transfer function is
  15 ``V4L2_XFER_FUNC_709``. The default Y'CbCr encoding is
  16 ``V4L2_YCBCR_ENC_601``. The default Y'CbCr quantization is limited
  17 range. The chromaticities of the primary colors and the white reference
  18 are:
  19
  20
  21
  22 .. tabularcolumns:: |p{4.4cm}|p{4.4cm}|p{8.7cm}|
  23
  24 .. flat-table:: SMPTE 170M Chromaticities
  25     :header-rows:  1
  26     :stub-columns: 0
  27     :widths:       1 1 2
  28
  29     * - Color
  30       - x
  31       - y
  32     * - Red
  33       - 0.630
  34       - 0.340
  35     * - Green
  36       - 0.310
  37       - 0.595
  38     * - Blue
  39       - 0.155
  40       - 0.070
  41     * - White Reference (D65)
  42       - 0.3127
  43       - 0.3290
  44
  45
  46 The red, green and blue chromaticities are also often referred to as the
  47 SMPTE C set, so this colorspace is sometimes called SMPTE C as well.
  48
  49 The transfer function defined for SMPTE 170M is the same as the one
  50 defined in Rec. 709.
  51
  52 .. math::
  53
  54     L' = -1.099(-L)^{0.45} + 0.099 \text{, for } L \le-0.018
  55
  56     L' = 4.5L \text{, for } -0.018 < L < 0.018
  57
  58     L' = 1.099L^{0.45} - 0.099 \text{, for } L \ge 0.018
  59
  60 Inverse Transfer function:
  61
  62 .. math::
  63
  64     L = -\left( \frac{L' - 0.099}{-1.099} \right) ^{\frac{1}{0.45}} \text{, for } L' \le -0.081
  65
  66     L = \frac{L'}{4.5} \text{, for } -0.081 < L' < 0.081
  67
  68     L = \left(\frac{L' + 0.099}{1.099}\right)^{\frac{1}{0.45} } \text{, for } L' \ge 0.081
  69
  70 The luminance (Y') and color difference (Cb and Cr) are obtained with
  71 the following ``V4L2_YCBCR_ENC_601`` encoding:
  72
  73 .. math::
  74
  75     Y' = 0.2990R' + 0.5870G' + 0.1140B'
  76
  77     Cb = -0.1687R' - 0.3313G' + 0.5B'
  78
  79     Cr = 0.5R' - 0.4187G' - 0.0813B'
  80
  81 Y' is clamped to the range [0…1] and Cb and Cr are clamped to the range
  82 [-0.5…0.5]. This conversion to Y'CbCr is identical to the one defined in
  83 the :ref:`itu601` standard and this colorspace is sometimes called
  84 BT.601 as well, even though BT.601 does not mention any color primaries.
  85
  86 The default quantization is limited range, but full range is possible
  87 although rarely seen.
  88
  89
  90 .. _col-rec709:
  91
  92 Colorspace Rec. 709 (V4L2_COLORSPACE_REC709)
  93 ============================================
  94
  95 The :ref:`itu709` standard defines the colorspace used by HDTV in
  96 general. The default transfer function is ``V4L2_XFER_FUNC_709``. The
  97 default Y'CbCr encoding is ``V4L2_YCBCR_ENC_709``. The default Y'CbCr
  98 quantization is limited range. The chromaticities of the primary colors
  99 and the white reference are:
 100
 101
 102
 103 .. tabularcolumns:: |p{4.4cm}|p{4.4cm}|p{8.7cm}|
 104
 105 .. flat-table:: Rec. 709 Chromaticities
 106     :header-rows:  1
 107     :stub-columns: 0
 108     :widths:       1 1 2
 109
 110     * - Color
 111       - x
 112       - y
 113     * - Red
 114       - 0.640
 115       - 0.330
 116     * - Green
 117       - 0.300
 118       - 0.600
 119     * - Blue
 120       - 0.150
 121       - 0.060
 122     * - White Reference (D65)
 123       - 0.3127
 124       - 0.3290
 125
 126
 127 The full name of this standard is Rec. ITU-R BT.709-5.
 128
 129 Transfer function. Normally L is in the range [0…1], but for the
 130 extended gamut xvYCC encoding values outside that range are allowed.
 131
 132 .. math::
 133
 134     L' = -1.099(-L)^{0.45} + 0.099 \text{, for } L \le -0.018
 135
 136     L' = 4.5L \text{, for } -0.018 < L < 0.018
 137
 138     L' = 1.099L^{0.45} - 0.099 \text{, for } L \ge 0.018
 139
 140 Inverse Transfer function:
 141
 142 .. math::
 143
 144     L = -\left( \frac{L' - 0.099}{-1.099} \right)^\frac{1}{0.45} \text{, for } L' \le -0.081
 145
 146     L = \frac{L'}{4.5}\text{, for } -0.081 < L' < 0.081
 147
 148     L = \left(\frac{L' + 0.099}{1.099}\right)^{\frac{1}{0.45} } \text{, for } L' \ge 0.081
 149
 150 The luminance (Y') and color difference (Cb and Cr) are obtained with
 151 the following ``V4L2_YCBCR_ENC_709`` encoding:
 152
 153 .. math::
 154
 155     Y' = 0.2126R' + 0.7152G' + 0.0722B'
 156
 157     Cb = -0.1146R' - 0.3854G' + 0.5B'
 158
 159     Cr = 0.5R' - 0.4542G' - 0.0458B'
 160
 161 Y' is clamped to the range [0…1] and Cb and Cr are clamped to the range
 162 [-0.5…0.5].
 163
 164 The default quantization is limited range, but full range is possible
 165 although rarely seen.
 166
 167 The ``V4L2_YCBCR_ENC_709`` encoding described above is the default for
 168 this colorspace, but it can be overridden with ``V4L2_YCBCR_ENC_601``,
 169 in which case the BT.601 Y'CbCr encoding is used.
 170
 171 Two additional extended gamut Y'CbCr encodings are also possible with
 172 this colorspace:
 173
 174 The xvYCC 709 encoding (``V4L2_YCBCR_ENC_XV709``, :ref:`xvycc`) is
 175 similar to the Rec. 709 encoding, but it allows for R', G' and B' values
 176 that are outside the range [0…1]. The resulting Y', Cb and Cr values are
 177 scaled and offset according to the limited range formula:
 178
 179 .. math::
 180
 181     Y' = \frac{219}{256} * (0.2126R' + 0.7152G' + 0.0722B') + \frac{16}{256}
 182
 183     Cb = \frac{224}{256} * (-0.1146R' - 0.3854G' + 0.5B')
 184
 185     Cr = \frac{224}{256} * (0.5R' - 0.4542G' - 0.0458B')
 186
 187 The xvYCC 601 encoding (``V4L2_YCBCR_ENC_XV601``, :ref:`xvycc`) is
 188 similar to the BT.601 encoding, but it allows for R', G' and B' values
 189 that are outside the range [0…1]. The resulting Y', Cb and Cr values are
 190 scaled and offset according to the limited range formula:
 191
 192 .. math::
 193
 194     Y' = \frac{219}{256} * (0.2990R' + 0.5870G' + 0.1140B') + \frac{16}{256}
 195
 196     Cb = \frac{224}{256} * (-0.1687R' - 0.3313G' + 0.5B')
 197
 198     Cr = \frac{224}{256} * (0.5R' - 0.4187G' - 0.0813B')
 199
 200 Y' is clamped to the range [0…1] and Cb and Cr are clamped to the range
 201 [-0.5…0.5] and quantized without further scaling or offsets.
 202 The non-standard xvYCC 709 or xvYCC 601 encodings can be
 203 used by selecting ``V4L2_YCBCR_ENC_XV709`` or ``V4L2_YCBCR_ENC_XV601``.
 204 As seen by the xvYCC formulas these encodings always use limited range quantization,
 205 there is no full range variant. The whole point of these extended gamut encodings
 206 is that values outside the limited range are still valid, although they
 207 map to R', G' and B' values outside the [0…1] range and are therefore outside
 208 the Rec. 709 colorspace gamut.
 209
 210
 211 .. _col-srgb:
 212
 213 Colorspace sRGB (V4L2_COLORSPACE_SRGB)
 214 ======================================
 215
 216 The :ref:`srgb` standard defines the colorspace used by most webcams
 217 and computer graphics. The default transfer function is
 218 ``V4L2_XFER_FUNC_SRGB``. The default Y'CbCr encoding is
 219 ``V4L2_YCBCR_ENC_601``. The default Y'CbCr quantization is limited range.
 220
 221 Note that the :ref:`sycc` standard specifies full range quantization,
 222 however all current capture hardware supported by the kernel convert
 223 R'G'B' to limited range Y'CbCr. So choosing full range as the default
 224 would break how applications interpret the quantization range.
 225
 226 The chromaticities of the primary colors and the white reference are:
 227
 228
 229
 230 .. tabularcolumns:: |p{4.4cm}|p{4.4cm}|p{8.7cm}|
 231
 232 .. flat-table:: sRGB Chromaticities
 233     :header-rows:  1
 234     :stub-columns: 0
 235     :widths:       1 1 2
 236
 237     * - Color
 238       - x
 239       - y
 240     * - Red
 241       - 0.640
 242       - 0.330
 243     * - Green
 244       - 0.300
 245       - 0.600
 246     * - Blue
 247       - 0.150
 248       - 0.060
 249     * - White Reference (D65)
 250       - 0.3127
 251       - 0.3290
 252
 253
 254 These chromaticities are identical to the Rec. 709 colorspace.
 255
 256 Transfer function. Note that negative values for L are only used by the
 257 Y'CbCr conversion.
 258
 259 .. math::
 260
 261     L' = -1.055(-L)^{\frac{1}{2.4} } + 0.055\text{, for }L < -0.0031308
 262
 263     L' = 12.92L\text{, for }-0.0031308 \le L \le 0.0031308
 264
 265     L' = 1.055L ^{\frac{1}{2.4} } - 0.055\text{, for }0.0031308 < L \le 1
 266
 267 Inverse Transfer function:
 268
 269 .. math::
 270
 271     L = -((-L' + 0.055) / 1.055) ^{2.4}\text{, for }L' < -0.04045
 272
 273     L = L' / 12.92\text{, for }-0.04045 \le L' \le 0.04045
 274
 275     L = ((L' + 0.055) / 1.055) ^{2.4}\text{, for }L' > 0.04045
 276
 277 The luminance (Y') and color difference (Cb and Cr) are obtained with
 278 the following ``V4L2_YCBCR_ENC_601`` encoding as defined by :ref:`sycc`:
 279
 280 .. math::
 281
 282     Y' = 0.2990R' + 0.5870G' + 0.1140B'
 283
 284     Cb = -0.1687R' - 0.3313G' + 0.5B'
 285
 286     Cr = 0.5R' - 0.4187G' - 0.0813B'
 287
 288 Y' is clamped to the range [0…1] and Cb and Cr are clamped to the range
 289 [-0.5…0.5]. This transform is identical to one defined in SMPTE
 290 170M/BT.601. The Y'CbCr quantization is limited range.
 291
 292
 293 .. _col-oprgb:
 294
 295 Colorspace opRGB (V4L2_COLORSPACE_OPRGB)
 296 ===============================================
 297
 298 The :ref:`oprgb` standard defines the colorspace used by computer
 299 graphics that use the opRGB colorspace. The default transfer function is
 300 ``V4L2_XFER_FUNC_OPRGB``. The default Y'CbCr encoding is
 301 ``V4L2_YCBCR_ENC_601``. The default Y'CbCr quantization is limited
 302 range.
 303
 304 Note that the :ref:`oprgb` standard specifies full range quantization,
 305 however all current capture hardware supported by the kernel convert
 306 R'G'B' to limited range Y'CbCr. So choosing full range as the default
 307 would break how applications interpret the quantization range.
 308
 309 The chromaticities of the primary colors and the white reference are:
 310
 311
 312 .. tabularcolumns:: |p{4.4cm}|p{4.4cm}|p{8.7cm}|
 313
 314 .. flat-table:: opRGB Chromaticities
 315     :header-rows:  1
 316     :stub-columns: 0
 317     :widths:       1 1 2
 318
 319     * - Color
 320       - x
 321       - y
 322     * - Red
 323       - 0.6400
 324       - 0.3300
 325     * - Green
 326       - 0.2100
 327       - 0.7100
 328     * - Blue
 329       - 0.1500
 330       - 0.0600
 331     * - White Reference (D65)
 332       - 0.3127
 333       - 0.3290
 334
 335
 336
 337 Transfer function:
 338
 339 .. math::
 340
 341     L' = L ^{\frac{1}{2.19921875}}
 342
 343 Inverse Transfer function:
 344
 345 .. math::
 346
 347     L = L'^{(2.19921875)}
 348
 349 The luminance (Y') and color difference (Cb and Cr) are obtained with
 350 the following ``V4L2_YCBCR_ENC_601`` encoding:
 351
 352 .. math::
 353
 354     Y' = 0.2990R' + 0.5870G' + 0.1140B'
 355
 356     Cb = -0.1687R' - 0.3313G' + 0.5B'
 357
 358     Cr = 0.5R' - 0.4187G' - 0.0813B'
 359
 360 Y' is clamped to the range [0…1] and Cb and Cr are clamped to the range
 361 [-0.5…0.5]. This transform is identical to one defined in SMPTE
 362 170M/BT.601. The Y'CbCr quantization is limited range.
 363
 364
 365 .. _col-bt2020:
 366
 367 Colorspace BT.2020 (V4L2_COLORSPACE_BT2020)
 368 ===========================================
 369
 370 The :ref:`itu2020` standard defines the colorspace used by Ultra-high
 371 definition television (UHDTV). The default transfer function is
 372 ``V4L2_XFER_FUNC_709``. The default Y'CbCr encoding is
 373 ``V4L2_YCBCR_ENC_BT2020``. The default R'G'B' quantization is limited
 374 range (!), and so is the default Y'CbCr quantization. The chromaticities
 375 of the primary colors and the white reference are:
 376
 377
 378
 379 .. tabularcolumns:: |p{4.4cm}|p{4.4cm}|p{8.7cm}|
 380
 381 .. flat-table:: BT.2020 Chromaticities
 382     :header-rows:  1
 383     :stub-columns: 0
 384     :widths:       1 1 2
 385
 386     * - Color
 387       - x
 388       - y
 389     * - Red
 390       - 0.708
 391       - 0.292
 392     * - Green
 393       - 0.170
 394       - 0.797
 395     * - Blue
 396       - 0.131
 397       - 0.046
 398     * - White Reference (D65)
 399       - 0.3127
 400       - 0.3290
 401
 402
 403
 404 Transfer function (same as Rec. 709):
 405
 406 .. math::
 407
 408     L' = 4.5L\text{, for }0 \le L < 0.018
 409
 410     L' = 1.099L ^{0.45} - 0.099\text{, for } 0.018 \le L \le 1
 411
 412 Inverse Transfer function:
 413
 414 .. math::
 415
 416     L = L' / 4.5\text{, for } L' < 0.081
 417
 418     L = \left( \frac{L' + 0.099}{1.099}\right) ^{\frac{1}{0.45} }\text{, for } L' \ge 0.081
 419
 420 Please note that while Rec. 709 is defined as the default transfer function
 421 by the :ref:`itu2020` standard, in practice this colorspace is often used
 422 with the :ref:`xf-smpte-2084`. In particular Ultra HD Blu-ray discs use
 423 this combination.
 424
 425 The luminance (Y') and color difference (Cb and Cr) are obtained with
 426 the following ``V4L2_YCBCR_ENC_BT2020`` encoding:
 427
 428 .. math::
 429
 430     Y' = 0.2627R' + 0.6780G' + 0.0593B'
 431
 432     Cb = -0.1396R' - 0.3604G' + 0.5B'
 433
 434     Cr = 0.5R' - 0.4598G' - 0.0402B'
 435
 436 Y' is clamped to the range [0…1] and Cb and Cr are clamped to the range
 437 [-0.5…0.5]. The Y'CbCr quantization is limited range.
 438
 439 There is also an alternate constant luminance R'G'B' to Yc'CbcCrc
 440 (``V4L2_YCBCR_ENC_BT2020_CONST_LUM``) encoding:
 441
 442 Luma:
 443
 444 .. math::
 445     :nowrap:
 446
 447     \begin{align*}
 448     Yc' = (0.2627R + 0.6780G + 0.0593B)'& \\
 449     B' - Yc' \le 0:& \\
 450         &Cbc = (B' - Yc') / 1.9404 \\
 451     B' - Yc' > 0: & \\
 452         &Cbc = (B' - Yc') / 1.5816 \\
 453     R' - Yc' \le 0:& \\
 454         &Crc = (R' - Y') / 1.7184 \\
 455     R' - Yc' > 0:& \\
 456         &Crc = (R' - Y') / 0.9936
 457     \end{align*}
 458
 459 Yc' is clamped to the range [0…1] and Cbc and Crc are clamped to the
 460 range [-0.5…0.5]. The Yc'CbcCrc quantization is limited range.
 461
 462
 463 .. _col-dcip3:
 464
 465 Colorspace DCI-P3 (V4L2_COLORSPACE_DCI_P3)
 466 ==========================================
 467
 468 The :ref:`smpte431` standard defines the colorspace used by cinema
 469 projectors that use the DCI-P3 colorspace. The default transfer function
 470 is ``V4L2_XFER_FUNC_DCI_P3``. The default Y'CbCr encoding is
 471 ``V4L2_YCBCR_ENC_709``. The default Y'CbCr quantization is limited range.
 472
 473 .. note::
 474
 475    Note that this colorspace standard does not specify a
 476    Y'CbCr encoding since it is not meant to be encoded to Y'CbCr. So this
 477    default Y'CbCr encoding was picked because it is the HDTV encoding.
 478
 479 The chromaticities of the primary colors and the white reference are:
 480
 481
 482
 483 .. tabularcolumns:: |p{4.4cm}|p{4.4cm}|p{8.7cm}|
 484
 485 .. flat-table:: DCI-P3 Chromaticities
 486     :header-rows:  1
 487     :stub-columns: 0
 488     :widths:       1 1 2
 489
 490     * - Color
 491       - x
 492       - y
 493     * - Red
 494       - 0.6800
 495       - 0.3200
 496     * - Green
 497       - 0.2650
 498       - 0.6900
 499     * - Blue
 500       - 0.1500
 501       - 0.0600
 502     * - White Reference
 503       - 0.3140
 504       - 0.3510
 505
 506
 507
 508 Transfer function:
 509
 510 .. math::
 511
 512     L' = L^{\frac{1}{2.6}}
 513
 514 Inverse Transfer function:
 515
 516 .. math::
 517
 518     L = L'^{(2.6)}
 519
 520 Y'CbCr encoding is not specified. V4L2 defaults to Rec. 709.
 521
 522
 523 .. _col-smpte-240m:
 524
 525 Colorspace SMPTE 240M (V4L2_COLORSPACE_SMPTE240M)
 526 =================================================
 527
 528 The :ref:`smpte240m` standard was an interim standard used during the
 529 early days of HDTV (1988-1998). It has been superseded by Rec. 709. The
 530 default transfer function is ``V4L2_XFER_FUNC_SMPTE240M``. The default
 531 Y'CbCr encoding is ``V4L2_YCBCR_ENC_SMPTE240M``. The default Y'CbCr
 532 quantization is limited range. The chromaticities of the primary colors
 533 and the white reference are:
 534
 535
 536
 537 .. tabularcolumns:: |p{4.4cm}|p{4.4cm}|p{8.7cm}|
 538
 539 .. flat-table:: SMPTE 240M Chromaticities
 540     :header-rows:  1
 541     :stub-columns: 0
 542     :widths:       1 1 2
 543
 544     * - Color
 545       - x
 546       - y
 547     * - Red
 548       - 0.630
 549       - 0.340
 550     * - Green
 551       - 0.310
 552       - 0.595
 553     * - Blue
 554       - 0.155
 555       - 0.070
 556     * - White Reference (D65)
 557       - 0.3127
 558       - 0.3290
 559
 560
 561 These chromaticities are identical to the SMPTE 170M colorspace.
 562
 563 Transfer function:
 564
 565 .. math::
 566
 567     L' = 4L\text{, for } 0 \le L < 0.0228
 568
 569     L' = 1.1115L ^{0.45} - 0.1115\text{, for } 0.0228 \le L \le 1
 570
 571 Inverse Transfer function:
 572
 573 .. math::
 574
 575     L = \frac{L'}{4}\text{, for } 0 \le L' < 0.0913
 576
 577     L = \left( \frac{L' + 0.1115}{1.1115}\right) ^{\frac{1}{0.45} }\text{, for } L' \ge 0.0913
 578
 579 The luminance (Y') and color difference (Cb and Cr) are obtained with
 580 the following ``V4L2_YCBCR_ENC_SMPTE240M`` encoding:
 581
 582 .. math::
 583
 584     Y' = 0.2122R' + 0.7013G' + 0.0865B'
 585
 586     Cb = -0.1161R' - 0.3839G' + 0.5B'
 587
 588     Cr = 0.5R' - 0.4451G' - 0.0549B'
 589
 590 Y' is clamped to the range [0…1] and Cb and Cr are clamped to the
 591 range [-0.5…0.5]. The Y'CbCr quantization is limited range.
 592
 593
 594 .. _col-sysm:
 595
 596 Colorspace NTSC 1953 (V4L2_COLORSPACE_470_SYSTEM_M)
 597 ===================================================
 598
 599 This standard defines the colorspace used by NTSC in 1953. In practice
 600 this colorspace is obsolete and SMPTE 170M should be used instead. The
 601 default transfer function is ``V4L2_XFER_FUNC_709``. The default Y'CbCr
 602 encoding is ``V4L2_YCBCR_ENC_601``. The default Y'CbCr quantization is
 603 limited range. The chromaticities of the primary colors and the white
 604 reference are:
 605
 606
 607
 608 .. tabularcolumns:: |p{4.4cm}|p{4.4cm}|p{8.7cm}|
 609
 610 .. flat-table:: NTSC 1953 Chromaticities
 611     :header-rows:  1
 612     :stub-columns: 0
 613     :widths:       1 1 2
 614
 615     * - Color
 616       - x
 617       - y
 618     * - Red
 619       - 0.67
 620       - 0.33
 621     * - Green
 622       - 0.21
 623       - 0.71
 624     * - Blue
 625       - 0.14
 626       - 0.08
 627     * - White Reference (C)
 628       - 0.310
 629       - 0.316
 630
 631
 632 .. note::
 633
 634    This colorspace uses Illuminant C instead of D65 as the white
 635    reference. To correctly convert an image in this colorspace to another
 636    that uses D65 you need to apply a chromatic adaptation algorithm such as
 637    the Bradford method.
 638
 639 The transfer function was never properly defined for NTSC 1953. The Rec.
 640 709 transfer function is recommended in the literature:
 641
 642 .. math::
 643
 644     L' = 4.5L\text{, for } 0 \le L < 0.018
 645
 646     L' = 1.099L ^{0.45} - 0.099\text{, for } 0.018 \le L \le 1
 647
 648 Inverse Transfer function:
 649
 650 .. math::
 651
 652     L = \frac{L'}{4.5} \text{, for } L' < 0.081
 653
 654     L = \left( \frac{L' + 0.099}{1.099}\right) ^{\frac{1}{0.45} }\text{, for } L' \ge 0.081
 655
 656 The luminance (Y') and color difference (Cb and Cr) are obtained with
 657 the following ``V4L2_YCBCR_ENC_601`` encoding:
 658
 659 .. math::
 660
 661     Y' = 0.2990R' + 0.5870G' + 0.1140B'
 662
 663     Cb = -0.1687R' - 0.3313G' + 0.5B'
 664
 665     Cr = 0.5R' - 0.4187G' - 0.0813B'
 666
 667 Y' is clamped to the range [0…1] and Cb and Cr are clamped to the range
 668 [-0.5…0.5]. The Y'CbCr quantization is limited range. This transform is
 669 identical to one defined in SMPTE 170M/BT.601.
 670
 671
 672 .. _col-sysbg:
 673
 674 Colorspace EBU Tech. 3213 (V4L2_COLORSPACE_470_SYSTEM_BG)
 675 =========================================================
 676
 677 The :ref:`tech3213` standard defines the colorspace used by PAL/SECAM
 678 in 1975. In practice this colorspace is obsolete and SMPTE 170M should
 679 be used instead. The default transfer function is
 680 ``V4L2_XFER_FUNC_709``. The default Y'CbCr encoding is
 681 ``V4L2_YCBCR_ENC_601``. The default Y'CbCr quantization is limited
 682 range. The chromaticities of the primary colors and the white reference
 683 are:
 684
 685
 686
 687 .. tabularcolumns:: |p{4.4cm}|p{4.4cm}|p{8.7cm}|
 688
 689 .. flat-table:: EBU Tech. 3213 Chromaticities
 690     :header-rows:  1
 691     :stub-columns: 0
 692     :widths:       1 1 2
 693
 694     * - Color
 695       - x
 696       - y
 697     * - Red
 698       - 0.64
 699       - 0.33
 700     * - Green
 701       - 0.29
 702       - 0.60
 703     * - Blue
 704       - 0.15
 705       - 0.06
 706     * - White Reference (D65)
 707       - 0.3127
 708       - 0.3290
 709
 710
 711
 712 The transfer function was never properly defined for this colorspace.
 713 The Rec. 709 transfer function is recommended in the literature:
 714
 715 .. math::
 716
 717     L' = 4.5L\text{, for } 0 \le L < 0.018
 718
 719     L' = 1.099L ^{0.45} - 0.099\text{, for } 0.018 \le L \le 1
 720
 721 Inverse Transfer function:
 722
 723 .. math::
 724
 725     L = \frac{L'}{4.5} \text{, for } L' < 0.081
 726
 727     L = \left(\frac{L' + 0.099}{1.099} \right) ^{\frac{1}{0.45} }\text{, for } L' \ge 0.081
 728
 729 The luminance (Y') and color difference (Cb and Cr) are obtained with
 730 the following ``V4L2_YCBCR_ENC_601`` encoding:
 731
 732 .. math::
 733
 734     Y' = 0.2990R' + 0.5870G' + 0.1140B'
 735
 736     Cb = -0.1687R' - 0.3313G' + 0.5B'
 737
 738     Cr = 0.5R' - 0.4187G' - 0.0813B'
 739
 740 Y' is clamped to the range [0…1] and Cb and Cr are clamped to the range
 741 [-0.5…0.5]. The Y'CbCr quantization is limited range. This transform is
 742 identical to one defined in SMPTE 170M/BT.601.
 743
 744
 745 .. _col-jpeg:
 746
 747 Colorspace JPEG (V4L2_COLORSPACE_JPEG)
 748 ======================================
 749
 750 This colorspace defines the colorspace used by most (Motion-)JPEG
 751 formats. The chromaticities of the primary colors and the white
 752 reference are identical to sRGB. The transfer function use is
 753 ``V4L2_XFER_FUNC_SRGB``. The Y'CbCr encoding is ``V4L2_YCBCR_ENC_601``
 754 with full range quantization where Y' is scaled to [0…255] and Cb/Cr are
 755 scaled to [-128…128] and then clipped to [-128…127].
 756
 757 .. note::
 758
 759    The JPEG standard does not actually store colorspace
 760    information. So if something other than sRGB is used, then the driver
 761    will have to set that information explicitly. Effectively
 762    ``V4L2_COLORSPACE_JPEG`` can be considered to be an abbreviation for
 763    ``V4L2_COLORSPACE_SRGB``, ``V4L2_YCBCR_ENC_601`` and
 764    ``V4L2_QUANTIZATION_FULL_RANGE``.
 765
 766 ***************************************
 767 Detailed Transfer Function Descriptions
 768 ***************************************
 769
 770 .. _xf-smpte-2084:
 771
 772 Transfer Function SMPTE 2084 (V4L2_XFER_FUNC_SMPTE2084)
 773 =======================================================
 774
 775 The :ref:`smpte2084` standard defines the transfer function used by
 776 High Dynamic Range content.
 777
 778 Constants:
 779     m1 = (2610 / 4096) / 4
 780
 781     m2 = (2523 / 4096) * 128
 782
 783     c1 = 3424 / 4096
 784
 785     c2 = (2413 / 4096) * 32
 786
 787     c3 = (2392 / 4096) * 32
 788
 789 Transfer function:
 790     L' = ((c1 + c2 * L\ :sup:`m1`) / (1 + c3 * L\ :sup:`m1`))\ :sup:`m2`
 791
 792 Inverse Transfer function:
 793     L = (max(L':sup:`1/m2` - c1, 0) / (c2 - c3 *
 794     L'\ :sup:`1/m2`))\ :sup:`1/m1`
 795
 796 Take care when converting between this transfer function and non-HDR transfer
 797 functions: the linear RGB values [0…1] of HDR content map to a luminance range
 798 of 0 to 10000 cd/m\ :sup:`2` whereas the linear RGB values of non-HDR (aka
 799 Standard Dynamic Range or SDR) map to a luminance range of 0 to 100 cd/m\ :sup:`2`.
 800
 801 To go from SDR to HDR you will have to divide L by 100 first. To go in the other
 802 direction you will have to multiply L by 100. Of course, this clamps all
 803 luminance values over 100 cd/m\ :sup:`2` to 100 cd/m\ :sup:`2`.
 804
 805 There are better methods, see e.g. :ref:`colimg` for more in-depth information
 806 about this.