解读广色域背光的秘密/索尼40X200A－与老V40的对比

emufan

我回去查资料.....

书痴

这种技术帖也应该置个顶，可惜现在不会有人关心这个的

爱坐仙人球

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面板色彩与画质解析(4)－次世代平面电视颜色指标xvYCC
（卢庆儒／DigiTimes.com） 2006/06/14


平面显示器的一个重要评价指标是色再现性。虽说都是称作色再现性，内容却多种多样。最初受关注的是颜色的再现范围也就是可能表示的色域。近期，随著对FPD的高画质要求，追求更深更鲜艳的颜色表现，FPD的广色域化成为了一个技术动向。与此相关的，更高纯度的冷阴极管（CCFL）和LED背投的开发也如火如荼。

■对于「NTSC比」的色彩再现性表现的疑问


在主张良好的显示器色彩再现性的时候，会使用称作「有多少NTSC的范围」的数值。这其中就存在疑问。因为这个数值对于画质的意义不大。显示器的色彩再现范围是，由3原色的色度来决定的。

　色度图上的连接3原色的3角形内部是显示器的色彩再现范围，也就是可能显示的色域，三角形的区域越大，能够表示的色域就越广，从而能够表现更深更鲜艳的颜色。

　另外，作为影像输出的规格电视的方式规格中有关于测色的国际提案，都清楚地记载了3原色和白色的色度。这些国际提案中，包括SMPTE、EBU、HDTV都是基本相同的值，比起NTSC有著更广的色域。


被称作「有多少NTSC的范围」数值，在XY色度图上，是NTSC规格所表示的3角形的面积与显示器的3原色的3角形的面积的比值。但这个数值对于画质来说几乎可以说是没有意义的数值。例如，「NTSC比120％」的显示器的色域与NTSC标准的显示器相比大了2成，但是这2成与画质完全没关系。

　关于XY色度图，能够明确说明画质的是，「3角形的领域大的话，能够显示的色域较大」，只能是这样的程度。而不能用面积比来表示色彩再现性的好坏。而且，假如即使两个拥有同样的「有多少NTSC的范围」数值的显示器，也不能完全保证这两个的色域和画质是同等的。为何用这样的资料来作为色彩再现性的指标是个疑问。

　XY色度图是基于等色试验这个心理物理实验的结果，主要是追求数学上的简洁性而得到的色度图。XY色度图上的距离的长短与各个颜色的对应感觉是不一致的。能够说明此问题的例子是有名的色辨别椭圆。这个图是为了能看出2个颜色的区别，把最小色差扩大10倍，然后表现在XY色度图上。

　如果XY色度图与每一个颜色的感觉都表示的一致的话，那么图上所表示的各个椭圆，在色度图上的任何地方都会是同样大的圆形。但是（图一）就和所说的状况相距甚远。


▲图一：XY色度与Mac Adam色别椭圆形（原始数据：NHK放送技术研究所／资料来源：Microdevice）

比如说，绿色的区域，即使XY色度的值不同，每个颜色的差异也是不能判断的。与此相对，蓝色的区域仅仅是XY色度的差，就能够感受到颜色的差异。在XY色度图上单纯的进行面积的比较，对画质来讲没什么意义。（图二）


  ▲图二：UV色度与Mac Adam色别椭圆形（原始数据：NHK放送技术研究所／资料来源：Microdevice）



■U`V`色度图上的比较方法的确立

　目前作为色再现性的指标，还没有能用一个数值来表示，或者是得到专家们认可的统一指标。但是，至少比起在XY色度图上争论，利用更换座标得到了u`v`的色度图的这种色度图比较方法较为可行。

　颜色的差别在图上是把均等距离的色度图叫做均等色度图。人类对颜色感觉的很复杂的，虽然不能实现完美的均等色度图，当利用XY色度图简单的更换座标，就可以接近均等色度图。

　CIE（国际照明委员会）1960年制定的规格，被称为CIE1960UCS。图中所表示的简单的从XY色度转化到UV色度，均等性得到很大的改善。与图一与图二可以看出，各个椭圆的变化相当一致，朝向较为圆形做变化。

　UV色度图在这之后加入了若干的修正，作为现在（图三）的u`v`色度图（CIE1976UCS）被广泛应用。因此比较显示器的色域，认为还是应该使用u`v`色度图。但是必须记住的是，这个u`v`色度图在图上的面积比，还是不能保证对应每一个颜色的感觉。



图三：UV色度与Mac Adam色别椭圆形（原始数据：NHK放送技术研究所／资料来源：Microdevice）



■数码播放时代以HDTV3为基础

　在进入数码播放的时代后，现在的节目制作都是以高画质作为基础的。影像内容大多数是希望以HDTV（IRU-RQ建议BT 709）的色彩标准为基础制作，显示器也能用HDTV 3原色来显示的原则。因此，可以说希望在评价显示器的色再现范围的时候，HDTV 3原色成为以这个为基础的比较对象。

　HDTV3原色的色度，都是直接采用近年来大部分参照关于色再现的内容的s RGB规格。也就是s RGB规格的3原色和HDTV的3原色拥有同样的色度。（图四）


图四：传统NTSC与HDTV色域比较（资料来源：电子时报／制图：卢庆儒）



■HDTV3原色也是电视FPD的色域的基础

　如上述，未来适用于电视的FPD的主要用途是能够显示高清晰的节目。因此，应该有的3原色的色度，也就是色域也应该把HDTV3原色作为基础。显示器的3原色是色度图上占3角形的区域，能够尽量表示大范围的色域的话，越是能够表现更鲜艳的颜色。因此，今后显示器的色域比HDTV3原色越广的话越好吧。从测试颜色的观点来看的话，答案是no。

　系统的3原色和基准白色如果已决定，那么这个系统所持有的分光感度特性在数码方面也就被定格了。这被称为理想摄影特性。高解析摄影机的分光感度特性是以HDTV方式的理想摄像特性为基础设计的。当照相机有理想摄影特性，显示器也按照规格的3原色和基准白来表示的时候，正确的颜色就被还原。

　反过来说，离此状态的偏差越大，色再现误差也确大。因此，显示器的色域，既不比HDTV3原色少也不过多，从能忠实的色彩再现的视点看，最期待的是能与BT709规格的HDTV 3原色一致。

■广色域化是显示器方面的色域转化

　从这样的论调出发，为了支持显示器的广色域化，可能会出现「难道就不能把HDTV方式规格的3原色更加广色域化吗？」这样的要求。但是从节目和显示器的互换性这点考虑，这是不现实的。期望能够按照广色域显示器的输出入信号更换表示色域。

　数码播放时代已经开始了，现在的节目制作是以高解析为基础的。很多的影像内容是HDTV规格的基础上制作的。很多的高解析电视已经在家庭和市场上市。一部分与广色域显示器结合的HDTV 3原色经变更后，会失去影像素材和电视接收器的兼容性，从而变成了社会问题。当然显示器的更佳广色域是作为原则来发展的。但是，对于伴随著广色域化的色再现误差，后发的广色域显示器是很必要的。

　具体的解决方法之一是，为了用适应广色域显示器的输出入信号的色域表示，准备了色变换的矩阵，对输出入信息进行更换。例如，控制板的色域是比HDTV的BT.709更广的Adobe RGB的时候，针对数码电视的信号输入通过从BT 709转换到Adobe RGB来显示到控制板上。这种时候，虽然控制板的色域是Adobe RGB，但显示出的色域却是BT.709。

　像这样，无论是BT.709和Adobe RGB的信号都能够正确地再现色彩。把窄色域信号变换到广色域是可能的，反之则不可。

■作为对应广色域化的规格「xvYCC」

　在实际存在的物体的色彩中，BT.709的色域外的高纯度色彩也是存在的。xvYCC规格能够显示这些颜色，而且还能与BT.709的显示器兼容。xvYCC规格的信号向BT.709的显示器输入资料时，BT.709色域内的颜色能够正确再现。另外，向与xvYCC规格相对应的广色域显示去输入资料的话，广色域内也能正确再现色彩。

　画面的广色域规格「xv YCC」，2006年1月作为国际规格正式发布。能够显示比CRT更广的色域。此新规格对应的显示器能够正确显示以前不能显示的色彩，例如彩色度很高的橘色，翠绿色等。这种新的规格可以定义所有肉眼能见的颜色，因此可说这是今后出现的所有显示器的对应终极规格。

■鲜艳色域定义的可能性

　xvYCC与过去的规格相比更适合的广色域，因为它能够规定纯度很高的3原色光源。过去，由于成为3原色光源的萤光体的特性，色纯度的上限和下限被分别定在1和0上。

　因此，色纯度的高光源即使能够应用，但按照原来的规格也无法表现出来。针对这个问题，xvYCC规格扩大了01的范围，能够规定更高的色纯度。与此相应的结果是，由光源组合成的颜色的再现范围扩大了。

　把这个放在表示色的再现范围的一般坐标系YCC空间上看的话，就可以了解到与过去规格相比色域的扩大情况了。过去的规格RGB系列所能表示的色域完全包括在xvYCC规格所规定的色域内。

　而且xvYCC规格的色域，比静止画面的广色域规格标准化的范本sYCC更广。sYCC规定范围外的辉度信号和色差信号在xvYCC规格中也规定了。与「曼塞尔颜色幅度」相比较的话，在xvYCC的色彩空间内100％可以表示代表自然界中存在的颜色的。与此相对，sRGB的色彩空间只能表现其中的55.8％。

■DVD等一系列软件也相应行动

　xvYCC规格化的观念，与已经应用到数码相机、打印机等静止画面的广色域规格「Sycc」基本相同。sYCC是定义在以过去的静止画面的色域规格 sRGB为基准的扩大色域。sYCC用Exif2.2或Exif Print 的名称在2002年成为国际规格。此后作为数码相机和家用彩色打印机的标准被采用，最近几乎应用到所有相关机器上。手机附带的照相功能也使用此规格。

　实际上，显示器业者已经积极地在推进xvYCC规格的标准化。其中，SONY和三菱是推进此规格的代表业者。2006年1月SONY所发表的82寸的LED背光液晶电视就是可以支持xvYCC，此外，三菱电机在2006年2月也发表了支持xvYCC采用3色半导体雷射的52寸背投电视。

　可以发现，期望能够达到扩大颜色范围的显示器已经陆续被商品化。但是，这些产品比起从前，只不过有能够表示的更大色域的能力。电影软件等内容如果不与广色域相对应的话，也是无法能发挥广色域的特色，因为即使想要实现广色域，由于没有原色的相关信息，显示器只能使用本身的算法来合成颜色。

　支持xvYCC规格的动作，不仅是消费性影像产品，包括DVD等一系列软件和影像编辑用的软件也开始有所动作。影像编辑用的计算机软件，是为了在计算机上编辑家庭摄影机和照相机等影像素材的应用软件。目前市场上的DVD软件，与数码播放相同，都是以「BT.709」为标准，色域很窄。

　未来要与广色域的xvYCC相支持只是时间问题。即使是在美国好莱坞推进所谓的DCDM（Digital Cinema Distribution Master）规格化的数码电影，也正在定义与xvYCC匹配的广色域。所以xvYCC作为DCDM规格的一部分来定义的话，不必再牺牲数码电影的颜色来转换为DVD规格。

[ 本帖最后由 爱坐仙人球 于 2006-11-18 23:52 编辑 ]

全能马

好贴子！！！

emufan

上回答某某人的帖子用这个文章合适

爱坐仙人球

原帖由 emufan 于 2006-11-19 00:20 发表
上回答某某人的帖子用这个文章合适

[s:31][s:31][s:31]

sonyiori

学习了！ 好帖！  有根有剧！  不像某些什么电视专家 什么都给不出来就说人家落后！说人家的广色域没什么了不起不是什么核心技术！

ttyp0

这么好的帖子,顶到版主加分.

ebao

好帖！顶。

alban911

今天偶尔看到这个贴，也想谈一下感想，算是支持LZ的技术贴。

E兄所用测量设备是日本Topcon的BM-7，实际上是一个比较高级的三刺激值色度计，以其直接测量出的是X，Y，Z值，由此值换算出x，y和u'，v'值。换算的精度看小数点位数的取舍，能直接显示XYZ值自行换算是最好的。
由于最大视野为2度，正好符合1931标准观察者配色函数的规定，所以测量时使用这个视野是最好的选择。1931和1976坐标体系的转换由软件来完成很方便。
BM-7的精度肯定不及仙人球兄提到的柯美和PR，那都是昂贵的分光型仪器，计算覆盖率百分比有误差是在意料之中的，尤其是索尼X系列这种光谱分布特殊的光源，三刺激值色度计如果没有经分光型仪器校正，数据严格说是不可信的。但E兄的测量，以媒体的标准已经是难能可贵了，希望今后一直做下去。
我觉得色彩覆盖率不能说明显示其色彩还原能力，原因仙人球兄和卢庆儒先生的文章中已经提到。无奈这个已经写入国标，改不了了。最好的色彩还原应该是严格符合标准，不大不小，正正好好，三角形与标准完全重合，大了小了偏了歪了都不好，这一点，卢庆儒先生的文章中已经有说明。

[ 本帖最后由 alban911 于 2007-1-16 17:04 编辑 ]

emufan

谢 911～～～又学到知识了～

家电版工

支持有技术含量的讨论，就算是跟贴也一样加分。[s:15]

bonjourbj

希望论坛里更多这样的技术贴。尽管我相信很多人是根本看不懂的，但的确是提供了一个学习的资料，对那些专业一些的朋友绝对是个提高。

VERSACE

E兄我也来顶一下,呵呵.有机会qq上多请教你了.

蓝罐曲奇

楼主是真正的专家

鉴定完毕