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这其实是几何题:常见色域范围对比与转换

txjnet 回答数20 浏览数932
色彩学是个很难讲也很难理解的学科,这里只讲跟常见显示器的参数相关的部分,如果你发现哪个中文用词不准确,请忽略。补充CIE 1976的uv坐标,删掉无用废话及Adobe RGB Wide-gamut,同时修正P3和BT2020的数值,只保留基本解释和数值。
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无论显示器、电视机、家用投影或是手机,但凡有显示功能的电子产品,在评价其色彩表现能力时,都喜欢说色域多少,通常是个百分数。专家都说了:颜色是一门很复杂的学科,它涉及到物理学、生物学、心理学和材料学等多种学科。颜色是人的大脑对物体的一种主观感觉,用数学方法来描述这种感觉是一件很困难的事。
这里的面积对比是基于native Gamut-原生色域,原生色域在测量时,RGB子像素都是纯R纯G纯B,用坐标求得面积,对比得出来的就是色域范围,但中文翻译可能有很多种,我也不能确定哪个是正确的。广色域显示器应该具备切换到不同色域(色彩空间)的能力,不然会得到错误的颜色。
色域覆盖率是包含和重合的意思,需要考察具体坐标,不能简单换算对比。



CIE 1931 xy坐标系



CIE 1976 UV坐标系

测量某个屏幕的色域,我们需要让他显示纯红、纯蓝、纯绿三种颜色,也就是三个子像素单独发光,通过分光光度计测得xy或者u'v',形成一台三角形,求得面积后与某个缩写的固定面积除,就得出百分比了。



色域范围比值与色域覆盖率的区别

色域相同不代表一定完全覆盖,上图有助于理解这两者差异。B为显示器实测色域,虽然面积上看与sRGB(A)的色域面积相同,可能厂商也标注了100%sRGB,但实际上B的色彩落在sRGB(A)范围内的肯定少于100%。

NTSC 1953
作为最常见被对比的缩写,NTSC作为一种广播信号制式出现的频率越来越少了,倒是经常被拿来做色域参考值



NTSC1953 CIE1931 xy坐标



NTSC1953 CIE1976 uv坐标

sRGB、BT.709  Rec. 709
这几个是当前主流的数字图像及视频格式,三基色坐标一致。



sRGB CIE 1931xy坐标



sRGB CIE 1976 uv坐标

所以100%sRGB/BT709,在xy坐标系下,色域范围等于NTSC的70.82%,在uv坐标系下,色域范围等于87.23%NTSC,
但在UV坐标系下,100%sRGB/BT709色域覆盖率等于NTSC的78.4%。

AdobeRGB
Adobe RGB98是adobe公司针对CRT的规格,用途当然是商业制作之类的,我们可以看出红色和蓝色的坐标与sRGB一样,只是绿色彪的更高,也就是在绿色表现更饱和,顺带黄色、青色也会更广。



Adobe RGB CIE1931 xy坐标



Adobe RGB CIE1976 uv坐标

PAL
中国模拟电视机的制式,确定时间较晚,你会发现,也是绿色有变化,红蓝和sRGB  ARGB一致,这里面的历史可以自个去查,貌似是绿色荧光粉的性价比问题。



CIE1931 xy坐标



CIE1976 uv坐标

DCI-P3
来自Digital Cinema Initiatives



CIE1931 xy坐标



CIE1976 uv坐标

2020.3.06补充,谈到DCI-P3,顺便说一下苹果主推的Display P3和ACES Cinema的P3-D60的差别,


这三者在三基色作标上是一致的,不同的是白点色温和伽马,ACES是影片行业常用的空间。DCI-P3则是影片院的标准,使用2.6的伽马曲线,和48nit的白色亮度,色域范围比sRGB大25%。DisplayP3使用6500K白点色温和与sRGB相同的伽马曲线。而且虽然sRGB的伽马近似为2.2,但实际上并不是,按wiki的说法,靠近黑色的曲线为伽马1.0:
Unlike most other RGB color spaces, the sRGBgammacannot be expressed as a single numerical value. The overall gamma is approximately 2.2, consisting of a linear (gamma 1.0) section near black, and a non-linear section elsewhere involving a 2.4 exponent and a gamma (slope of log output versus log input) changing from 1.0 through about 2.3. The purpose of the linear section is so the curve does not have an infinite slope at zero, which could cause numerical problems.
BT.2020 Rec. 2020
来自ITU-R,目前4KUHD电视机、出版物、传播的最高标准,抱歉数字变动很大,一般厂商不敢标。Rec. 2100与之在色域上一致。



CIE1931 xy坐标



CIE1976 uv坐标

总结:

那么知道了面积绝对值,剩下的就好办了,比如一台显示说120%sRGB,在xy坐标下那么我们算一下相当于NTSC的:1.2*(0.11205/0.1582)=85%NTSC,在uv坐标下,相当于104.7NTSC。
在xy坐标系下96%的DCI-P3相当于NTSC的:0.96*(0.152/0.1582)=96.1%NTSC,但在uv坐标系下,96%的DCI-P3就相当于105%的NTSC了。
可见,uv坐标系的数值比较大,根据组织的说法更符合人眼的观察特性,厂商也更喜欢用。

参考链接:
不同色彩空间的色域覆盖率比值见链接:



当sRGB为100%时



DCI-P3为100%时

番外:
国标色域覆盖率
这是个什么东西?大多数人可能觉得这个名字跟色域这样的名词没什么区别,但实际上中国的超清电视机国家标准中对于色域的描述,就叫做色域覆盖率,因为这个词实在太没独特性,所以搜资料变得很困难,况且也没有什么厂家支持了,当年是电子四所搞的认证,不认证不给贴标签哦....我之所以想起来它,是因为我发目前京东商城的松下电视机介绍页面,居然还标着色域覆盖率》28%,想想也真是悲催,最遵守国标的是日企...
这个标准实施是2007年,《数字电视机显示器清晰度认证技术规范》。



10年前我在玩BM-7的时候,确实可以切换到CIE1976Luv模式,老师也教我用uv测,认为uv更科学,问题是.....算了不提了。国标要求是大于32%,因为牵扯到uv坐标系,且将0.1952作为100%的比值作为成绩,牵扯到换算,我就不细说了。
另外,索尼的xvYcc我也懒的写了...
附wiki资料

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| 来自北京
Cyanz | 来自北京
小白学到很多
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邪门 | 来自北京
大神
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我很健康 | 来自黑龙江
你好 想问下82% cie1976 换算成我们平常所说的多少ntsc呢?
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sumire | 来自北京
BenQ pv3200pt 描述色域rec709和sRGB都为100% 换算成Adobe RGB是什么水平呢
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aiyichen | 来自北京
显示器的情况比较特殊,我这里算的其实是色域容积,如果厂商说100%sRGB说的可能是覆盖率,单纯转换可能不准确。大致约75%的AdobeRGB98,
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123456835 | 来自北京
我也是看到 京东的松下电视机的介绍,辗转找到目前这个贴子的。跟楼主感觉差不多“想想也真是悲催,最遵守国标的是日企”。 P.S. 转换图很好https://pic3.zhimg.com/50/v2-fa3cb6bc9ec57da84ab53a60f48d0c6f_hd.gif
[棒]
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动网沙滩 | 未知
有帮助就好
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jiuyuc | 来自浙江
您好,想问下sRGB怎么转化成xyY
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凌云0 | 未知
sRGB是色彩空间的一个定义,xyY是坐标,已知xyY可以算出sRGB覆盖比例,不太明白转化的意思
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