转贴：专业人士谈： 原始色域的重要性 调整的重要性

sumsung

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不可不知监视器硬知识：监视器与色彩管理（一）

影响图像质量的三大因素:

一、准确的色彩还原

二、正确的曝光设定

三、精准的焦点控制

准确的色彩还原
监视器，不仅是预览影像的工具，更是一种仪器，为图像质量的评估提供参考。我们希望同一个信号源在不同的监视器中监看时，色彩还原的结果是一样的；我们在监视器上编辑一部电影，希望在监视器上看到的色彩和观众在大银幕上看到的是一样的。如果无法达到这一目的话，说明监视器当前的颜色已经偏离了目标值，或是不能满足特定色域的显示指标，这时就需要对您的监视器进行校正或更换。

监视器的主观评测方法
目前各级电视台对于专业级监视器色彩还原准确性的评估方法大致可分为以下三种：
1、直观评测（即：目测法）
2、类比评测（即：对比法）
3、印象评测（即：影响力）

主观评测：
主观评测对于操作人员的技能和经验也有很高的要求，非一般人员可以胜任。 由于操作环境的不同，加之心理和生理状态的不确定因素，也会影响评测结果的准确性。

类比评测：
类比评测，是对主观评测结果的补充或是验证。通常是与行业中公认的标准监视器进行对比,如：索尼、松下等。

印象评测：
印象评测，是建立在心理标准和高度认可度的基础上。品牌影响力、行业占有率、名人效应等等因素，都会影响到印象评测的分值。

专业监视器的传统调试方法
除了以上三种评测方式以外，对于高清监视器的显示状态进行现场调整时，基本遵循的是美国电影电视工程师协会制定并发布的标准测试信号（简称SMPTE测试彩条），对监视器进行校准。专业高清摄像机的菜单中，都具备测试彩条发出功能。通过彩色测试信号，检查和调整监视器的亮度和对比度（见下图）。


通过监视器的蓝屏功能（专业高清监视器均具备该功能），检查和调整色相和色度。一般情况下，只有色度（饱和度）可以被调整（见下图）。

通过以上的方法，我们仅仅能够看到亮度、对比度和饱和度的信息。虽然在一定程度上可以接近预想的显示效果，但这种传统的校准方式，或多或少的加入了一定的主观因素，严格意义上说，应该是调整，而不是校准。

同时，我们无法从监视器中看到影响色彩正确还原的其它重要指标，如：灰度、色域、色温、伽马、RGB三原色的平衡等信息。更无法了解某些监视器的饱和度偏低、色相出现偏差、明暗层次过度不均匀的原因所在。

因此，了解颜色空间、色域标准和原始色域三者之间的关系，是选择和使用专业监视器应该掌握的基本常识。

什么是颜色空间？
在自然界可见光谱中，波长在380nm～740nm之间的颜色，组成了最大的色彩空间，该色彩空间中包含了人眼所能见到的所有颜色。（见下图）


什么是色度图？
为了能够直观的表示色域这一概念，1931年由国际照明协会（简称CIE）根据可见光谱的排列顺序，定义了该颜色空间，故称之为：CIE色度图。并以此作为颜色的度量基准。由于形状与马蹄相似，故被称作“马蹄图”。（见下图）


什么是色域标准？
色域标准，是根据不同行业、不同应用对象，所制定的色彩表现范围。
色域标准的分类——目前广播电视遵循的色域标准有以下4种：
1、European 欧洲广播联盟。于1975年 EBU制定了PAL制彩色电视的色彩标准,
Broadcasting Union
标准号为：EBU Tech. 3213-E
色坐标为：

色域范围：


2、Society of Motion
Picture and Television Engineers-美国电影电视工程师协会,制定了标清彩色电视的色彩标准。
最新标准号为：
SMPTE RP145：2004（SMPTE C ColorMonitor Caloribertry）色坐标为：

色域范围：


3、International Telecommunication Union-国际电信联盟，简称ITU REC-709是ITU于1990年提出的高清电视标准。
标准号为：R-REC-BT.709-5  色坐标为：

色域范围：


4、International
Telecommunication Union-国际电信联盟，简称ITUREC-2020是ITU于2012年8月提出的（UHD 4K）高清电视标准。
标准号为：Rec. ITU-R BT.2020
色坐标为：

色域范围：


我国高清电视制作执行的是REC-709色域标准。 以上所有电视标准都使用CIE D65（即：6500K色温）的标准光源作为基准白。

什么是原始色域？
原始色域，是指用于视频监视器或电脑显示器的显示面板中，所能提供的原始色彩表现力或称色域覆盖率。原始色域的大小，直接影响到监视器的色彩表现力。

下面的示意图中，白色网状的三角形代表监视器的原始色域，必须能够覆盖REC-709的目标色域。否则，将无法100%的再现高清信号的彩色信息。

很难想象，如果没有色度图作为度量基准，人们如何能够精确的描述和使用同一种颜色。如果没有统一的色域规范，就影视创作而言，如何能够准确的实现导演的创作意图。如果我们不了解原始色域为何物，就不会知道在监视器中看到的红色为什么是橙红，蓝色为什么会发紫的原因何在？

原始色域与色彩还原
即使原始色域能够覆盖REC-709的色域范围，并不意味着色彩还原就会正常。
因为每台监视器的物理特性不同，如：背光色温的高低、基准亮度的设定、滤光片的纯度等等因素，都会造成显示结果出现差异。即使同一品牌、同一型号的监视器，显示结果也会出现差异，导致同一个画面，在不同的监视器中所显示的效果却各不相同，给使用者带来了迷茫与困惑。

监视器在使用过程中为什么会出现偏色？
监视器是由显示面板、驱动电路、图像处理、控制程序等多种软、硬件技术所构成。随着使用时间和频率的增加、使用环境的不同（如高温、高湿），都会造成元器件、背光发生不同程度的老化，从而导致色彩漂移，颜色还原出现偏差，最为明显的表现就是我们经常看到偏冷或偏暖的现象。这种情况在租赁业和后期调色表现的尤为突出。
因此，定期对监视器进行色彩校准，是保证专业监视器处于最佳工作状态的必要手段。在美国的专业视频制作机构中，专业监视器的定期校准，已被纳入常态化的技术规范。

在下一篇文章中，我们看一下监视器的饱和度偏低、色相出现偏差、为什么在拍摄之前需要校准白平衡？RGB出现偏离导致的结果是什么？

sumsung

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不可不知监视器硬知识：监视器与色彩管理 （二）
2015-08-13 22:59:54
不可不知监视器硬知识：监视器与色彩管理 （一）


继之前的监视器与色彩管理 （之一）发布后，受到许多朋友的讨论与交流。现在我们继续更新，发布监视器与色彩管理 （之二），希望大伙继续踊跃发表你的观点。

一、检测标准与计算方法：
在分析图像数据之前，我们先了解一下评判色彩表现的理论依据是什么，也就是评判的标准。这有助于我们接下来通过图表的方式，快速理解各项指标的。

二、实际含义和作用：
将监视器的原始色域与目标色域之间的色差，定义为色彩偏离度，用颜色空间中两个色点之间的距离来表示。通过计算后得到其数值，一般以符号△E来代表。
国际照明委员会（CIE）在2001年推广△E的标准计算方法。△E可以规范出人们感知内所能接受的色差范围。


三、△E各阶段的含义 ：
△E =1.6-3.2，人眼基本上分辨不出色彩的差异，通常被认为是相同的颜色；
△E =3.2-6.5，多数人感到色彩是相同的，但经过专业的训练可以辨别其不同色彩的差别是可以看到的，但色彩给人的印象是基本相同；
△E =6.5-13，色彩的差别是可以判别的，但色调本身仍然相同；
△E =13-25，可以确认是不同的色调，但也可以辨别出色彩的从属（属性）；
△E 大于25时，则被认为是另一种不同的颜色。

通常来讲，△E位于3到6之间的变化是可以被接受的。作为技术级监视器，色彩偏离度控制在△E≤ 3以内，是比较理想的技术指标。而作为监看级监视器，△E的偏离值以不能大于6.为宜。

四、关于SpectraCal设计公司简介
大致了解了相关色彩偏离度的检测标准后，也许大家要问，用什么方法来检测监视器的各项显示呢？其实这也是我们的顾虑。因为这是一篇技术交流的文章，意在抛砖引玉，投石问路，不想有任何的广告植入。但界面截图中会有相关公司的LOGO，同时也为了说明该色彩管理系统的可信度，还是要把该系统做一个简单的介绍。如有反感，纯属无奈。

所以，总部位于西雅图的SpectraCal，是美国最具影响力的专业视频校正软件设计公司。为松下、JVC、RED、Tvlogic、迪斯尼动画、苹果、艺卓等国际知名品牌提供了专业的色彩管理方案。（截图来自SpectraCal公司官方网站）

CalMAN5是SpectraCal的专业色彩管理软件，设计师将△E的换算定义，用图表、直方图和水平线的方式予以描述，这样就可以更直观的看到以往我们在监视器中所看不到的关键数据，简单易懂，一目了然。

五、色彩管理的软件CalMAN5实际应用
我们在软件的色域模式选项中，选择了REC-709的色域作为测试基准，看一下监视器的原始色域与目标色域的关系，如下图：

这是一幅色域图，左边是RGB的平衡直方图，中间是亮度、色度、色相的直方图，而右边的图形则是REC-709在色度图中的色域范围，如下图：

从这幅色域局部图中我们可以看出，三角图形周边的六个小方框，代表的是REC-709色域中三原色和三补色的目标值，方框中的圆点，则表示的是测量值，而中心部位的方框，代表的是白色坐标。所有圆点完全打进方框内，说明这台监视器的原始色域是完全覆盖REC-709色域范围的。也就是说，它可以100%的还原高清信号的色彩信息。

现在我们用一台原始色域较小的监视器来显示REC-709色域，所能再现的颜色范围将是有限的。如果RGB的平衡没有做好的话，不仅色度偏低，还会出现偏色现象，如下图：

从局部图中可以看出，测量值（圆点）与目标值（方框）存在一定的距离，没有安全打进目标值的靶心。证明这台监视器的原始色域不能满足REC-709的色域要求，也就无法做到准确的色彩还原。

如上图，为了让大家对于原始色域的概念有更深刻的理解，我们截取了一幅色度图，从另一角度来理解为什么在某些情况下，色饱和度会低的原因。

此前，一位电视台的技术部主任向我们提问，他们在演播室3200K的灯光下调白后，通过监视器观看播音员的肤色是正常的，当穿上蓝色服装后，蓝色里面就出现了紫色，而不是纯蓝色。起初一直怀疑是色温偏低造成的，如果在5400K的色温下，是不是就正常了呢？之后我让他看了一下色度图，他马上就明白了造成这种现象的原因,如下图：

这是一幅色度图，局部图中的红、绿、蓝、黄、青、品（也称紫），呈放射状，代表着每种颜色的基本属性（即色相）。而每一条线上有5个目标值方格，从中心向外延伸，分别表示从20%～100%的饱和度（即色度）。

如上图，我们可以看到，做了黄色圆形标记的位置，就是该监视器所能提供的最大色域，尤其是蓝色，其原始色域仅为目标色域的80%左右。而播音员的服装是纯蓝色，也就是100%饱和色，由于原始色域不能满足80%以上的蓝色需求，RGB得不到平衡，最终导致在监视器中所看到颜色与主观目测的结果出现了偏差。

那为什么肤色是正常的呢？这个问题很简单，现场布光是以播音员的肤色为主光区，而播音员的脸部位置，是不存在高饱和度的颜色，没有见过哪个播音员是涂着进舞厅的口红去上镜的。因此，播音员的肤色是处于监视器原始色域的覆盖范围之内。如图所示，80%以内的颜色是可以被还原的。换句话说，同样是蓝色，牛仔裤的颜色一定会被还原正常的。

所以，之所以在拍摄之前要校准白平衡，实际上就是让RGB等量相加。如果监视器的原始色域在某一个阶段不能提供等量的颜色，那么基准白就得不到平衡，色相就会向缺失的另一个方向偏移。这就是我们经常看到的，在同一个画面中，有的颜色还原正常，而有的颜色却出现偏色的原因。理论上讲，监视器原始色域缺失的部分，是无法对其校准的。

天小籁

看看

sumsung

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不可不知监视器硬知识：监视器与色彩管理 （三）
2015-08-14 11:12:25




不可不知监视器硬知识：监视器与色彩管理 （一）
不可不知监视器硬知识：监视器与色彩管理 （二）
今天咱们乘胜追击，继续发布不可不知的监视硬知识的系列文章最后一篇：监视器与色彩管理 （三）

从上两篇文章中的例子我们可以了解到，监视器的原始色域是还原目标色域的基础，所谓：“巧妇难为无米之炊”。在与很多电视台的技术部门进行沟通时，原始色域这一概念已经得到了他们的理解和重视。

那么是不是只要液晶面板的原始色域能够覆盖目标色域，就能够实现色彩的准确还原吗？答案是：否。因为每一台组装好的监视器，在没有按照标准色域进行校正之前，会产生一个非标准的当前色域，而这个当前色域并不从属于哪个色彩标准。

通过专业的色彩管理系统，选择所对应的色彩标准（如我们常用的REC-709）作为校色基准，对监视器进行数据采集、数据分析，然后生成一个3DLUT（三维颜色查找表），并加载到监视器内部的运行平台上，对输入RGB信号的各项数据进行校正，使当前色域达到或是接近目标色域，这个采集、分析、生成、加载和修正的过程，就是色彩校正。
我们通过下面的几幅测试图，就可以大致理解颜色校正前后各项数据的不同：下图为校准前的当前色域（色域图）

该项检测可以得出测量值与目标值之间的差异。根据之前讲述的查验方法，看DeltaE值（绿线为△E3、黄线为△E5、红线为△E10），通过观察直方图处于不同的水平位置，可以很直观的看出每种颜色的准确性。RGB平衡应该是越靠近零越好，哪种颜色偏离越多说明该颜色差异越大。

从左边的RGB平衡图中可以明显的看出，RGB的指标已经远远超出作为专业监视器的△E3~5以内的范围，不仅会导致白平衡偏离目标值（白色坐标为：x：0.3127 y：0.329）而影响色温，还会降低色彩饱和度（见色域图中红色方框）。
我们再来看下面的这幅灰度、色温、伽马综合测试图。未经校准的监视器，各项指标均不符合CIE规定的DeltaE值和REC-709的要求，如下图：

理想的测试指标应该是：灰度值平均小于△E3；色温接近6500K；伽马值在2.2左右。
现在我们再来集中观察一下校准前后的对比指标：
如下图色域图：（校准前）

如下图色域图：（校准后）

如下图：灰度、色温、伽马综合测试图校准前

如下图：灰度、色温、伽马综合测试图校准后

灰度指标：由校准前△E平均值6.2，校准到平均值1.2；
色　　温：由初始的6117K，校准到6529K；
伽　　马：由1.93校准到2.13。

从图中红色箭头所指的灰度对比卡可以直观的看到，测试图中的下面一排是目标色，上面一排是测量色。未被校准的灰度卡，呈现红色，校准过的灰度卡，与目标色相同。同样的方法，我们可以返回上面的色域图，校准前后的色卡对比是结果完全不一样的。

通过大量的实践证明，具备了这样一个综合指标的监视器，可以完全胜任技术监看的要求。而从以上各项数据分析的结果来看，未经3D LUT严格校准的监视器，要想实现准确的色彩还原，基本是不可能的。
我们讨论了色度基准、目标色域和原始色域之间的关系和作用，同时也简单的探讨了有关颜色管理的话题。那么我们该如何选择监视器呢？很高兴接下来与大家分享具体的建议和方法。

sumsung

我们经常看到的，在同一个画面中，有的颜色还原正常，而有的颜色却出现偏色的原因。理论上讲，监视器原始色域缺失的部分，是无法对其校准的。

看MV

专业铁！顶起

sumsung

原始色域覆盖缺失的硬件，看到的永远都是残疾的色彩。

如果自己喜欢，或者习惯，那只是自己的事。

因为这样的硬件压根就无法正确表达色彩。

sumsung

色域的原始覆盖率，目前都是个进程，一直在路上。

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現在的電視只講參數：4K8G16區32核HDRHDMI2.0Andriod