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-adobergb:
 294
 295 Colorspace Adobe RGB (V4L2_COLORSPACE_ADOBERGB)
 296 ===============================================
 297
 298 The :ref:`adobergb` standard defines the colorspace used by computer
 299 graphics that use the AdobeRGB colorspace. This is also known as the
 300 :ref:`oprgb` standard. The default transfer function is
 301 ``V4L2_XFER_FUNC_ADOBERGB``. The default Y'CbCr encoding is
 302 ``V4L2_YCBCR_ENC_601``. The default Y'CbCr quantization is limited
 303 range.
 304
 305 Note that the :ref:`oprgb` standard specifies full range quantization,
 306 however all current capture hardware supported by the kernel convert
 307 R'G'B' to limited range Y'CbCr. So choosing full range as the default
 308 would break how applications interpret the quantization range.
 309
 310 The chromaticities of the primary colors and the white reference are:
 311
 312
 313 .. tabularcolumns:: |p{4.4cm}|p{4.4cm}|p{8.7cm}|
 314
 315 .. flat-table:: Adobe RGB Chromaticities
 316     :header-rows:  1
 317     :stub-columns: 0
 318     :widths:       1 1 2
 319
 320     * - Color
 321       - x
 322       - y
 323     * - Red
 324       - 0.6400
 325       - 0.3300
 326     * - Green
 327       - 0.2100
 328       - 0.7100
 329     * - Blue
 330       - 0.1500
 331       - 0.0600
 332     * - White Reference (D65)
 333       - 0.3127
 334       - 0.3290
 335
 336
 337
 338 Transfer function:
 339
 340 .. math::
 341
 342     L' = L ^{\frac{1}{2.19921875}}
 343
 344 Inverse Transfer function:
 345
 346 .. math::
 347
 348     L = L'^{(2.19921875)}
 349
 350 The luminance (Y') and color difference (Cb and Cr) are obtained with
 351 the following ``V4L2_YCBCR_ENC_601`` encoding:
 352
 353 .. math::
 354
 355     Y' = 0.2990R' + 0.5870G' + 0.1140B'
 356
 357     Cb = -0.1687R' - 0.3313G' + 0.5B'
 358
 359     Cr = 0.5R' - 0.4187G' - 0.0813B'
 360
 361 Y' is clamped to the range [0…1] and Cb and Cr are clamped to the range
 362 [-0.5…0.5]. This transform is identical to one defined in SMPTE
 363 170M/BT.601. The Y'CbCr quantization is limited range.
 364
 365
 366 .. _col-bt2020:
 367
 368 Colorspace BT.2020 (V4L2_COLORSPACE_BT2020)
 369 ===========================================
 370
 371 The :ref:`itu2020` standard defines the colorspace used by Ultra-high
 372 definition television (UHDTV). The default transfer function is
 373 ``V4L2_XFER_FUNC_709``. The default Y'CbCr encoding is
 374 ``V4L2_YCBCR_ENC_BT2020``. The default R'G'B' quantization is limited
 375 range (!), and so is the default Y'CbCr quantization. The chromaticities
 376 of the primary colors and the white reference are:
 377
 378
 379
 380 .. tabularcolumns:: |p{4.4cm}|p{4.4cm}|p{8.7cm}|
 381
 382 .. flat-table:: BT.2020 Chromaticities
 383     :header-rows:  1
 384     :stub-columns: 0
 385     :widths:       1 1 2
 386
 387     * - Color
 388       - x
 389       - y
 390     * - Red
 391       - 0.708
 392       - 0.292
 393     * - Green
 394       - 0.170
 395       - 0.797
 396     * - Blue
 397       - 0.131
 398       - 0.046
 399     * - White Reference (D65)
 400       - 0.3127
 401       - 0.3290
 402
 403
 404
 405 Transfer function (same as Rec. 709):
 406
 407 .. math::
 408
 409     L' = 4.5L\text{, for }0 \le L < 0.018
 410
 411     L' = 1.099L ^{0.45} - 0.099\text{, for } 0.018 \le L \le 1
 412
 413 Inverse Transfer function:
 414
 415 .. math::
 416
 417     L = L' / 4.5\text{, for } L' < 0.081
 418
 419     L = \left( \frac{L' + 0.099}{1.099}\right) ^{\frac{1}{0.45} }\text{, for } L' \ge 0.081
 420
 421 Please note that while Rec. 709 is defined as the default transfer function
 422 by the :ref:`itu2020` standard, in practice this colorspace is often used
 423 with the :ref:`xf-smpte-2084`. In particular Ultra HD Blu-ray discs use
 424 this combination.
 425
 426 The luminance (Y') and color difference (Cb and Cr) are obtained with
 427 the following ``V4L2_YCBCR_ENC_BT2020`` encoding:
 428
 429 .. math::
 430
 431     Y' = 0.2627R' + 0.6780G' + 0.0593B'
 432
 433     Cb = -0.1396R' - 0.3604G' + 0.5B'
 434
 435     Cr = 0.5R' - 0.4598G' - 0.0402B'
 436
 437 Y' is clamped to the range [0…1] and Cb and Cr are clamped to the range
 438 [-0.5…0.5]. The Y'CbCr quantization is limited range.
 439
 440 There is also an alternate constant luminance R'G'B' to Yc'CbcCrc
 441 (``V4L2_YCBCR_ENC_BT2020_CONST_LUM``) encoding:
 442
 443 Luma:
 444
 445 .. math::
 446     :nowrap:
 447
 448     \begin{align*}
 449     Yc' = (0.2627R + 0.6780G + 0.0593B)'& \\
 450     B' - Yc' \le 0:& \\
 451         &Cbc = (B' - Yc') / 1.9404 \\
 452     B' - Yc' > 0: & \\
 453         &Cbc = (B' - Yc') / 1.5816 \\
 454     R' - Yc' \le 0:& \\
 455         &Crc = (R' - Y') / 1.7184 \\
 456     R' - Yc' > 0:& \\
 457         &Crc = (R' - Y') / 0.9936
 458     \end{align*}
 459
 460 Yc' is clamped to the range [0…1] and Cbc and Crc are clamped to the
 461 range [-0.5…0.5]. The Yc'CbcCrc quantization is limited range.
 462
 463
 464 .. _col-dcip3:
 465
 466 Colorspace DCI-P3 (V4L2_COLORSPACE_DCI_P3)
 467 ==========================================
 468
 469 The :ref:`smpte431` standard defines the colorspace used by cinema
 470 projectors that use the DCI-P3 colorspace. The default transfer function
 471 is ``V4L2_XFER_FUNC_DCI_P3``. The default Y'CbCr encoding is
 472 ``V4L2_YCBCR_ENC_709``. The default Y'CbCr quantization is limited range.
 473
 474 .. note::
 475
 476    Note that this colorspace standard does not specify a
 477    Y'CbCr encoding since it is not meant to be encoded to Y'CbCr. So this
 478    default Y'CbCr encoding was picked because it is the HDTV encoding.
 479
 480 The chromaticities of the primary colors and the white reference are:
 481
 482
 483
 484 .. tabularcolumns:: |p{4.4cm}|p{4.4cm}|p{8.7cm}|
 485
 486 .. flat-table:: DCI-P3 Chromaticities
 487     :header-rows:  1
 488     :stub-columns: 0
 489     :widths:       1 1 2
 490
 491     * - Color
 492       - x
 493       - y
 494     * - Red
 495       - 0.6800
 496       - 0.3200
 497     * - Green
 498       - 0.2650
 499       - 0.6900
 500     * - Blue
 501       - 0.1500
 502       - 0.0600
 503     * - White Reference
 504       - 0.3140
 505       - 0.3510
 506
 507
 508
 509 Transfer function:
 510
 511 .. math::
 512
 513     L' = L^{\frac{1}{2.6}}
 514
 515 Inverse Transfer function:
 516
 517 .. math::
 518
 519     L = L'^{(2.6)}
 520
 521 Y'CbCr encoding is not specified. V4L2 defaults to Rec. 709.
 522
 523
 524 .. _col-smpte-240m:
 525
 526 Colorspace SMPTE 240M (V4L2_COLORSPACE_SMPTE240M)
 527 =================================================
 528
 529 The :ref:`smpte240m` standard was an interim standard used during the
 530 early days of HDTV (1988-1998). It has been superseded by Rec. 709. The
 531 default transfer function is ``V4L2_XFER_FUNC_SMPTE240M``. The default
 532 Y'CbCr encoding is ``V4L2_YCBCR_ENC_SMPTE240M``. The default Y'CbCr
 533 quantization is limited range. The chromaticities of the primary colors
 534 and the white reference are:
 535
 536
 537
 538 .. tabularcolumns:: |p{4.4cm}|p{4.4cm}|p{8.7cm}|
 539
 540 .. flat-table:: SMPTE 240M Chromaticities
 541     :header-rows:  1
 542     :stub-columns: 0
 543     :widths:       1 1 2
 544
 545     * - Color
 546       - x
 547       - y
 548     * - Red
 549       - 0.630
 550       - 0.340
 551     * - Green
 552       - 0.310
 553       - 0.595
 554     * - Blue
 555       - 0.155
 556       - 0.070
 557     * - White Reference (D65)
 558       - 0.3127
 559       - 0.3290
 560
 561
 562 These chromaticities are identical to the SMPTE 170M colorspace.
 563
 564 Transfer function:
 565
 566 .. math::
 567
 568     L' = 4L\text{, for } 0 \le L < 0.0228
 569
 570     L' = 1.1115L ^{0.45} - 0.1115\text{, for } 0.0228 \le L \le 1
 571
 572 Inverse Transfer function:
 573
 574 .. math::
 575
 576     L = \frac{L'}{4}\text{, for } 0 \le L' < 0.0913
 577
 578     L = \left( \frac{L' + 0.1115}{1.1115}\right) ^{\frac{1}{0.45} }\text{, for } L' \ge 0.0913
 579
 580 The luminance (Y') and color difference (Cb and Cr) are obtained with
 581 the following ``V4L2_YCBCR_ENC_SMPTE240M`` encoding:
 582
 583 .. math::
 584
 585     Y' = 0.2122R' + 0.7013G' + 0.0865B'
 586
 587     Cb = -0.1161R' - 0.3839G' + 0.5B'
 588
 589     Cr = 0.5R' - 0.4451G' - 0.0549B'
 590
 591 Y' is clamped to the range [0…1] and Cb and Cr are clamped to the
 592 range [-0.5…0.5]. The Y'CbCr quantization is limited range.
 593
 594
 595 .. _col-sysm:
 596
 597 Colorspace NTSC 1953 (V4L2_COLORSPACE_470_SYSTEM_M)
 598 ===================================================
 599
 600 This standard defines the colorspace used by NTSC in 1953. In practice
 601 this colorspace is obsolete and SMPTE 170M should be used instead. The
 602 default transfer function is ``V4L2_XFER_FUNC_709``. The default Y'CbCr
 603 encoding is ``V4L2_YCBCR_ENC_601``. The default Y'CbCr quantization is
 604 limited range. The chromaticities of the primary colors and the white
 605 reference are:
 606
 607
 608
 609 .. tabularcolumns:: |p{4.4cm}|p{4.4cm}|p{8.7cm}|
 610
 611 .. flat-table:: NTSC 1953 Chromaticities
 612     :header-rows:  1
 613     :stub-columns: 0
 614     :widths:       1 1 2
 615
 616     * - Color
 617       - x
 618       - y
 619     * - Red
 620       - 0.67
 621       - 0.33
 622     * - Green
 623       - 0.21
 624       - 0.71
 625     * - Blue
 626       - 0.14
 627       - 0.08
 628     * - White Reference (C)
 629       - 0.310
 630       - 0.316
 631
 632
 633 .. note::
 634
 635    This colorspace uses Illuminant C instead of D65 as the white
 636    reference. To correctly convert an image in this colorspace to another
 637    that uses D65 you need to apply a chromatic adaptation algorithm such as
 638    the Bradford method.
 639
 640 The transfer function was never properly defined for NTSC 1953. The Rec.
 641 709 transfer function is recommended in the literature:
 642
 643 .. math::
 644
 645     L' = 4.5L\text{, for } 0 \le L < 0.018
 646
 647     L' = 1.099L ^{0.45} - 0.099\text{, for } 0.018 \le L \le 1
 648
 649 Inverse Transfer function:
 650
 651 .. math::
 652
 653     L = \frac{L'}{4.5} \text{, for } L' < 0.081
 654
 655     L = \left( \frac{L' + 0.099}{1.099}\right) ^{\frac{1}{0.45} }\text{, for } L' \ge 0.081
 656
 657 The luminance (Y') and color difference (Cb and Cr) are obtained with
 658 the following ``V4L2_YCBCR_ENC_601`` encoding:
 659
 660 .. math::
 661
 662     Y' = 0.2990R' + 0.5870G' + 0.1140B'
 663
 664     Cb = -0.1687R' - 0.3313G' + 0.5B'
 665
 666     Cr = 0.5R' - 0.4187G' - 0.0813B'
 667
 668 Y' is clamped to the range [0…1] and Cb and Cr are clamped to the range
 669 [-0.5…0.5]. The Y'CbCr quantization is limited range. This transform is
 670 identical to one defined in SMPTE 170M/BT.601.
 671
 672
 673 .. _col-sysbg:
 674
 675 Colorspace EBU Tech. 3213 (V4L2_COLORSPACE_470_SYSTEM_BG)
 676 =========================================================
 677
 678 The :ref:`tech3213` standard defines the colorspace used by PAL/SECAM
 679 in 1975. In practice this colorspace is obsolete and SMPTE 170M should
 680 be used instead. The default transfer function is
 681 ``V4L2_XFER_FUNC_709``. The default Y'CbCr encoding is
 682 ``V4L2_YCBCR_ENC_601``. The default Y'CbCr quantization is limited
 683 range. The chromaticities of the primary colors and the white reference
 684 are:
 685
 686
 687
 688 .. tabularcolumns:: |p{4.4cm}|p{4.4cm}|p{8.7cm}|
 689
 690 .. flat-table:: EBU Tech. 3213 Chromaticities
 691     :header-rows:  1
 692     :stub-columns: 0
 693     :widths:       1 1 2
 694
 695     * - Color
 696       - x
 697       - y
 698     * - Red
 699       - 0.64
 700       - 0.33
 701     * - Green
 702       - 0.29
 703       - 0.60
 704     * - Blue
 705       - 0.15
 706       - 0.06
 707     * - White Reference (D65)
 708       - 0.3127
 709       - 0.3290
 710
 711
 712
 713 The transfer function was never properly defined for this colorspace.
 714 The Rec. 709 transfer function is recommended in the literature:
 715
 716 .. math::
 717
 718     L' = 4.5L\text{, for } 0 \le L < 0.018
 719
 720     L' = 1.099L ^{0.45} - 0.099\text{, for } 0.018 \le L \le 1
 721
 722 Inverse Transfer function:
 723
 724 .. math::
 725
 726     L = \frac{L'}{4.5} \text{, for } L' < 0.081
 727
 728     L = \left(\frac{L' + 0.099}{1.099} \right) ^{\frac{1}{0.45} }\text{, for } L' \ge 0.081
 729
 730 The luminance (Y') and color difference (Cb and Cr) are obtained with
 731 the following ``V4L2_YCBCR_ENC_601`` encoding:
 732
 733 .. math::
 734
 735     Y' = 0.2990R' + 0.5870G' + 0.1140B'
 736
 737     Cb = -0.1687R' - 0.3313G' + 0.5B'
 738
 739     Cr = 0.5R' - 0.4187G' - 0.0813B'
 740
 741 Y' is clamped to the range [0…1] and Cb and Cr are clamped to the range
 742 [-0.5…0.5]. The Y'CbCr quantization is limited range. This transform is
 743 identical to one defined in SMPTE 170M/BT.601.
 744
 745
 746 .. _col-jpeg:
 747
 748 Colorspace JPEG (V4L2_COLORSPACE_JPEG)
 749 ======================================
 750
 751 This colorspace defines the colorspace used by most (Motion-)JPEG
 752 formats. The chromaticities of the primary colors and the white
 753 reference are identical to sRGB. The transfer function use is
 754 ``V4L2_XFER_FUNC_SRGB``. The Y'CbCr encoding is ``V4L2_YCBCR_ENC_601``
 755 with full range quantization where Y' is scaled to [0…255] and Cb/Cr are
 756 scaled to [-128…128] and then clipped to [-128…127].
 757
 758 .. note::
 759
 760    The JPEG standard does not actually store colorspace
 761    information. So if something other than sRGB is used, then the driver
 762    will have to set that information explicitly. Effectively
 763    ``V4L2_COLORSPACE_JPEG`` can be considered to be an abbreviation for
 764    ``V4L2_COLORSPACE_SRGB``, ``V4L2_YCBCR_ENC_601`` and
 765    ``V4L2_QUANTIZATION_FULL_RANGE``.
 766
 767 ***************************************
 768 Detailed Transfer Function Descriptions
 769 ***************************************
 770
 771 .. _xf-smpte-2084:
 772
 773 Transfer Function SMPTE 2084 (V4L2_XFER_FUNC_SMPTE2084)
 774 =======================================================
 775
 776 The :ref:`smpte2084` standard defines the transfer function used by
 777 High Dynamic Range content.
 778
 779 Constants:
 780     m1 = (2610 / 4096) / 4
 781
 782     m2 = (2523 / 4096) * 128
 783
 784     c1 = 3424 / 4096
 785
 786     c2 = (2413 / 4096) * 32
 787
 788     c3 = (2392 / 4096) * 32
 789
 790 Transfer function:
 791     L' = ((c1 + c2 * L\ :sup:`m1`) / (1 + c3 * L\ :sup:`m1`))\ :sup:`m2`
 792
 793 Inverse Transfer function:
 794     L = (max(L':sup:`1/m2` - c1, 0) / (c2 - c3 *
 795     L'\ :sup:`1/m2`))\ :sup:`1/m1`
 796
 797 Take care when converting between this transfer function and non-HDR transfer
 798 functions: the linear RGB values [0…1] of HDR content map to a luminance range
 799 of 0 to 10000 cd/m\ :sup:`2` whereas the linear RGB values of non-HDR (aka
 800 Standard Dynamic Range or SDR) map to a luminance range of 0 to 100 cd/m\ :sup:`2`.
 801
 802 To go from SDR to HDR you will have to divide L by 100 first. To go in the other
 803 direction you will have to multiply L by 100. Of course, this clamps all
 804 luminance values over 100 cd/m\ :sup:`2` to 100 cd/m\ :sup:`2`.
 805
 806 There are better methods, see e.g. :ref:`colimg` for more in-depth information
 807 about this.