Documentation/userspace-api/media/v4l/colorspaces-details.rst

   1 .. SPDX-License-Identifier: GFDL-1.1-no-invariants-or-later
   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 .. flat-table:: SMPTE 170M Chromaticities
  21     :header-rows:  1
  22     :stub-columns: 0
  23     :widths:       1 1 2
  24
  25     * - Color
  26       - x
  27       - y
  28     * - Red
  29       - 0.630
  30       - 0.340
  31     * - Green
  32       - 0.310
  33       - 0.595
  34     * - Blue
  35       - 0.155
  36       - 0.070
  37     * - White Reference (D65)
  38       - 0.3127
  39       - 0.3290
  40
  41
  42 The red, green and blue chromaticities are also often referred to as the
  43 SMPTE C set, so this colorspace is sometimes called SMPTE C as well.
  44
  45 The transfer function defined for SMPTE 170M is the same as the one
  46 defined in Rec. 709.
  47
  48 .. math::
  49
  50     L' = -1.099(-L)^{0.45} + 0.099 \text{, for } L \le-0.018
  51
  52     L' = 4.5L \text{, for } -0.018 < L < 0.018
  53
  54     L' = 1.099L^{0.45} - 0.099 \text{, for } L \ge 0.018
  55
  56 Inverse Transfer function:
  57
  58 .. math::
  59
  60     L = -\left( \frac{L' - 0.099}{-1.099} \right) ^{\frac{1}{0.45}} \text{, for } L' \le -0.081
  61
  62     L = \frac{L'}{4.5} \text{, for } -0.081 < L' < 0.081
  63
  64     L = \left(\frac{L' + 0.099}{1.099}\right)^{\frac{1}{0.45} } \text{, for } L' \ge 0.081
  65
  66 The luminance (Y') and color difference (Cb and Cr) are obtained with
  67 the following ``V4L2_YCBCR_ENC_601`` encoding:
  68
  69 .. math::
  70
  71     Y' = 0.2990R' + 0.5870G' + 0.1140B'
  72
  73     Cb = -0.1687R' - 0.3313G' + 0.5B'
  74
  75     Cr = 0.5R' - 0.4187G' - 0.0813B'
  76
  77 Y' is clamped to the range [0…1] and Cb and Cr are clamped to the range
  78 [-0.5…0.5]. This conversion to Y'CbCr is identical to the one defined in
  79 the :ref:`itu601` standard and this colorspace is sometimes called
  80 BT.601 as well, even though BT.601 does not mention any color primaries.
  81
  82 The default quantization is limited range, but full range is possible
  83 although rarely seen.
  84
  85
  86 .. _col-rec709:
  87
  88 Colorspace Rec. 709 (V4L2_COLORSPACE_REC709)
  89 ============================================
  90
  91 The :ref:`itu709` standard defines the colorspace used by HDTV in
  92 general. The default transfer function is ``V4L2_XFER_FUNC_709``. The
  93 default Y'CbCr encoding is ``V4L2_YCBCR_ENC_709``. The default Y'CbCr
  94 quantization is limited range. The chromaticities of the primary colors
  95 and the white reference are:
  96
  97 .. flat-table:: Rec. 709 Chromaticities
  98     :header-rows:  1
  99     :stub-columns: 0
 100     :widths:       1 1 2
 101
 102     * - Color
 103       - x
 104       - y
 105     * - Red
 106       - 0.640
 107       - 0.330
 108     * - Green
 109       - 0.300
 110       - 0.600
 111     * - Blue
 112       - 0.150
 113       - 0.060
 114     * - White Reference (D65)
 115       - 0.3127
 116       - 0.3290
 117
 118
 119 The full name of this standard is Rec. ITU-R BT.709-5.
 120
 121 Transfer function. Normally L is in the range [0…1], but for the
 122 extended gamut xvYCC encoding values outside that range are allowed.
 123
 124 .. math::
 125
 126     L' = -1.099(-L)^{0.45} + 0.099 \text{, for } L \le -0.018
 127
 128     L' = 4.5L \text{, for } -0.018 < L < 0.018
 129
 130     L' = 1.099L^{0.45} - 0.099 \text{, for } L \ge 0.018
 131
 132 Inverse Transfer function:
 133
 134 .. math::
 135
 136     L = -\left( \frac{L' - 0.099}{-1.099} \right)^\frac{1}{0.45} \text{, for } L' \le -0.081
 137
 138     L = \frac{L'}{4.5}\text{, for } -0.081 < L' < 0.081
 139
 140     L = \left(\frac{L' + 0.099}{1.099}\right)^{\frac{1}{0.45} } \text{, for } L' \ge 0.081
 141
 142 The luminance (Y') and color difference (Cb and Cr) are obtained with
 143 the following ``V4L2_YCBCR_ENC_709`` encoding:
 144
 145 .. math::
 146
 147     Y' = 0.2126R' + 0.7152G' + 0.0722B'
 148
 149     Cb = -0.1146R' - 0.3854G' + 0.5B'
 150
 151     Cr = 0.5R' - 0.4542G' - 0.0458B'
 152
 153 Y' is clamped to the range [0…1] and Cb and Cr are clamped to the range
 154 [-0.5…0.5].
 155
 156 The default quantization is limited range, but full range is possible
 157 although rarely seen.
 158
 159 The ``V4L2_YCBCR_ENC_709`` encoding described above is the default for
 160 this colorspace, but it can be overridden with ``V4L2_YCBCR_ENC_601``,
 161 in which case the BT.601 Y'CbCr encoding is used.
 162
 163 Two additional extended gamut Y'CbCr encodings are also possible with
 164 this colorspace:
 165
 166 The xvYCC 709 encoding (``V4L2_YCBCR_ENC_XV709``, :ref:`xvycc`) is
 167 similar to the Rec. 709 encoding, but it allows for R', G' and B' values
 168 that are outside the range [0…1]. The resulting Y', Cb and Cr values are
 169 scaled and offset according to the limited range formula:
 170
 171 .. math::
 172
 173     Y' = \frac{219}{256} * (0.2126R' + 0.7152G' + 0.0722B') + \frac{16}{256}
 174
 175     Cb = \frac{224}{256} * (-0.1146R' - 0.3854G' + 0.5B')
 176
 177     Cr = \frac{224}{256} * (0.5R' - 0.4542G' - 0.0458B')
 178
 179 The xvYCC 601 encoding (``V4L2_YCBCR_ENC_XV601``, :ref:`xvycc`) is
 180 similar to the BT.601 encoding, but it allows for R', G' and B' values
 181 that are outside the range [0…1]. The resulting Y', Cb and Cr values are
 182 scaled and offset according to the limited range formula:
 183
 184 .. math::
 185
 186     Y' = \frac{219}{256} * (0.2990R' + 0.5870G' + 0.1140B') + \frac{16}{256}
 187
 188     Cb = \frac{224}{256} * (-0.1687R' - 0.3313G' + 0.5B')
 189
 190     Cr = \frac{224}{256} * (0.5R' - 0.4187G' - 0.0813B')
 191
 192 Y' is clamped to the range [0…1] and Cb and Cr are clamped to the range
 193 [-0.5…0.5] and quantized without further scaling or offsets.
 194 The non-standard xvYCC 709 or xvYCC 601 encodings can be
 195 used by selecting ``V4L2_YCBCR_ENC_XV709`` or ``V4L2_YCBCR_ENC_XV601``.
 196 As seen by the xvYCC formulas these encodings always use limited range quantization,
 197 there is no full range variant. The whole point of these extended gamut encodings
 198 is that values outside the limited range are still valid, although they
 199 map to R', G' and B' values outside the [0…1] range and are therefore outside
 200 the Rec. 709 colorspace gamut.
 201
 202
 203 .. _col-srgb:
 204
 205 Colorspace sRGB (V4L2_COLORSPACE_SRGB)
 206 ======================================
 207
 208 The :ref:`srgb` standard defines the colorspace used by most webcams
 209 and computer graphics. The default transfer function is
 210 ``V4L2_XFER_FUNC_SRGB``. The default Y'CbCr encoding is
 211 ``V4L2_YCBCR_ENC_601``. The default Y'CbCr quantization is limited range.
 212
 213 Note that the :ref:`sycc` standard specifies full range quantization,
 214 however all current capture hardware supported by the kernel convert
 215 R'G'B' to limited range Y'CbCr. So choosing full range as the default
 216 would break how applications interpret the quantization range.
 217
 218 The chromaticities of the primary colors and the white reference are:
 219
 220 .. flat-table:: sRGB Chromaticities
 221     :header-rows:  1
 222     :stub-columns: 0
 223     :widths:       1 1 2
 224
 225     * - Color
 226       - x
 227       - y
 228     * - Red
 229       - 0.640
 230       - 0.330
 231     * - Green
 232       - 0.300
 233       - 0.600
 234     * - Blue
 235       - 0.150
 236       - 0.060
 237     * - White Reference (D65)
 238       - 0.3127
 239       - 0.3290
 240
 241
 242 These chromaticities are identical to the Rec. 709 colorspace.
 243
 244 Transfer function. Note that negative values for L are only used by the
 245 Y'CbCr conversion.
 246
 247 .. math::
 248
 249     L' = -1.055(-L)^{\frac{1}{2.4} } + 0.055\text{, for }L < -0.0031308
 250
 251     L' = 12.92L\text{, for }-0.0031308 \le L \le 0.0031308
 252
 253     L' = 1.055L ^{\frac{1}{2.4} } - 0.055\text{, for }0.0031308 < L \le 1
 254
 255 Inverse Transfer function:
 256
 257 .. math::
 258
 259     L = -((-L' + 0.055) / 1.055) ^{2.4}\text{, for }L' < -0.04045
 260
 261     L = L' / 12.92\text{, for }-0.04045 \le L' \le 0.04045
 262
 263     L = ((L' + 0.055) / 1.055) ^{2.4}\text{, for }L' > 0.04045
 264
 265 The luminance (Y') and color difference (Cb and Cr) are obtained with
 266 the following ``V4L2_YCBCR_ENC_601`` encoding as defined by :ref:`sycc`:
 267
 268 .. math::
 269
 270     Y' = 0.2990R' + 0.5870G' + 0.1140B'
 271
 272     Cb = -0.1687R' - 0.3313G' + 0.5B'
 273
 274     Cr = 0.5R' - 0.4187G' - 0.0813B'
 275
 276 Y' is clamped to the range [0…1] and Cb and Cr are clamped to the range
 277 [-0.5…0.5]. This transform is identical to one defined in SMPTE
 278 170M/BT.601. The Y'CbCr quantization is limited range.
 279
 280
 281 .. _col-oprgb:
 282
 283 Colorspace opRGB (V4L2_COLORSPACE_OPRGB)
 284 ===============================================
 285
 286 The :ref:`oprgb` standard defines the colorspace used by computer
 287 graphics that use the opRGB colorspace. The default transfer function is
 288 ``V4L2_XFER_FUNC_OPRGB``. The default Y'CbCr encoding is
 289 ``V4L2_YCBCR_ENC_601``. The default Y'CbCr quantization is limited
 290 range.
 291
 292 Note that the :ref:`oprgb` standard specifies full range quantization,
 293 however all current capture hardware supported by the kernel convert
 294 R'G'B' to limited range Y'CbCr. So choosing full range as the default
 295 would break how applications interpret the quantization range.
 296
 297 The chromaticities of the primary colors and the white reference are:
 298
 299 .. flat-table:: opRGB Chromaticities
 300     :header-rows:  1
 301     :stub-columns: 0
 302     :widths:       1 1 2
 303
 304     * - Color
 305       - x
 306       - y
 307     * - Red
 308       - 0.6400
 309       - 0.3300
 310     * - Green
 311       - 0.2100
 312       - 0.7100
 313     * - Blue
 314       - 0.1500
 315       - 0.0600
 316     * - White Reference (D65)
 317       - 0.3127
 318       - 0.3290
 319
 320
 321
 322 Transfer function:
 323
 324 .. math::
 325
 326     L' = L ^{\frac{1}{2.19921875}}
 327
 328 Inverse Transfer function:
 329
 330 .. math::
 331
 332     L = L'^{(2.19921875)}
 333
 334 The luminance (Y') and color difference (Cb and Cr) are obtained with
 335 the following ``V4L2_YCBCR_ENC_601`` encoding:
 336
 337 .. math::
 338
 339     Y' = 0.2990R' + 0.5870G' + 0.1140B'
 340
 341     Cb = -0.1687R' - 0.3313G' + 0.5B'
 342
 343     Cr = 0.5R' - 0.4187G' - 0.0813B'
 344
 345 Y' is clamped to the range [0…1] and Cb and Cr are clamped to the range
 346 [-0.5…0.5]. This transform is identical to one defined in SMPTE
 347 170M/BT.601. The Y'CbCr quantization is limited range.
 348
 349
 350 .. _col-bt2020:
 351
 352 Colorspace BT.2020 (V4L2_COLORSPACE_BT2020)
 353 ===========================================
 354
 355 The :ref:`itu2020` standard defines the colorspace used by Ultra-high
 356 definition television (UHDTV). The default transfer function is
 357 ``V4L2_XFER_FUNC_709``. The default Y'CbCr encoding is
 358 ``V4L2_YCBCR_ENC_BT2020``. The default Y'CbCr quantization is limited range.
 359 The chromaticities of the primary colors and the white reference are:
 360
 361 .. flat-table:: BT.2020 Chromaticities
 362     :header-rows:  1
 363     :stub-columns: 0
 364     :widths:       1 1 2
 365
 366     * - Color
 367       - x
 368       - y
 369     * - Red
 370       - 0.708
 371       - 0.292
 372     * - Green
 373       - 0.170
 374       - 0.797
 375     * - Blue
 376       - 0.131
 377       - 0.046
 378     * - White Reference (D65)
 379       - 0.3127
 380       - 0.3290
 381
 382
 383
 384 Transfer function (same as Rec. 709):
 385
 386 .. math::
 387
 388     L' = 4.5L\text{, for }0 \le L < 0.018
 389
 390     L' = 1.099L ^{0.45} - 0.099\text{, for } 0.018 \le L \le 1
 391
 392 Inverse Transfer function:
 393
 394 .. math::
 395
 396     L = L' / 4.5\text{, for } L' < 0.081
 397
 398     L = \left( \frac{L' + 0.099}{1.099}\right) ^{\frac{1}{0.45} }\text{, for } L' \ge 0.081
 399
 400 Please note that while Rec. 709 is defined as the default transfer function
 401 by the :ref:`itu2020` standard, in practice this colorspace is often used
 402 with the :ref:`xf-smpte-2084`. In particular Ultra HD Blu-ray discs use
 403 this combination.
 404
 405 The luminance (Y') and color difference (Cb and Cr) are obtained with
 406 the following ``V4L2_YCBCR_ENC_BT2020`` encoding:
 407
 408 .. math::
 409
 410     Y' = 0.2627R' + 0.6780G' + 0.0593B'
 411
 412     Cb = -0.1396R' - 0.3604G' + 0.5B'
 413
 414     Cr = 0.5R' - 0.4598G' - 0.0402B'
 415
 416 Y' is clamped to the range [0…1] and Cb and Cr are clamped to the range
 417 [-0.5…0.5]. The Y'CbCr quantization is limited range.
 418
 419 There is also an alternate constant luminance R'G'B' to Yc'CbcCrc
 420 (``V4L2_YCBCR_ENC_BT2020_CONST_LUM``) encoding:
 421
 422 Luma:
 423
 424 .. math::
 425     :nowrap:
 426
 427     \begin{align*}
 428     Yc' = (0.2627R + 0.6780G + 0.0593B)'& \\
 429     B' - Yc' \le 0:& \\
 430         &Cbc = (B' - Yc') / 1.9404 \\
 431     B' - Yc' > 0: & \\
 432         &Cbc = (B' - Yc') / 1.5816 \\
 433     R' - Yc' \le 0:& \\
 434         &Crc = (R' - Y') / 1.7184 \\
 435     R' - Yc' > 0:& \\
 436         &Crc = (R' - Y') / 0.9936
 437     \end{align*}
 438
 439 Yc' is clamped to the range [0…1] and Cbc and Crc are clamped to the
 440 range [-0.5…0.5]. The Yc'CbcCrc quantization is limited range.
 441
 442
 443 .. _col-dcip3:
 444
 445 Colorspace DCI-P3 (V4L2_COLORSPACE_DCI_P3)
 446 ==========================================
 447
 448 The :ref:`smpte431` standard defines the colorspace used by cinema
 449 projectors that use the DCI-P3 colorspace. The default transfer function
 450 is ``V4L2_XFER_FUNC_DCI_P3``. The default Y'CbCr encoding is
 451 ``V4L2_YCBCR_ENC_709``. The default Y'CbCr quantization is limited range.
 452
 453 .. note::
 454
 455    Note that this colorspace standard does not specify a
 456    Y'CbCr encoding since it is not meant to be encoded to Y'CbCr. So this
 457    default Y'CbCr encoding was picked because it is the HDTV encoding.
 458
 459 The chromaticities of the primary colors and the white reference are:
 460
 461
 462 .. flat-table:: DCI-P3 Chromaticities
 463     :header-rows:  1
 464     :stub-columns: 0
 465     :widths:       1 1 2
 466
 467     * - Color
 468       - x
 469       - y
 470     * - Red
 471       - 0.6800
 472       - 0.3200
 473     * - Green
 474       - 0.2650
 475       - 0.6900
 476     * - Blue
 477       - 0.1500
 478       - 0.0600
 479     * - White Reference
 480       - 0.3140
 481       - 0.3510
 482
 483
 484
 485 Transfer function:
 486
 487 .. math::
 488
 489     L' = L^{\frac{1}{2.6}}
 490
 491 Inverse Transfer function:
 492
 493 .. math::
 494
 495     L = L'^{(2.6)}
 496
 497 Y'CbCr encoding is not specified. V4L2 defaults to Rec. 709.
 498
 499
 500 .. _col-smpte-240m:
 501
 502 Colorspace SMPTE 240M (V4L2_COLORSPACE_SMPTE240M)
 503 =================================================
 504
 505 The :ref:`smpte240m` standard was an interim standard used during the
 506 early days of HDTV (1988-1998). It has been superseded by Rec. 709. The
 507 default transfer function is ``V4L2_XFER_FUNC_SMPTE240M``. The default
 508 Y'CbCr encoding is ``V4L2_YCBCR_ENC_SMPTE240M``. The default Y'CbCr
 509 quantization is limited range. The chromaticities of the primary colors
 510 and the white reference are:
 511
 512
 513 .. flat-table:: SMPTE 240M Chromaticities
 514     :header-rows:  1
 515     :stub-columns: 0
 516     :widths:       1 1 2
 517
 518     * - Color
 519       - x
 520       - y
 521     * - Red
 522       - 0.630
 523       - 0.340
 524     * - Green
 525       - 0.310
 526       - 0.595
 527     * - Blue
 528       - 0.155
 529       - 0.070
 530     * - White Reference (D65)
 531       - 0.3127
 532       - 0.3290
 533
 534
 535 These chromaticities are identical to the SMPTE 170M colorspace.
 536
 537 Transfer function:
 538
 539 .. math::
 540
 541     L' = 4L\text{, for } 0 \le L < 0.0228
 542
 543     L' = 1.1115L ^{0.45} - 0.1115\text{, for } 0.0228 \le L \le 1
 544
 545 Inverse Transfer function:
 546
 547 .. math::
 548
 549     L = \frac{L'}{4}\text{, for } 0 \le L' < 0.0913
 550
 551     L = \left( \frac{L' + 0.1115}{1.1115}\right) ^{\frac{1}{0.45} }\text{, for } L' \ge 0.0913
 552
 553 The luminance (Y') and color difference (Cb and Cr) are obtained with
 554 the following ``V4L2_YCBCR_ENC_SMPTE240M`` encoding:
 555
 556 .. math::
 557
 558     Y' = 0.2122R' + 0.7013G' + 0.0865B'
 559
 560     Cb = -0.1161R' - 0.3839G' + 0.5B'
 561
 562     Cr = 0.5R' - 0.4451G' - 0.0549B'
 563
 564 Y' is clamped to the range [0…1] and Cb and Cr are clamped to the
 565 range [-0.5…0.5]. The Y'CbCr quantization is limited range.
 566
 567
 568 .. _col-sysm:
 569
 570 Colorspace NTSC 1953 (V4L2_COLORSPACE_470_SYSTEM_M)
 571 ===================================================
 572
 573 This standard defines the colorspace used by NTSC in 1953. In practice
 574 this colorspace is obsolete and SMPTE 170M should be used instead. The
 575 default transfer function is ``V4L2_XFER_FUNC_709``. The default Y'CbCr
 576 encoding is ``V4L2_YCBCR_ENC_601``. The default Y'CbCr quantization is
 577 limited range. The chromaticities of the primary colors and the white
 578 reference are:
 579
 580
 581 .. flat-table:: NTSC 1953 Chromaticities
 582     :header-rows:  1
 583     :stub-columns: 0
 584     :widths:       1 1 2
 585
 586     * - Color
 587       - x
 588       - y
 589     * - Red
 590       - 0.67
 591       - 0.33
 592     * - Green
 593       - 0.21
 594       - 0.71
 595     * - Blue
 596       - 0.14
 597       - 0.08
 598     * - White Reference (C)
 599       - 0.310
 600       - 0.316
 601
 602
 603 .. note::
 604
 605    This colorspace uses Illuminant C instead of D65 as the white
 606    reference. To correctly convert an image in this colorspace to another
 607    that uses D65 you need to apply a chromatic adaptation algorithm such as
 608    the Bradford method.
 609
 610 The transfer function was never properly defined for NTSC 1953. The Rec.
 611 709 transfer function is recommended in the literature:
 612
 613 .. math::
 614
 615     L' = 4.5L\text{, for } 0 \le L < 0.018
 616
 617     L' = 1.099L ^{0.45} - 0.099\text{, for } 0.018 \le L \le 1
 618
 619 Inverse Transfer function:
 620
 621 .. math::
 622
 623     L = \frac{L'}{4.5} \text{, for } L' < 0.081
 624
 625     L = \left( \frac{L' + 0.099}{1.099}\right) ^{\frac{1}{0.45} }\text{, for } L' \ge 0.081
 626
 627 The luminance (Y') and color difference (Cb and Cr) are obtained with
 628 the following ``V4L2_YCBCR_ENC_601`` encoding:
 629
 630 .. math::
 631
 632     Y' = 0.2990R' + 0.5870G' + 0.1140B'
 633
 634     Cb = -0.1687R' - 0.3313G' + 0.5B'
 635
 636     Cr = 0.5R' - 0.4187G' - 0.0813B'
 637
 638 Y' is clamped to the range [0…1] and Cb and Cr are clamped to the range
 639 [-0.5…0.5]. The Y'CbCr quantization is limited range. This transform is
 640 identical to one defined in SMPTE 170M/BT.601.
 641
 642
 643 .. _col-sysbg:
 644
 645 Colorspace EBU Tech. 3213 (V4L2_COLORSPACE_470_SYSTEM_BG)
 646 =========================================================
 647
 648 The :ref:`tech3213` standard defines the colorspace used by PAL/SECAM
 649 in 1975. Note that this colorspace is not supported by the HDMI interface.
 650 Instead :ref:`tech3321` recommends that Rec. 709 is used instead for HDMI.
 651 The default transfer function is
 652 ``V4L2_XFER_FUNC_709``. The default Y'CbCr encoding is
 653 ``V4L2_YCBCR_ENC_601``. The default Y'CbCr quantization is limited
 654 range. The chromaticities of the primary colors and the white reference
 655 are:
 656
 657
 658 .. flat-table:: EBU Tech. 3213 Chromaticities
 659     :header-rows:  1
 660     :stub-columns: 0
 661     :widths:       1 1 2
 662
 663     * - Color
 664       - x
 665       - y
 666     * - Red
 667       - 0.64
 668       - 0.33
 669     * - Green
 670       - 0.29
 671       - 0.60
 672     * - Blue
 673       - 0.15
 674       - 0.06
 675     * - White Reference (D65)
 676       - 0.3127
 677       - 0.3290
 678
 679
 680
 681 The transfer function was never properly defined for this colorspace.
 682 The Rec. 709 transfer function is recommended in the literature:
 683
 684 .. math::
 685
 686     L' = 4.5L\text{, for } 0 \le L < 0.018
 687
 688     L' = 1.099L ^{0.45} - 0.099\text{, for } 0.018 \le L \le 1
 689
 690 Inverse Transfer function:
 691
 692 .. math::
 693
 694     L = \frac{L'}{4.5} \text{, for } L' < 0.081
 695
 696     L = \left(\frac{L' + 0.099}{1.099} \right) ^{\frac{1}{0.45} }\text{, for } L' \ge 0.081
 697
 698 The luminance (Y') and color difference (Cb and Cr) are obtained with
 699 the following ``V4L2_YCBCR_ENC_601`` encoding:
 700
 701 .. math::
 702
 703     Y' = 0.2990R' + 0.5870G' + 0.1140B'
 704
 705     Cb = -0.1687R' - 0.3313G' + 0.5B'
 706
 707     Cr = 0.5R' - 0.4187G' - 0.0813B'
 708
 709 Y' is clamped to the range [0…1] and Cb and Cr are clamped to the range
 710 [-0.5…0.5]. The Y'CbCr quantization is limited range. This transform is
 711 identical to one defined in SMPTE 170M/BT.601.
 712
 713
 714 .. _col-jpeg:
 715
 716 Colorspace JPEG (V4L2_COLORSPACE_JPEG)
 717 ======================================
 718
 719 This colorspace defines the colorspace used by most (Motion-)JPEG
 720 formats. The chromaticities of the primary colors and the white
 721 reference are identical to sRGB. The transfer function use is
 722 ``V4L2_XFER_FUNC_SRGB``. The Y'CbCr encoding is ``V4L2_YCBCR_ENC_601``
 723 with full range quantization where Y' is scaled to [0…255] and Cb/Cr are
 724 scaled to [-128…128] and then clipped to [-128…127].
 725
 726 .. note::
 727
 728    The JPEG standard does not actually store colorspace
 729    information. So if something other than sRGB is used, then the driver
 730    will have to set that information explicitly. Effectively
 731    ``V4L2_COLORSPACE_JPEG`` can be considered to be an abbreviation for
 732    ``V4L2_COLORSPACE_SRGB``, ``V4L2_XFER_FUNC_SRGB``, ``V4L2_YCBCR_ENC_601``
 733    and ``V4L2_QUANTIZATION_FULL_RANGE``.
 734
 735 ***************************************
 736 Detailed Transfer Function Descriptions
 737 ***************************************
 738
 739 .. _xf-smpte-2084:
 740
 741 Transfer Function SMPTE 2084 (V4L2_XFER_FUNC_SMPTE2084)
 742 =======================================================
 743
 744 The :ref:`smpte2084` standard defines the transfer function used by
 745 High Dynamic Range content.
 746
 747 Constants:
 748     m1 = (2610 / 4096) / 4
 749
 750     m2 = (2523 / 4096) * 128
 751
 752     c1 = 3424 / 4096
 753
 754     c2 = (2413 / 4096) * 32
 755
 756     c3 = (2392 / 4096) * 32
 757
 758 Transfer function:
 759     L' = ((c1 + c2 * L\ :sup:`m1`) / (1 + c3 * L\ :sup:`m1`))\ :sup:`m2`
 760
 761 Inverse Transfer function:
 762     L = (max(L':sup:`1/m2` - c1, 0) / (c2 - c3 *
 763     L'\ :sup:`1/m2`))\ :sup:`1/m1`
 764
 765 Take care when converting between this transfer function and non-HDR transfer
 766 functions: the linear RGB values [0…1] of HDR content map to a luminance range
 767 of 0 to 10000 cd/m\ :sup:`2` whereas the linear RGB values of non-HDR (aka
 768 Standard Dynamic Range or SDR) map to a luminance range of 0 to 100 cd/m\ :sup:`2`.
 769
 770 To go from SDR to HDR you will have to divide L by 100 first. To go in the other
 771 direction you will have to multiply L by 100. Of course, this clamps all
 772 luminance values over 100 cd/m\ :sup:`2` to 100 cd/m\ :sup:`2`.
 773
 774 There are better methods, see e.g. :ref:`colimg` for more in-depth information
 775 about this.