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色域

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目錄

    • 一 概述
    • 二 色域
    • 三 色深
    • 四 色準

一 概述

  我們常在一些評測中聽說色域二字,什麼72% NTSC、100%sRGB之類的,色域到底是指什麼?NTSC、sRGB這些有什麼關系?色深和色準又是什麼意思?

  要回答這個問題,我們首先要講一下色彩管理标準,别擔心,不難了解的。

  在很久以前,世界上沒有色彩管理标準。

  粉刷匠要去買油漆,他可能會跟銷售員說:“我要一桶深紅色的油漆。”

  那這個時候銷售員就會納悶了:

  “你說的深紅色到底是哪種紅?

  是天安門的紅色?

  還是紅木的紅色?

  或者是血的紅色?

  “你就按天安門來吧……”粉刷匠說。

  “天安門南面受到的光照比北面更大,南面肯定會有所褪色,北面更暗肯定顔色更深,我怎麼知道您說的“天安門紅”是指天安門上哪個點的紅色呢?”

  沒有一個标準來定義“紅色”,人們隻能拿身邊的顔色來做比較,這樣得到的顔色自然是不準确的。

  同樣的問題也出現在印刷裝置中,如果不同的列印機對于顔色的定義不同,那你印刷出來的“紅”和我印刷出的“紅”就會有偏差。

  是以,在1931年國際照明委員會(CIE)的顔色科學家們就試圖在RGB模型基礎上,用數學的方法從真實的基色推導出理論的三基色,建立一個新的顔色系統,使顔料、染料和印刷等工業能夠明确指定産品的顔色。

色域

  上圖就是那次會議的成果之一:CIE1931色度圖,他将人眼可見的各種顔色繪制在一個坐标系裡,形成上圖所示的色彩空間,是以我們可以用一組資料來準确指代某個具體的顔色。或者換句話說:對顔色進行編碼。

  而我們所熟知的sRGB、NTSC、AdobeRGB等等,就是定義在上面這個大範圍色彩空間裡的“小範圍色彩空間”。

  其中,sRGB是惠普和微軟在1996年共同創造的色彩空間,也是目前Windows系統和衆多原生軟體預設支援的色彩空間,蘋果在2016年以前的軟硬體也是以sRGB為标準的,從iPhone7和MacBookPro 2016開始支援範圍更寬廣的DCI-P3色彩空間。

  Adobe RGB是專業軟體生産商Adobe在1998年推出的色彩空間,初衷是為了同時囊括sRGB(電腦常用的色彩空間)和CMYK(印刷常用的色彩空間),這樣拍出的數位照片不僅能在電腦上正常顯示和編輯,也能印刷出顔色無損而正确的相片。Adobe RGB相比sRGB囊括的色彩範圍更廣,受到設計師的青睐,是以在專業的攝影和後期領域被廣泛使用。

  NTSC色域是NTSC電視标準下的色彩空間。NTSC是美國國家電視标準委員會,他們所推出的NTSC電視标準是一套廣播電視傳輸協定,被運用在美國、日本等國家的廣播電視系統中。當然這也就意味着,NTSC色彩空間更多被運用在電視行業。

  下圖是這三種常見色彩空間,以及CMYK(黃色框框,代表印刷行業的色彩空間)在CIE1931色度圖中的大緻範圍:

色域

  可以看到,不同的色彩空間,覆寫的範圍也不一樣,sRGB覆寫的面積相對來說要小一點,NTSC和Adobe RGB的覆寫面積更大。

  比如某種深綠色(如下圖的白點位置),如果使用Adobe RGB或NTSC空間就可以準确表達出來,但sRGB空間沒有覆寫到這個點,就無法準确描繪。

色域

  如果我在Adobe RGB下制作了一張圖,包含這個深綠色點,轉換到sRGB空間下就隻能找一個在sRGB範圍内的相近點來替代了,這樣一些高品質的圖像看起來就會失真。

  另外,在有些情況下,系統并不會幫你把Adobe RGB輸出的圖檔轉到sRGB空間下,而可能會按照錯誤的映射直接顯示出來。比如用Photoshop輸出一張Adobe RGB标準的圖檔,然後使用Windows或安卓自帶的照片檢視器打開圖像,由于這些系統自帶的照片應用隻支援sRGB标準,是以顯示的顔色就出現了偏差,看起來會有點奇怪,比如橙色會顯示成黃色,紫色會發藍等等。

二 色域

  講完色彩空間,就可以講色域了。色域的意思是,你的裝置所能顯示的色彩範圍,在某個色彩空間中所占的百分比。比如一個顯示器的色域是90%sRGB,那意思就是說,這個顯示器能顯示出的色彩範圍,在sRGB空間範圍内占了90%的面積。在同一個色彩空間裡,色域越高的顯示器,所能顯示的色彩範圍就越寬廣。

  聽起來很好了解啊……但是問題來了,sRGB和NTSC之間如何換算呢?

  請注意:NTSC并不能完全覆寫住sRGB!你看上面的圖中,sRGB中的有些紫色部分反而沒有被NTSC所覆寫。是以嚴格上說,sRGB是不能換算成NTSC的,反之亦然。

  不過100%sRGB的覆寫面積近似于72%NTSC,這也是為什麼一些評測機構和廠商會将72%NTSC作為一個标準,因為近似于100%sRGB的螢幕可以比較好地滿足Windows系統下的正常使用。

  那麼多少色域的螢幕算是好螢幕呢?

  達到100%sRGB/72%NTSC以上色域的螢幕,屬于不錯的螢幕;

  達到90%AdobeRGB/90%NTSC以上的螢幕,屬于非常優秀的螢幕;

  如果一個螢幕的色域隻有65%sRGB或者45%NTSC的話,那這個螢幕就是非常垃圾的螢幕。

三 色深

  講完色域,就要講到色深和色準了,我們平時說一個螢幕是6bit、8bit或者10bit,這裡指的就是色位深度。色深的意思,簡單來說是你的螢幕能顯示出多少種顔色。他和色域不一樣,色域代表了顔色的豐富程度,而色深可以這麼了解:在同樣的色域範圍下,色深越高,顯示效果越細膩。

  在電腦中,每個顔色都是由R、G、B三原色組成的,紅綠藍這三種顔色,均對應了一個通道,每個通道又有不同的明暗程度,而這個明暗級數的多少我們就稱為灰階:

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  這灰階各不相同的三個顔色通道,組合起來就成了我們在顯示器上看到的各種顔色。

  而“色深”,就是由灰階的級數所決定的,上面的圖檔中已經将這兩者關系作了對應。比如6bit的螢幕,它的灰階級數就是2的6次方,即64級灰階。仔細想想看,6bit的螢幕從純黑到純白,中間隻有64種過渡,是不是感覺太少了點?是以,6bit的顯示器顯示的顔色不夠細膩,常常會出現顔色斷層。

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  現在市面上的顯示器,大多是8bit或“6抖8”的,也有一些高端顯示器和電視支援10bit色深。

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  所謂“6抖8”,就是通過軟體插值的方式來強行豐富灰階級數。在顯示效果上比不帶抖動的6bit屏稍微改善一點,但和原生8bit相去甚遠。這種抖動技術,正規名稱為FRC技術,一些顯示器購買頁的詳細資訊裡會說明這一點:

  如果大家選購顯示器的話,建議選擇原生8bit的螢幕,對于一些專業設計人士來說,10bit屏當然是更好了,不過市面上的原生10bit屏比如戴爾UP2516D、UP3214Q等等價格都比較昂貴,預算不足的朋友可能隻好選擇8抖10的屏了。

四 色準

  前面的色域和色深意味着你的顯示器能顯示出什麼樣的顔色,而色準顧名思義就是說,顯示出的顔色準不準,或者說,你顯示器的顔色和“标準的”、“正确的”顔色相差了多少。色準我們通常用 Δ E \Delta{E} ΔE值來表示。

色域

  上圖是校色軟體測出的某顯示器的色準圖,可以看到每種顔色相比标準色都有不同程度的偏差,這個偏內插補點就反映為 Δ E \Delta{E} ΔE(上圖的顯示器 Δ E \Delta{E} ΔE為0.82)。

  顯示器的 Δ E \Delta{E} ΔE越高,色彩偏差越大, Δ E \Delta{E} ΔE越低,色彩越準确。但 Δ E \Delta{E} ΔE永遠不可能為0,因為沒有哪款顯示器的顔色是完全準确的。

  有些顯示器在出廠的時候會經過工廠校色,降低 Δ E \Delta{E} ΔE的值,帶來更好的色準。通常 Δ E \Delta{E} ΔE小于3的顯示器,色準是較好的。如果你的顯示器 Δ E \Delta{E} ΔE過高的話,也可以自行借用校色儀來完成校色,提高色準。

  除了 Δ E \Delta{E} ΔE之外,色溫和Gamma也會對色準有影響,但為了防止報道上出現偏差,大多數顯示器評測中并不會提及這兩個參數,是以大家搜尋和比較起來恐怕會比較困難。

色域

  ▲上面這組的Gamma和色溫就比較糟糕,下面這組比較優秀

  色溫優秀的展現是:在改變亮度後,色溫不會發生變化。測出的Gamma曲線,則是越接近Gamma2.2的标準曲線越好。而Gamma表現不佳的顯示器同樣也可以通過校色來進一步優化。

  那麼關于顯示器的色彩,我要說的就是這麼多了。請記住,一台顯示器的色彩表現遠比許多人想象得重要,甚至在許多應用環境下比“分辨率”還重要。

  色彩差的顯示器作為個人使用會對你的色彩認知造成偏差(在HiFi裡叫聽音觀),嚴重的甚至會對眼睛造成傷害。作為商用會讓你設計制作的産品出現顔色偏差,造成經濟損失(當然單純碼字還是無所謂的)。是以大家一定要重視色彩哦!

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