色彩术语指南

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图源:Samsung Display

对色彩术语感到晕头转向吗?我们在词汇表中解释了用于电视等显示设备的色彩术语。来看看色域、色彩容积、亮度等术语的含义。

色彩表现对画质至关重要。但在有这么多不同术语的情况下,要判定哪台显示设备和电视拥有最佳色彩表现是很困难的。

在这篇色彩指南和词汇中,我们列出了一些常常被理解错误的色彩术语。下文我们会给出它们的定义,进行更深入的探讨。

色域 Color Gamut

简单来说,色域指的是一台设备可以再现的色彩范围。在《什么是色域》中,有更详细的解释。

你可能会遇到的与色域有关的一些术语包括:

色彩空间 Color Space

这是一种映射真实色彩、定义显示设备上可见的准确色彩的一种方式。色彩空间考虑到了人眼感知可见光的方式及人眼能看到的不同色彩的数量。

色彩空间将色彩映射至网格上,并分配光谱吸光度数值。在定义色彩空间时,常用的参考标准是CIELAB或CIEXYZ色彩空间。这些色彩空间经过专门设计,涵盖了人类通常可以看到的所有色彩。

色彩空间与色域不同,因为色彩空间指的是色彩模型中的可用色彩。对比之下,色域特指设备支持的色彩。

sRGB

sRGB是惠普与微软于1996年一起开发的用于显示器、打印机和因特网的一种标准RGB(红绿蓝)色彩空间。随后,国际电工委员会(IEC)将其定为标准IEC 61966-2-1:1999。sRGB是目前用于网络的明确定义的标准色彩空间。对于那些未标有色彩空间,也没有嵌入色彩配置的图像,它通常是其假定色彩空间。

sRGB实际上规范化了那时所使用的电脑显示器的显示规格,这极大促进了它的接受度。sRGB使用与HDTV所使用的ITU-R BT.709标准相同的原色和白点,拥有可与当时的CRT显示设备相兼容的转换函数(或Gamma),以及旨在匹配典型家庭和办公室观看条件的观看环境。

在CIE 1976u’v’色度图中,sRGB仅仅覆盖33.2%的色度。

DCI-P3

2007年发布的DCI-P3色域使用的是与sRGB色彩空间相同的蓝色原色,但不同的绿色和红色原色。

DCI-P3的红色原色是单色,615纳米,而绿色原色的绿色色相稍偏黄色,但饱和度更高。

DCI-P3比sRGB色域要大26%,覆盖41.7%的CIE 1976色度图。

BT 2020

ITU-R Recommendation BT 2020(简称Rec 2020),是最广的显示设备色域,需要单色RGB原色(467纳米、532纳米和630纳米)。

这一色域范围最广,比sRGB大72%,比DCI-P3大37%。最终的色彩空间覆盖57.2%的CIE 1976色度图。这些原色的起源背后大部分的思考过程都可以在 ITU-R Recommendation BT 2246-2:2012 中找到。总的来说,UHD电视应该拥有更广的色域,这样才能使用真实的原色尽可能多地覆盖真实的表面色彩(基于Pointer色域和标准物体颜色波谱-SOCS数据库)。Rec 2020由Rec 2100扩展用于高动态范围(HDR),后者使用的是与Rec 2020相同的色彩原色。

拥有最接近于再现BT 2020色域的显示设备用到量子点,例如三星的QD-OLED技术。有关色彩感知的更多详细信息,点击量子点色彩体验

HDR

高动态范围(HDR)显示设备覆盖了比标准动态范围(SDR)产品更广的亮度范围。此外,现代HDR显示设备通常会使用其他技术,比如明亮的高光,来实现更高的峰值亮度水平。

由于HDR的亮度范围很广,因此需要制定新的标准来展现其能够显示的所有色彩。测量色彩容积而非2D色度范围也能更准确地显示可见色彩。

如上所述,ITU-R Recommendation BT.2100(通常其缩写更广为人知:Rec. 2100或BT. 2100)引入了高动态范围电视(HDR-TV)中。Rec 2100使用的是与Rec 2020相同的广色域(WCG)。

《图往高处走:HDR之路》中了解更多信息。

色彩容积 Color Volume

色彩容积是所有色相、饱和度和亮度水平下所有可用色彩的集合。它是2D色彩空间或2D色域(代表色度)与动态范围相结合的结果。

色彩容积是显示设备在其所有亮度水平下的色彩再现能力的3D展示,也是确保内容(尤其是HDR内容)以制作者想要的方式显示的重要因素。

色彩容积越大,显示设备就能越准确地描绘各种色彩缤纷的图像。对于亮度范围更广的显示设备来说,更大的色彩容积变得越来越重要。这就是考虑色彩容积如何与其他显示技术(如 HDR)产生相互作用很重要的原因。

就像存在不同的色彩标准一样,测量色彩容积的有两种代表性的色彩空间,如:

ICTCP

ICTCP、ICtCp或ITP是Rec. ITU-BT.2100标准中指定的一种颜色再现格式,用作视频和数字摄影系统中高动态范围(HDR)和广色域(WCG)图像的彩色图像管线的一部分。

ICTCP由杜比实验室根据弗里茨·艾伯纳(Fritz Ebner)和马克·D·费尔柴德(Mark D. Fairchild)提出的的IPT色彩空间开发而成。在此色彩空间中创建的色彩容积包括杜比的感知色彩容积(Perceptual Color Volume)。此指标的输出以百万可分辨色彩(MDC)为单位。根据所选的再现色彩,它可以与显示设备(假设位深足够)可以产生的最小可觉差(JND)大小相关。

CIELAB

这种3D色彩空间也称为 CIE L*a*b*,它使用三个色彩值来测量和比较色彩。

它提供了有关显示设备相对其亮度产生的色彩范围的有用信息。但是,它提供的信息比ICTCP少,因为它依据显示设备白点的亮度将色值标准化。因此,CIELAB缺失了显示设备之间整体亮度差异的信息,而这对于HDR显示设备来说是一个重要因素。

色彩亮度 Color Luminance

人眼是一种三色色彩受体,具有三种对特定光谱敏感度作出反应的视锥细胞。在显示设备中创造色彩最有效的方法是使用红、绿和蓝光(三色)的组合。在采用加色法的同时,QD-OLED可提供最先进的高白光亮度,同时归功于它每种原色的质量而不会损害整体色彩保真度。查看《量子点色彩体验》了解更多。

CLO和WLO

CLO的全称是色彩亮度输出(Color Light Output)。它有时也被称为色彩亮度。CLO不只用于测量设备的白光亮度。CLO是红、绿、蓝原色显示亮度的总和。

亮度也可以通过白光亮度输出(WLO)测量,但顾名思义,这种规格只考虑到了显示设备的白点亮度。

显示设备的CLO和WLO通常是不同的。需要考虑的一个重要指标是CLO与WLO的比值。要计算这一比值,需要将CLO除以WLO。如果比值<1,那么就意味着显示设备再现更明亮的色彩的性能有限。如果比值≥1,那么显示设备则能显示更加鲜艳的色彩。

色彩准确度(color accuracy)

色彩准确度指的是显示设备按照预期的方式再现色彩的性能。色彩准确度越高,图像就越逼真。色彩准确度非常重要,因为如果你能看出显示的色彩与真实色彩有所不同,你就很难相信你看到的图像。

RTing.com通过将显示设备的色彩准确度与sRGB色彩标准对比,测量了280台显示设备的色彩准确度。在他们的测量结果中可以看到三星的排名。

Delta E(也写作ΔE2000)是色彩准确度的一个常用指标,以CIEDE2000为标准。

Delta E(ΔE2000)

Delta E(ΔE2000)使用CIELAB色彩空间来量化人眼感知色彩的方式之间的差异。对于显示设备而言,Delta E用于测量输入色彩和显示设备输出色彩之间的差异。

ΔE2000的值越低,输入和输出的色彩之间的相似性就越大,这意味着色彩准确度更高。在较低的ΔE2000下,观看者可以以内容创作者预期的方式来感知色彩。

色彩均匀度(color uniformity)

色彩均匀度是指可以在显示设备屏幕上任意位置显示出相同色彩的色彩均匀程度。色彩均匀度(色度)由色彩复制准确度(color replication accuracy)来衡量。色彩丰富的区域也能影响对比度、色彩呈现和易辨性。

拓展阅读

出处:Samsung Display

翻译:Katja | 盖雅翻译小组

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