李政洋

（蘇州工業(yè)園區(qū)工業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 蘇州 215000）

0 引言

數(shù)字媒體時(shí)代，手機(jī)、電腦和電視，廣告屏幕和影院銀幕，大大小小的屏幕開(kāi)始成為人們獲取知識(shí)、信息以及社交生活的主陣地。如何在媒屏?xí)r代保證圖像和視頻創(chuàng)作中色彩的正確表達(dá)，正成為數(shù)字顯示技術(shù)和傳統(tǒng)平面媒體關(guān)注的焦點(diǎn)。顯示器的色域作為反映顯示顏色豐富度和專業(yè)性最重要的指標(biāo)，愈發(fā)受到重視。

1 顯示器色域的概念

光是一種波，人眼視網(wǎng)膜中的視錐細(xì)胞能識(shí)別的波長(zhǎng)數(shù)值范圍在380～780納米，這部分被稱之為可見(jiàn)光。將所有可見(jiàn)光的顏色信息和明度信息，通過(guò)一定的數(shù)學(xué)變換映射到一個(gè)平面上，就得到了一個(gè)馬蹄形的區(qū)域，這就是大名鼎鼎的CIE-1931色域色度圖，也是人眼可以識(shí)別的全部顏色。在數(shù)字時(shí)代，用戶所能看到的屏幕顯示色彩范圍是依賴于紅綠藍(lán)三個(gè)子像素混合之后得出的，所以一臺(tái)顯示器顯示顏色的極限，就是紅綠藍(lán)各自顯示極值最大點(diǎn)連線的內(nèi)部，這個(gè)三角形區(qū)域代表了顯示設(shè)備所能顯示的全部顏色，這就是顯示設(shè)備的色域。目前最尖端的顯示技術(shù)仍然無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)CIE-1931的全部色彩，加之顯示器所能覆蓋的顏色范圍是不一樣的，在攝影、攝像等圖像輸入、存儲(chǔ)的色彩信息也不同，為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各行各業(yè)制定了相應(yīng)的色彩標(biāo)準(zhǔn)，并在色域色度圖的色彩覆蓋范圍內(nèi)選擇特定的區(qū)域作為標(biāo)尺，定義了多種色域標(biāo)準(zhǔn)。

2 顯示器主流色域及其適用領(lǐng)域

在當(dāng)今主流顯示器的色域標(biāo)準(zhǔn)中，最常見(jiàn)的有sRGB、Adobe RGB、DCI-P3色域（NTSC屬于電視廣播的色域標(biāo)準(zhǔn)，在模擬信號(hào)時(shí)代應(yīng)用較普遍，在數(shù)字時(shí)代顯示器領(lǐng)域不如其他三種色域具備代表性），這三種色域都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于CIE-1931，其所能表示的區(qū)域頂點(diǎn)如表1，在CIE-1931色域色度圖中的覆蓋區(qū)域如圖1。由于Adobe RGB和DCI-P3色域遠(yuǎn)大于sRGB，顯示的色彩范圍更豐富，也被稱為廣色域。

表1 三種色域在CIE-1931 色度表頂點(diǎn)坐標(biāo)

圖1 三種色域在CIE-1931 中的覆蓋范圍

2.1 sRGB色域

sRGB在1996年推出，由微軟公司和惠普公司主導(dǎo)，是windows系統(tǒng)的UI和各類軟件中默認(rèn)應(yīng)用的色域，也是互聯(lián)網(wǎng)中圖形圖像信息的標(biāo)準(zhǔn)色域。但是sRGB色域在CIE-1931中覆蓋面積不高，色彩還原度有限，綠色部分的覆蓋率較低，目前市面上大部分顯示器都能輕松達(dá)到96%以上的sRGB色域覆蓋。sRGB是計(jì)算機(jī)外部設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化方案，加之微軟windows操作系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)流媒體的廣泛影響，其在圖形圖像創(chuàng)作的功能性和通用性可以得到保障，在后期色彩管理方面成本較低，所以sRGB色域仍然會(huì)保持其主流地位。

2.2 Adobe RGB色域

由于sRGB色域?qū)τ趥鹘y(tǒng)印刷行業(yè)來(lái)說(shuō)，并不能完整地覆蓋印刷所需的所有顏色，因此在1998年，由Adobe公司制定了一套標(biāo)準(zhǔn)，其包含了更多的青色和綠色，還包含sRGB色域沒(méi)有覆蓋的CMYK色彩空間，因此Adobe RGB色域標(biāo)準(zhǔn)成為打印機(jī)、印染業(yè)、很多軟件和網(wǎng)站的默認(rèn)色彩空間[1]。因?yàn)槠渖蚋采w區(qū)域更廣，顯示色彩更豐富，大多應(yīng)用于高端的藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)顯示器中，價(jià)格昂貴。這類顯示器受到職業(yè)攝影師和平面藝術(shù)創(chuàng)作者的青睞，需求量在藝術(shù)微噴、專業(yè)攝影創(chuàng)作等追求極致色彩的領(lǐng)域，近年來(lái)呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢(shì)。但由于其配套的色彩管理體系和外部設(shè)備的嚴(yán)格要求，導(dǎo)致其使用成本較高。

2.3 DCI-P3色域

DCI-P3色域，其主要由美國(guó)電影行業(yè)提出，是數(shù)字影像領(lǐng)域中比較新的色域標(biāo)準(zhǔn)，著重人類視覺(jué)的真實(shí)體驗(yàn)，匹配電影的色彩表現(xiàn)要求。相比sRGB色域，其覆蓋了更多的紅色和綠色空間。伴隨數(shù)字媒體和游戲行業(yè)的發(fā)展，DCI-P3色域也被更廣泛地應(yīng)用到了大屏幕數(shù)字電視、手機(jī)屏幕等顯示設(shè)備中，成為了新一代廣色域的代名詞。對(duì)于從事影視后期調(diào)色的專業(yè)媒體工作者，以及熱衷觀看電影和視頻游戲的用戶有更好的支持。

3 廣色域顯示器在應(yīng)用中存在的實(shí)際問(wèn)題

前文中三種色域涵蓋的色彩一個(gè)比一個(gè)廣，同尺寸顯示器價(jià)格一個(gè)比一個(gè)貴，那么顯示效果是不是也依次增強(qiáng)呢？答案是：不一定。廣色域顯示器的色域覆蓋面積往往都超過(guò)sRGB，然而因?yàn)楦采w面積太大，往往無(wú)法正確顯示，導(dǎo)致在網(wǎng)絡(luò)、日常辦公等非專業(yè)領(lǐng)域看到的圖像產(chǎn)生偏色。比如在Adobe RGB的顯示器上進(jìn)行sRGB內(nèi)容的觀看，雖然很大程度上增強(qiáng)了色彩度，但是會(huì)發(fā)生色彩失真的狀況[2]。一臺(tái)Adobe RGB色域覆蓋達(dá)到99.9%的顯示器，當(dāng)你需要顯示sRGB色域中最鮮艷的綠色(x=0.3，y=0.6)時(shí)，顯示的卻是Adobe RGB色域最鮮艷的綠色(x=0.21，y=0.71)，色彩過(guò)于飽和，產(chǎn)生了色彩溢出現(xiàn)象，影響使用體驗(yàn)。

解決這個(gè)問(wèn)題的方法稱為色域限縮，即通過(guò)一定的算法將廣色域的“大三角形”轉(zhuǎn)化為sRGB色域的“小三角形”。此類算法通常由廠商在生產(chǎn)時(shí)將一套專用的色度坐標(biāo)寫(xiě)入顯示器驅(qū)動(dòng)板，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后輸出特定的sRGB模式，通過(guò)顯示器OSD菜單進(jìn)行色域的切換。具備色域限縮功能的顯示器，廠商都會(huì)特別標(biāo)注支持多種色域，讓用戶在日常使用中使用sRGB色域顯示，而在攝影修圖或者印刷校樣的時(shí)候，使用Adobe RGB色域顯示，確保色彩的可靠性。

廣色域顯示器對(duì)系統(tǒng)色彩管理提出了更高的要求，后期使用成本較高。蘋果的mac OS系統(tǒng)對(duì)于廣色域的支持比較好，而在windows系統(tǒng)中，如果廣色域顯示器不支持色域限縮功能，則在后期使用過(guò)程中需要使用校色儀對(duì)屏幕進(jìn)行校色，然后配合生成ICC文件（又稱ICC色彩特性文件，是國(guó)際色彩聯(lián)盟ICC規(guī)定的色彩特性標(biāo)準(zhǔn)文件[3]）對(duì)顯示器輸出參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。原理類似于通過(guò)顯卡增加一個(gè)“濾鏡”對(duì)偏色圖像進(jìn)行矯正，這類軟件校色每次更換主機(jī)或者顯卡都需要重新校準(zhǔn)，增加了后期使用的成本。而且更遺憾的是即便在最新版本的windows系統(tǒng)中，UI的色彩管理機(jī)制依然不完全，在常用的媒體軟件中除了Adobe公司旗下的各類專業(yè)軟件，以及FireFox、Chrome、Microsoft Edge等圖文瀏覽器之外，支持色彩管理的第三方軟件非常少，對(duì)用戶的色彩管理水平也提出了更高的要求。

4 廣色域顯示器在選購(gòu)方面的誤區(qū)

4.1 偷換概念，提升賣點(diǎn)

在某些廠商的宣傳頁(yè)面中，往往都會(huì)標(biāo)注顯示器的色域覆蓋率，如99.9%sRGB色域、95%DCI-P3色域、80%Adobe RGB色域等，都明確表示了顯示器色域在平面中的投影能夠覆蓋相關(guān)色域的面積。但是少數(shù)廠商給出了125%sRGB這樣的標(biāo)注方法來(lái)吸引眼球，這類宣傳中125%往往只表示顯示色域面積是sRGB色域的1.25倍，并不能保證實(shí)際投影中是能夠完全覆蓋sRGB色域的全部區(qū)域。結(jié)果往往是125%的sRGB產(chǎn)品不僅無(wú)法覆蓋100%的sRGB色域，還可能因?yàn)槟承┥室绯龊蜕使芾聿煌晟圃斐缮实钠坪瓦^(guò)飽和。這類以面積大小替代覆蓋率準(zhǔn)確性的標(biāo)注，屬于營(yíng)銷方面的偷換概念和錯(cuò)誤引導(dǎo)[4]。

4.2 廣色域屏幕不支持sRGB色域限縮

以Adobe RGB或DCI-P3色域的高覆蓋率為宣傳側(cè)重點(diǎn)，但是不支持99%以上sRGB的色域限縮模式，導(dǎo)致在運(yùn)用sRGB色域的情況下出現(xiàn)色彩溢出。就現(xiàn)階段而言，sRGB不但是互聯(lián)網(wǎng)圖形圖像等流媒體的標(biāo)準(zhǔn)格式，而且是windows系統(tǒng)中絕大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)景的標(biāo)準(zhǔn)色域，因此不支持sRGB完整色域限縮的廣色域顯示器，并不具備非常好的通用性。廣色域模式切換到sRGB模式后，顯示器無(wú)法調(diào)節(jié)亮度。某些顯示器在切換為sRGB模式之后取消了1D LUT這個(gè)功能，導(dǎo)致顯示器無(wú)法調(diào)節(jié)亮度與對(duì)比度，用戶對(duì)顯示器失去了可控性，導(dǎo)致使用體驗(yàn)不佳[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，Adobe RGB、DCI-P3色域顯示器擁有更豐富絢麗的色彩表現(xiàn)，在印刷、影視后期等特定專業(yè)領(lǐng)域能夠提供更好的色彩區(qū)分度和細(xì)節(jié)，專業(yè)性更強(qiáng)，但由于系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)色彩管理的局限性，需要使用者有更多的專業(yè)知識(shí)和色彩管理經(jīng)驗(yàn)，也增加了使用成本。當(dāng)前sRGB色域依然占據(jù)主流地位，從通用性角度分析，適用于絕大多數(shù)用戶使用。盡管如此，廣色域顯示器在高端專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)明顯，并且可以通過(guò)色域限縮或者加載ICC色彩管理文件校色成為sRGB色域使用，在長(zhǎng)期使用老化之后，仍能保持較高的色域覆蓋面積，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。根據(jù)專業(yè)機(jī)構(gòu)調(diào)查預(yù)計(jì)，廣色域顯示器市場(chǎng)占有率到2021年將達(dá)到27%。在數(shù)字媒體技術(shù)一日千里的時(shí)代，Adobe RGB和DCI P3這樣的廣色域顯示應(yīng)用場(chǎng)景會(huì)越來(lái)越多，技術(shù)的成熟應(yīng)用和普及也會(huì)孕育出新的標(biāo)準(zhǔn)，未來(lái)可期。