科研資訊
SCIENTIFIC RESEARCH INFORMATION
08
2022
-
11
色域標(biāo)準(zhǔn)介紹
來源：
（sRGBAdobe RGBDCI-P3NTSCDEC.2020ProPhoto RGB）
在購買顯示類產(chǎn)品時(shí)，經(jīng)常會看到廠家對產(chǎn)品特點(diǎn)的各種描述。例如：屏占率、分辨率、刷新率、屏幕響應(yīng)時(shí)間、防藍(lán)光、高色域等等眼花繚亂的參數(shù)。普通消費(fèi)者在選購的時(shí)候很難分辨其中的性能優(yōu)劣。在顯示行業(yè)領(lǐng)域，色域是評價(jià)顯示屏性能的指標(biāo)之一。色域（Color Gamut）用來衡量設(shè)備能夠顯示顏色的區(qū)域范圍。色域越大，說明屏幕顯示的色彩呈現(xiàn)能力越強(qiáng)。評價(jià)色域目前存在很多標(biāo)準(zhǔn)，掌握各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)以及各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)所對應(yīng)的色彩空間，才能保證最終顯示的電影、視頻、圖像能在手機(jī)、高清電視、電腦顯示器、4K/8K超高清電視、電影院數(shù)字電影投影儀等設(shè)備上完美呈現(xiàn)色彩。
NTSC標(biāo)準(zhǔn)：1953年，美國國家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(National Television Standards Committee，簡稱NTSC)基于CIE1931色度系統(tǒng)制定的標(biāo)準(zhǔn)。由于推出時(shí)間比較久，很多顯示類產(chǎn)品已經(jīng)很少采用，對于PC（廣義的）和移動(dòng)設(shè)備來說，幾乎沒有內(nèi)容創(chuàng)作者是以NTSC標(biāo)準(zhǔn)來制作，它保留下來最多的用途還是用于比較其他的色彩空間。
Dec.709標(biāo)準(zhǔn)：又稱BT.709是由國際電信聯(lián)盟國際無線電通信部門于1988年制定的色彩標(biāo)準(zhǔn)，用于高清晰度電視(HDTV)。
sRGB標(biāo)準(zhǔn)：1996年由惠普與微軟一起開發(fā)的用于顯示器的一種RGB色彩空間標(biāo)準(zhǔn)。是CRT顯示器、LCD面板、投影儀、打印機(jī)以及其他設(shè)備中色彩再現(xiàn)所使用的基本標(biāo)準(zhǔn)。由于這套色彩標(biāo)準(zhǔn)制定的時(shí)間太早，很多技術(shù)和概念都不成熟，色彩還原度不高，而且它的綠色覆蓋率極低。也是因?yàn)檫@樣，它對顯示器的要求不高，所以現(xiàn)在市面上大多數(shù)顯示器都能達(dá)到sRGB100%。
Adobe RGB標(biāo)準(zhǔn)：1998年Adobe公司提出的，目的是盡可能在CMYK彩色印刷中利用計(jì)算機(jī)顯示器等設(shè)備的RGB顏色模式上囊括更多的顏色。在sRGB基礎(chǔ)上主要改善了青綠色的區(qū)域，表現(xiàn)更為寬廣的色彩空間，一般用于印刷出版、圖片處理等行業(yè)。
DCI-P3標(biāo)準(zhǔn)：2010年發(fā)布，是美國電影行業(yè)推出的一種廣色域標(biāo)準(zhǔn)。相較于sRGB標(biāo)準(zhǔn)，擁有更廣闊的紅色/綠色系色彩范圍，比sRGB大36%。DCI是數(shù)位電影聯(lián)合[Digital Cinema Initiatives]的縮寫，主要由包括MGM、Disney、Universal、Warner、20th Century Fox和SPE等多家美國的影業(yè)巨頭于2002年組織成立。
Dec.2020標(biāo)準(zhǔn)：又稱BT.2020是BT.709的升級版，由國際電信聯(lián)盟（International Telecommunication Union）于2012年8月提出的超高清電視（UHDTV）色域標(biāo)準(zhǔn)，支持4K（3840*2160）和8K（7680*4320）的數(shù)字視頻格式，能覆蓋得非常豐富的紅綠藍(lán)顏色，在目前常用標(biāo)準(zhǔn)之中是覆蓋最多的，有很多影片也已經(jīng)開始使用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。它使用630，532和467 nm波長的激光顏色來定義三基色。
ProPhoto RGB標(biāo)準(zhǔn)：也被稱為ROMM RGB色彩空間（Reference Output Medium Metric RGB Color Space），該色彩空間由Kodak專為攝影輸出而所開發(fā)設(shè)計(jì)，相較一般的RGB色彩空間來說，該色彩空間所提供的色域十分豐富。
表一各色域標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)表
|
Type |
Coordinate |
R |
G |
B |
W |
CCT |
色域面積 |
|
sRGB |
Cx |
0.6400 |
0.3000 |
0.1500 |
0.3127 |
6507K |
0.112 |
|
Cy |
0.3300 |
0.6000 |
0.0600 |
0.3290 |
|||
|
Adobe RGB |
Cx |
0.6400 |
0.2100 |
0.1500 |
0.3127 |
6507K |
0.151 |
|
Cy |
0.3300 |
0.7100 |
0.0600 |
0.3290 |
|||
|
DCI-P3 |
Cx |
0.6800 |
0.2650 |
0.1500 |
0.3140 |
6325K |
0.152 |
|
Cy |
0.3200 |
0.6900 |
0.0600 |
0.3510 |
|||
|
NTSC |
Cx |
0.6700 |
0.2100 |
0.1400 |
0.3101 |
6766K |
0.158 |
|
Cy |
0.3300 |
0.7100 |
0.0800 |
0.3162 |
|||
|
Dec.2020 |
Cx |
0.7080 |
0.1700 |
0.1310 |
0.3127 |
6507K |
0.212 |
|
Cy |
0.2920 |
0.7970 |
0.0460 |
0.3290 |
|||
|
ProPhoto RGB |
Cx |
0.7347 |
0.1596 |
0.0366 |
0.3457 |
4997K |
0.277 |
|
Cy |
0.2653 |
0.8404 |
0.0010 |
0.3585 |
各色域面積從大到小依次為：ProPhoto RGB＞Dec.2020＞NTSC＞DCI-P3≈Adobe RGB＞sRGB。筆記本電腦、MNT和投影儀主要采用sRGB、DCI-P3標(biāo)準(zhǔn)，TV主要采用sRGB、DCI-P3、NTSC標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)售的所有電子產(chǎn)品基本都能夠支持100%sRGB色域。
表二各色域標(biāo)準(zhǔn)面積轉(zhuǎn)換
|
Type(100%) |
sRGB |
Adobe RGB |
DCI-P3 |
NTSC |
Dec.2020 |
ProPhoto RGB |
|
sRGB |
100% |
135% |
136% |
141% |
189% |
247% |
|
Adobe RGB |
74% |
100% |
101% |
105% |
140% |
183% |
|
DCI-P3 |
74% |
99% |
100% |
104% |
139% |
182% |
|
NTSC |
71% |
96% |
96% |
100% |
134% |
175% |
|
BT.2020 |
53% |
71% |
72% |
75% |
100% |
131% |
|
ProPhoto RGB |
40% |
55% |
55% |
75% |
77% |
100% |
為了直觀的理解色域概念，不得不提到CIE1931色度圖。CIE1931色度圖是CIE(國際照明委員會)所制定的色彩標(biāo)準(zhǔn)中的關(guān)鍵部分，其用標(biāo)稱值表示的CIE色度圖，又稱馬蹄形圖、舌形圖。X表示紅色分量，Y表示綠色分量。中間點(diǎn)代表坐標(biāo)為（0.33，0.33）的白光點(diǎn)。環(huán)繞在顏色空間邊沿的顏色代表最大飽和度光譜色，邊界上的數(shù)字表示光譜色的波長值。根據(jù)不同色域標(biāo)準(zhǔn)的RGB色坐標(biāo)點(diǎn)圍成相應(yīng)的三角形，此三角形的面積為該色域標(biāo)準(zhǔn)面積。以下是CIE1931色度圖中各個(gè)色域標(biāo)準(zhǔn)色彩空間的對比：
sRGB標(biāo)準(zhǔn)面積最小，紅色和綠色表現(xiàn)都較差，尤其是對綠色的呈現(xiàn)。DCI-P3標(biāo)準(zhǔn)相較于sRGB標(biāo)準(zhǔn)擁有更廣闊的紅色/綠色系色彩范圍，比sRGB色域面積大36%。后續(xù)Adobe RGB、NTSC、Dec.2020 ProPhoto RGB等標(biāo)準(zhǔn)也都主要調(diào)整紅色和綠色的系的呈現(xiàn)力。Dec.2020是顯示類電子產(chǎn)品目前常采用的色域最大標(biāo)準(zhǔn)，市場產(chǎn)品很少能達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)的100%。
表三配光方案與對應(yīng)色域范圍
|
序號 |
配光方案 |
sRGB |
DCI-P3 |
NTSC |
Dec.2020 |
應(yīng)用案例 |
典型光譜 |
|
1 |
RG量子點(diǎn) |
132%-158% |
96%- |
92%- |
68%- |
SAMSUNG-QA65Q7 |
|
|
2 |
β-Sialon+KSF |
127%-143% |
92%- |
88%- |
64%- |
HUAWEI S55、V65 |
|
|
3 |
OLED |
130%-144% |
95%- |
91%- |
68%- |
IPHONE 13 Promax |
|
|
4 |
G硅酸鹽+R硅酸鹽 |
99%- |
75%- |
72%- |
53%- |
MNT-PHILIPS 243V NB-Thinkapad X270 |
|
|
5 |
三基色 |
114% |
84% |
80% |
60% |
MNT-LG C222WT |
|
顯示類背光配方案百花齊放，早期的CRT顯像管、CCFL三基色燈管、等離子體等作為背光的顯示器，已經(jīng)退出歷史舞臺?，F(xiàn)在采用以黃綠色+橙紅色熒光粉的普通色域組合方案。高色域方案有三星主推的量子點(diǎn)方案，LG主推的OLED方案，以及β-Sialon+KSF高色域熒光粉方案，更有市場熱度非常高的MiniLED直顯方案。
根據(jù)目前統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，蘋果公司小尺寸手機(jī)背光從第IPHONE7開始至IPHONE11背光采用β-Sialon+KSF高色域方案，從IPHONE11 Pro開始采用OLED高色域方案，IPAD Air 2021、IPAD Mini 2021、IPAD Pro 2021、MACBOOK PRO 2021等新款產(chǎn)品也均采用β-Sialon+KSF高色域方案。在顯示領(lǐng)域中呈現(xiàn)出小尺寸手機(jī)背光以O(shè)LED和β-Sialon+KSF高色域方案為主，中大尺寸PAD、NB、MNT、TV、投影儀類產(chǎn)品背光以量子點(diǎn)、OLED和β-Sialon+KSF高色域方案為主的趨勢。
相關(guān)色域計(jì)算方法詳見網(wǎng)站應(yīng)用技術(shù)部分。
參考文獻(xiàn)：
[1]The Pointers Gamut–The Coverage of Real Surface Colors by RGB Color Spaces and Wide Gamut Displays
https://tftcentral.co.uk/articles/pointers_gamut
[2]深入理解sRGBAdobe RGBNTSCDCI-P3REC.2020ProPhoto RGB色域
https://hexingxing.cn/srgb-adobe-rgb-ntsc-dci-p3-rec-2020-pro-photo-rgb-colorspace/
顯示,屏占率,分辨率,刷新率,屏幕
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