昨天知名的影視校正軟體CalMAN發行公司Portrait Displays，公布了一個有趣的新聞稿，標題是說收購了世界第一個相容macOS下HDR模式的測試訊號產生器。
Portrait Displays 的 Patterns™ 是市場上第一個也是唯一一個支持高動態範圍 (HDR) 的 macOS 測試模式生成器。該應用程序使用最新的 Metal API 來支持 SDR 和 HDR 色彩空間，包括（但不限於）sRGB、BT.709、Adobe RGB (1998)、DCI-P3 和 P3 和 BT.2020 中的 HDR。它為用戶提供了驗證整個系統準確性的工具，從內置的 MacBook Pro 或 iMac 顯示器到外部設備。(google翻譯)
https://portrait.com/news/portrait-displays-acquires-patterns-worlds-first-hdr-compliant-macos-test-pattern-generator/
這軟體原本叫什麼？
文中稱呼這個程式叫Patterns™，不過看起來是收購後的更名，搜尋後看起來應該是由Avical公司推出，叫做Patterns Test Generator的程式。
https://apps.apple.com/app/patterns-test-generator/id1534335155
這個程式有點有趣的是，它本來就支援 Light Illusion 的 LightSpace、ColourSpace 或 Portrait Display 的 Calman用來做軟體連線連動。那是否意味著被收購後，Light Illusion旗下的軟體有可能在新版本會喪失連線能力？
為何需要Patterns™作為訊號產生器？
一般來說，任何校正軟體都至少會自帶一個軟體層級的訊號產生器：作用是根據已知數位數值在螢幕上產生測試色塊，提供外部儀器量測實際顯示的色彩，在來由測量或校正軟體比對、計算兩者的色彩差值。
在macOS上，在過去顯示器只存在SDR的年代，通常都是直接使用校正/量測軟體內建的訊號產生器。到了顯示器支援HDR影像時，至少是在Pro XDR Display推出後（btw區分方式，目前是型號中帶XDR的顯示器都具備HDR顯示能力），系統使用了全新Metal API作為色彩管理鏈結，能夠變換、計算、輸出HDR的影像，這套系統稱為Extended Dynamic Range，EDR，擴展動態範圍。
EDR的作用
EDR就像是一套翻譯系統，能夠重新將數位影像的數值重新映射。
軟體開啟HDR影像後，影像的數位色彩數值，需要透過正確的宣告使系統辨識，才能被EDR正確映射，進而讓具備HDR顯示能力的螢幕顯示比SDR更亮的影像。更者不只有亮度的映射，色度也是可以進行色彩空間映射的。
https://developer.apple.com/documentation/metal/hdr_content
MACOS下原生螢幕的參考模式
這也是macOS上，目前原生顯示器支援的參考模式reference mode由來；你可以在新的MacBook Pro 14/16吋筆電上，切換包含Apple XDR Display (P3-500、1600 尼特)、HDTV 視訊 (BT.709-BT.1886)、NTSC 視訊 (BT.601 SMPTE-C)、PAL 與 SECAM 視訊 (BT.601 EBU)、數位電影 (P3-DCI)、數位電影 (P3-D65)、設計與印刷 (P3-D50)、攝影 (P3-D65)、網際網路與網頁 (sRGB)多種色彩空間/色域。
這種模擬非常類似使用外接螢幕時的仿真模式…也就是切換各種sRGB、AdobeRGB色彩模式，能夠將螢幕模擬成目標色彩空間/色域，但macOS是透過純軟體計算達成。
簡單理解EDR映射的效果，就是能讓你的顯示器模擬各種不同的色彩空間/色域。
圖片是同一台MacBook Pro的量測結果；透過XDR螢幕的參考模式reference mode功能，切換sRGB/Display P3模式，實際測試效果非常好，色準度極高。
EDR造成的校正困擾
2022年初由於這套新的Metal API轉換機制加入系統，一度讓眾多廠商的螢幕校正軟體發生不正常的測量讀數。
可以想像的是由於內部開啟EDR映射，導致前面所說的「訊號產生器」功能被破壞：原本是要根據已知數位數值在螢幕上產生測試色塊，因為多了一個EDR轉換導致色域有可能發送的訊號是鉗制在A的色域，但實際顯示的色塊卻是B色域。（通常是常碰到的是sRGB/P3兩者互相變換）。
另外，亮度上也因為需要透過EDR API宣告HDR顯示器與影像的規格，才能正確的輸出具有超過SDR部分，HDR亮度的影像，沒有辦法透過標準的8/10/12bits RGB數值輸出相對應的HDR色彩。即便你將螢幕切換至Apple XDR Display P3-1600 nits或是HDR Video (P3-ST 2084)等具有HDR顯示效果的模式，在一般的應用程式顯示影像時，也只會得到SDR的顯示效果。
正確的顯示，正確的測量
目前多數商用校正軟體，包含X-Rite、datacolor相信都已經修正程式，能做到正確的宣告，避免錯誤的映射（免費的DisplayCAL則還有機會碰到錯誤），不過就僅限於SDR模式下。回到本篇討論的軟體Patterns Test Generator/ Patterns™，它看起來就是目前唯一一套有正確操作Metal API的訊號產生器，所以才能夠正確的發送HDR影像。
目前尚未能確認使用Patterns™是否能操作XDR顯示器的HDR模式下的校正（舊有的ICC色彩管理系統架構似乎不適合），但可以肯定的是，要做到校正的第一步，就是要先做到正確的量測，很明顯的，Patterns™能讓你辦到這件事情。