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LCD显示器的发展与广色域技术

时间:2009-08-07 00:19:13  来源:微型计算机  作者:BrightNeo

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什么是色域和色彩空间

        “色域”就是在颜色系统中可以显示或打印的颜色范围,而这种颜色系统也被人们称为“色彩空间”。我们知道,“光”是一种电磁波,正常人眼睛可以感知的光波波长从420nm(紫色)到700nm(红色),这其中包含了我们能够感知的全部颜色,理论上有无数多种。hxi形色主义 影像后期设计互动平台
        这一切颜色都来自日光,因此我们就把日光能够展现的所有颜色作为自然界的色彩空间,我们常说的“ 白光” 就包含了从420nm到700nm的全部谱线, 其色域是最宽、最纯的hxi形色主义 影像后期设计互动平台

        但光有谱线是远远不够的,我们要建立一个关于颜色的坐标系,必须要有足够的参考物,因为只有这样,我们才能把颜色用数学的方式表达出来,才能更好的交流和沟通。hxi形色主义 影像后期设计互动平台

        1931年,CIE(国际发光照明委员会,International Commission on Illumination,CIE是其法语名称首字母的缩写)在RGB三原色模型的基础上,用数学方法从真实的基色推导出理论的三基色,创建了一个新的颜色系统,这就是CIE 1931标准hxi形色主义 影像后期设计互动平台

        随着显示技术的发展,到1976年时又诞生了CIE 1976标准(颜色坐标系),这个标准补充了以前标准的不足之处,并加入了数字彩色显示CIE-LAB色彩空间。现在可以这样说,CIE标准就是人类对自然界全部颜色的表述,是一切人工表达色彩的基础。hxi形色主义 影像后期设计互动平台

        遗憾的是由于技术的限制,无论是印刷还是彩色显示都没有办法100%再现CIE中的颜色;也就是说 CIE标准是一个大而全的标准,但是在实际使用中对人们工作的直接指导意义不是很大。在此基础上又诞生了若干个不同领域、不同行业的色彩空间,其中最具影响力的有三个——NTSC、sRGB以及CMYKhxi形色主义 影像后期设计互动平台

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彩色显示领域一代更比一代强hxi形色主义 影像后期设计互动平台

        电子显示领域(无论是数字的,还是模拟的)使用的就是CIE的基础——RGB三原色,通过三种颜色光的叠加进而产生更多种颜色。因此在电子显示领域的色彩空间是一个“加法模型”,不同颜色光叠加产生新色彩的同时也提高了亮度。在这个领域中最有影响力的两个色域空间就是NTSCsRGBhxi形色主义 影像后期设计互动平台

        NTSC彩电制式与NTSC色域“NTSC”hxi形色主义 影像后期设计互动平台
        是美国国家电视系统委员会的缩写,1952年该组织制定了彩色电视广播标准(我们常说的NTSC电视信号制式)。除了对彩色电视的各种规范做出规定之外,这个标准还规定了显示设备需要达到什么样的饱和度、如何显示各种颜色等等,这就是NTSC色彩空间。hxi形色主义 影像后期设计互动平台
随着彩色电视机的普及,NTSC色彩空间也对各行各业产生了深远影响;不过遗憾的是由于技术的限制,长期以来各种显示设备都不能显示100%的NTSC色域,能达到60~70%就很不错了,直到近些年才有了质的突破。hxi形色主义 影像后期设计互动平台

        sRGB色域的来龙去hxi形色主义 影像后期设计互动平台
        脉随着计算机业的发展,尤其是PC彩色显示器技术的进步,1998年由IEC(国际电气标准会议)牵头制定了一个新的标准色彩空间,他们规定将700nm(波长)的红(光)、546.1nm的绿以及435.8nm的蓝作为基础三原色,取名“standardRGB”(简写sRGB)。hxi形色主义 影像后期设计互动平台
目前几乎所有的数字影像输入、输出设备都支持此标准,sRGB在PC以及数码类产品上已经非常普及;也正因如此,很多产品为了突出特点闭口不谈sRGB,转而宣传支持xx%的的NTSC色域,sRGB的色域范围正好是NTSC的72%。hxi形色主义 影像后期设计互动平台

        后起之秀的Adobe RGB与xvYCChxi形色主义 影像后期设计互动平台
        随着摄影技术的进步,CCD和CMOS感光器件能够采集到的色域已经远远超过了sRGB的范围;而且很多高端显示器也能够突破sRGB的限制,达到更宽的色域范围。hxi形色主义 影像后期设计互动平台
        在这种前提下,Adobe RGB色彩空间标准慢慢在专业领域被广泛应用——Adobe RGB的色域空间包含了sRGB与CMYK的色域空间,这样对于影像的采集、显示、打印输出、印刷等都很有帮助。hxi形色主义 影像后期设计互动平台

Adobe RGB的色彩空间范围包含了sRGB与CMYK,这样对于高端用户来说非常有利hxi形色主义 影像后期设计互动平台

        如果说图形处理领域由Adobe RGB领衔的话,那么动态图像领域自然不甘落后。针对现在大屏幕电视机以及HDTV节目的普及,传统的sRGB标准已经开始制肘产业的发展,因此日本很多企业向JEITA(日本电子情报产业协会) 建议讨论新一代的色域标准,并最终提交IEC投票通过成为新的国际标准,这就是xvYCC色彩空间。xvYCC 空间相对sRGB来说同时增加了红、绿、蓝三种颜色的覆盖范围,已经接近人眼能够识别的极限。hxi形色主义 影像后期设计互动平台

颜色越多,一定代表色域越大么hxi形色主义 影像后期设计互动平台

       技术的发展让我们有能力实现更大的色域范围,那是不是能够显示更多颜色的显示器,它的色域空间就一定更大?这个问题不禁让我们想起了一个前些年非常有争议的话题,关于6bit面板与8bit面板谁的色彩空间更大,谁的颜色更鲜艳?hxi形色主义 影像后期设计互动平台

        众所周知,传统TN面板的驱动电路只能实现26=64级精确度控制,依靠抖动技术的帮助就可以实现16.2M种颜色*;而PVA、MVA以及IPS等面板是完整的28=256级精确度控制,这样就可以实现16.7M种颜色。很多人理所当然的认为16.7M色面板的色域范围要更大一些,殊不知决定色域的关键因素并不在这里,如果背光光源与滤色膜技术没有改进,那么显示器的色域空间实际上并没有扩大。

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