顯示行業(yè)常見色域標(biāo)準(zhǔn)總結(jié)

正文

 

目前不同企業(yè)對顯示屏色域（color gamut）的定義標(biāo)準(zhǔn)不同逾雄，例如阀溶，NTSC,sRGB,Adobe RGB,DCI-P3,BT2020等,導(dǎo)致不同企業(yè)的色域數(shù)據(jù)無法直接比對腻脏，甚至出現(xiàn)有些65%色域比72%色域的面板色彩更鮮艷的情況，對廣大觀眾造成很大的困惑.隨著技術(shù)的進(jìn)步淌哟，有越來越多的量子點(diǎn)(QD)電視和OLED電視進(jìn)入市場迹卢，他們都是廣色域的辽故，能夠顯示非常鮮艷的顏色徒仓，本文對顯示行業(yè)的色域標(biāo)準(zhǔn)做一個相對系統(tǒng)的總結(jié)。

 

色域的概念及計(jì)算方法

 

首先介紹下色域的概念誊垢，在顯示行業(yè)中掉弛，色域（color gamut），顧名思義就是顏色的區(qū)域喂走，是用來衡量設(shè)備能夠顯示的顏色的區(qū)域范圍殃饿，色域越大，表示設(shè)備能夠顯示的顏色范圍越廣芋肠，越能夠顯示特別鮮艷的顏色（純色）乎芳。一般的電視NTSC色域大概在只有68%/72%，NTSC色域大于92%的電視才被稱為高色飽/廣色域（Wide color gamut）電視,當(dāng)然一般使用量子點(diǎn)QLED或者OLED或者高色飽的背光去實(shí)現(xiàn)帖池，這里就不再詳細(xì)闡述奈惑。

 

對于人眼而言，顏色是主觀性很強(qiáng)的一個東西睡汹，光靠人眼是無法對顏色進(jìn)行準(zhǔn)確的控制肴甸。在產(chǎn)品的開發(fā)、設(shè)計(jì)和制造中囚巴，為了精確控制顏色原在，必須將其量化，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在顏色再現(xiàn)上達(dá)到準(zhǔn)確性和一致性彤叉。在現(xiàn)實(shí)世界中庶柿，自然界中可見光譜的顏色組成了最大的色域空間，該色域空間中包含了人眼所能見到的所有顏色秽浇。為了能夠直觀的表示色域這一概念浮庐，CIE國際照明協(xié)會制定了一個用于描述色域的方法：CIE-xy色品圖。色坐標(biāo)是CIE組織(國際照明協(xié)會)的顏色量化標(biāo)準(zhǔn)兼呵，即兔辅，自然界當(dāng)中任何一種顏色，都可以歸結(jié)為色坐標(biāo)上的一個點(diǎn)(x,y)击喂，色度問題轉(zhuǎn)化成了數(shù)學(xué)問題维苔。

 

上圖是CIE的色品圖，自然界中所有的顏色包含于馬蹄形的面積中的點(diǎn)懂昂，圖中有用三角形圍成的區(qū)域介时，就是色域。三角形的三個頂點(diǎn)是顯示設(shè)備原色（RGB）色坐標(biāo)，由這三基色可以配置出的顏色就包含在三角形內(nèi)的區(qū)域里面沸柔。顯然循衰，因某種顯示設(shè)備的三基色色坐標(biāo)不同，三角形位置就不同褐澎，色域有差別会钝，三角形面積越大，色域就越大工三。色域的計(jì)算公式：

 

Gamut=ALCD/AS*100%

 

其中ALCD表示被測液晶顯示屏三基色所能表達(dá)出來的顏色范圍(三角形的面積)迁酸，AS表示某個S標(biāo)準(zhǔn)三基色三角形的面積，故色域就是待測顯示器色域的面積與規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)三基色三角形面積的百分比比值俭正，主要差異在于規(guī)定的三基色坐標(biāo)及采用的色彩空間不同奸鬓。目前采用的色彩空間主要有兩個：CIE 1931 xy 色度空間及CIE 1976 u’v’色彩空間，同一個數(shù)據(jù)在這兩個空間中計(jì)算的色域有差異掸读，但是差異不大串远，故后續(xù)介紹及結(jié)論主要是基于CIE 1931 xy 色度空間。

 

The Pointer’s gamut 是人眼能看到的真實(shí)表面顏色的色域范圍儿惫，這個標(biāo)準(zhǔn)是基于Michael R. Pointer (1980)的研究提出澡罚，它是自然界中真實(shí)反射顏色（非自發(fā)光）的集合，如下圖姥闪，其是個不規(guī)則的色域始苇，顯示器的色域如果能全部包含Pointer’s gamut ,那么我們認(rèn)為其能真實(shí)還原自然界的真實(shí)顏色。

 

NTSC標(biāo)準(zhǔn)

 

NTSC色域標(biāo)準(zhǔn)是在顯示行業(yè)中最早也是應(yīng)用最廣的標(biāo)準(zhǔn)筐喳，一些產(chǎn)品如果不特別說明是什么色域標(biāo)準(zhǔn)的話催式，一般是默認(rèn)是NTSC標(biāo)準(zhǔn)的。NTSC是National Television Standards Committee的縮寫避归，意思是“（美國）國家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會”荣月。 NTSC色域是美國電視標(biāo)準(zhǔn)委員會1953年制訂的一個色域空間標(biāo)準(zhǔn)，其坐標(biāo)如下：

 

NTSC比sRGB色域空間廣的多梳毙，它們之間的換算公式為“100%SRGB=72%NTSC”哺窄，這并不是指100%SRGB與72%NTSC的色域空間能夠完全重合，它們只是面積相同而已账锹。NTSC與Adobe RGB的換算公式為“100%Adobe RGB=95%NTSC”萌业。三者中，NTSC色域空間最廣奸柬，其次是Adobe RGB生年，最后才是sRGB。

 

>>>sRGB/Rec.709色域標(biāo)準(zhǔn)

 

sRGB(standard Red Green Blue)是1996年由Microsoft影像巨擎共同開發(fā)的一種彩色語言協(xié)議廓奕，微軟聯(lián)合愛普生抱婉、HP惠普等提供一種標(biāo)準(zhǔn)方法來定義色彩档叔，讓顯示、打印和掃描等各種計(jì)算機(jī)外部設(shè)備與應(yīng)用軟件對于色彩有一個共通的語言蒸绩。絕大多數(shù)的數(shù)碼圖像采集設(shè)備廠商都已經(jīng)全線支持sRGB標(biāo)準(zhǔn)衙四，如：數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)患亿、掃描儀传蹈、顯示器等都能看到sRGB的選項(xiàng)。而且?guī)缀跛械拇蛴　?mark class="span_mark" data-type="1">投影等成像設(shè)備也都支持了sRGB標(biāo)準(zhǔn)窍育。唯獨(dú)沒有全面普及的就是顯示器卡睦，現(xiàn)在只有部分高端顯示器品牌或者一些品牌的高端型號才支持sRGB標(biāo)準(zhǔn),而Rec 709色域標(biāo)準(zhǔn)和sRGB完全相同宴胧，他們可以等價,而后續(xù)更新的Rec.2020標(biāo)準(zhǔn)漱抓，三基色標(biāo)準(zhǔn)色域更廣，后續(xù)詳述恕齐。sRGB標(biāo)準(zhǔn)的三基色標(biāo)準(zhǔn)如下：

 

sRGB是進(jìn)行色彩管理時所通用的絕對標(biāo)準(zhǔn)乞娄，因?yàn)閺牡臄z影，掃描显歧，到顯示仪或，到打印都可以統(tǒng)一的采用sRGB標(biāo)準(zhǔn),不過由于時代的限制，當(dāng)初定義的sRGB色域標(biāo)準(zhǔn)空間太小咯士骤，sRGB規(guī)定的色域大約只有NTSC規(guī)定色域的72%范删，現(xiàn)在很多電視很輕易地超過了100% sRGB色域。

 

>>>Adobe RGB色域標(biāo)準(zhǔn)

 

Adobe RGB是隨著攝影技術(shù)而發(fā)展起來的專業(yè)色域標(biāo)準(zhǔn)拷肌，較之sRGB有更寬廣的色彩空間到旦，他是1998年Adobe公司提出的，它包含了sRGB所沒有的CMYK色域巨缘，層次較豐富添忘。對于打印、攝影若锁、設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的專業(yè)用戶來說搁骑，需要對圖像進(jìn)行精細(xì)的色彩調(diào)整，選擇采用Adobe RGB色域的顯示器更為合適又固。CMYK就是一個基于顏料疊加的色彩空間仲器，多用于印刷行業(yè)，很少用在顯示行業(yè)仰冠。

 

現(xiàn)把上述三個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的三基色坐標(biāo)（CIE1931xy）總結(jié)如下乏冀，供大家參考，可以看出sRGB和Adobe RGB相比沪停，紅色和藍(lán)色的坐標(biāo)是一樣的煤辨，只是Adobe RGB 標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)綠色更鮮艷罷了裳涛，而NTSC和Adobe RGB的綠色坐標(biāo)完全相同，紅色和藍(lán)色有差異众辨。

 

>>>DCI-P3色域標(biāo)準(zhǔn)

 

DCI-P3色域標(biāo)準(zhǔn)是由Digital Cinema Initiatives(DCI)組織定義并由Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE)在2010年發(fā)布的端三，主要用于電視系統(tǒng)及影院。DCI-P3設(shè)計(jì)的初衷是為影院投影儀制定標(biāo)準(zhǔn)鹃彻。DCI-P3標(biāo)準(zhǔn)和sRGB以及Adobe RGB有相同的藍(lán)色基準(zhǔn)坐標(biāo)郊闯，其紅色基準(zhǔn)是615nm單色激光的坐標(biāo)，比NTSC標(biāo)準(zhǔn)的紅色基準(zhǔn)更鮮艷蛛株，DCI-P3的綠色基準(zhǔn)和Adobe RGB/NTSC相比团赁，有點(diǎn)偏黃，不過顏色更鮮艷谨履，DCI-P3的基準(zhǔn)色域面積大約是NTSC標(biāo)準(zhǔn)的90%欢摄。其坐標(biāo)如下。

 

>>>Rec.2020/BT.2020色域標(biāo)準(zhǔn)

 

和Rec.709是High Defination(HD)電視的一個標(biāo)準(zhǔn)類似笋粟，Rec.202是Ultra High Definition Television (UHD-TV)的一個標(biāo)準(zhǔn)怀挠，其包括色域的標(biāo)準(zhǔn)，由于技術(shù)的進(jìn)步害捕，電視的分辨率和色域不斷提升绿淋，傳統(tǒng)的Rec.709標(biāo)準(zhǔn)范圍太小，已經(jīng)不再合適尝盼，故Rec.2020是由國際電信聯(lián)盟（ITU）于2012年提出吞滞，Rec2020規(guī)定的色域面積幾乎是Rec.709規(guī)定面積的兩倍。它使用630, 532 and 467 nm波長的激光顏色來定義三基色盾沫，其坐標(biāo)定義如下：

 

Rec.2020色域標(biāo)準(zhǔn)覆蓋了全部的sRGB和Adobe RGB標(biāo)準(zhǔn)裁赠，而整個DCI-P3和NTSC1953色域只有大約0.02%分布在Rec.2020色域標(biāo)準(zhǔn)外面,基本可以忽略。Rec.2020覆蓋了99.9%的Pointer’s Gamut,是目前幾個色域標(biāo)準(zhǔn)中色域面積最大的標(biāo)準(zhǔn)疮跑。隨著技術(shù)的進(jìn)步和UHD電視的普及组贺，Rec.2020標(biāo)準(zhǔn)會慢慢得到普及。

 

總結(jié)

 

本文首先介紹了色域的定義及計(jì)算方法祖娘，然后詳細(xì)介紹了目前顯示行業(yè)常見的色域標(biāo)準(zhǔn)失尖，以及他們的一些比較。從面積上看渐苏，這些色域標(biāo)準(zhǔn)的大小關(guān)系如下：Rec.2020>NTSC>Adobe RGB>DCI-P3>Rec.709/sRGB,后續(xù)大家比較不同顯示器色域的時候掀潮，注意一定要使用同一個標(biāo)準(zhǔn)且在同一種色彩空間中，切不可盲目直接比較數(shù)字琼富，以上仪吧，希望對顯示行業(yè)的朋友們有所幫助，時間倉促鞠眉，不足之處也歡迎指正薯鼠。