不可不知監視器硬知識：監視器與色彩管理(二)

精研編輯部

本文章最後由 精研編輯部 於 2015-4-2 15:04 編輯

一、檢測標準與計算方法：
在分析圖像資料之前，我們先瞭解一下評判色彩表現的理論依據是什麼，也就是評判的標準。這有助於我們接下來通過圖表的方式，快速理解各項指標的。

二、實際含義和作用：
將監視器的原始色域與目標色域之間的色差，定義為色彩偏離度，用顏色空間中兩個色點之間的距離來表示。通過計算後得到其數值，一般以符號△E來代表。
國際照明委員會（CIE）在2001年推廣△E的標準計算方法。△E可以規範出人們感知內所能接受的色差範圍。

三、△E各階段的含義 ：

△E =1.6-3.2，人眼基本上分辨不出色彩的差異，通常被認為是相同的顏色；

△E =3.2-6.5，多數人感到色彩是相同的，但經過專業的訓練可以辨別其不同色彩的差別是可以看到的，但色彩給人的印象是基本相同；
△E =6.5-13，色彩的差別是可以判別的，但色調本身仍然相同；
△E =13-25，可以確認是不同的色調，但也可以辨別出色彩的從屬（屬性）；
△E 大於25時，則被認為是另一種不同的顏色。

通常來講，△E位於3到6之間的變化是可以被接受的。作為技術級監視器，色彩偏離度控制在△E≤ 3以內，是比較理想的技術指標。而作為監看級監視器，△E的偏離值以不能大於6.為宜。

四、關於SpectraCal設計公司簡介

大致瞭解了相關色彩偏離度的檢測標準後，也許大家要問，用什麼方法來檢測監視器的各項顯示呢？其實這也是我們的顧慮。因為這是一篇技術交流的文章，意在抛磚引玉，投石問路，不想有任何的廣告植入。但介面截圖中會有相關公司的LOGO，同時也為了說明該色彩管理系統的可信度，還是要把該系統做一個簡單的介紹。如有反感，純屬無奈。

所以，總部位於西雅圖的SpectraCal，是美國最具影響力的專業視頻校正軟體設計公司。為松下、JVC、RED、Tvlogic、迪士尼動畫、蘋果、藝卓等國際知名品牌提供了專業的色彩管理方案。（截圖來自SpectraCal公司官方網站）

CalMAN5是SpectraCal的專業色彩管理軟體，設計師將△E的換算定義，用圖表、長條圖和水平線的方式予以描述，這樣就可以更直觀的看到以往我們在監視器中所看不到的關鍵資料，簡單易懂，一目了然。

五、色彩管理的軟體CalMAN5實際應用

我們在軟體的色域模式選項中，選擇了REC-709的色域作為測試基準，看一下監視器的原始色域與目標色域的關係，如下圖：

這是一幅色域圖，左邊是RGB的平衡長條圖，中間是亮度、色度、色相的長條圖，而右邊的圖形則是REC-709在色度圖中的色域範圍，如下圖：

從這幅色域局部圖中我們可以看出，三角圖形周邊的六個小方框，代表的是REC-709色域中三原色和三補色的目標值，方框中的圓點，則表示的是測量值，而中心部位的方框，代表的是白色座標。所有圓點完全打進方框內，說明這台監視器的原始色域是完全覆蓋REC-709色域範圍的。也就是說，它可以100%的還原高清信號的色彩資訊。

現在我們用一台原始色域較小的監視器來顯示REC-709色域，所能再現的顏色範圍將是有限的。如果RGB的平衡沒有做好的話，不僅色度偏低，還會出現偏色現象，如下圖：

從局部圖中可以看出，測量值（圓點）與目標值（方框）存在一定的距離，沒有安全打進目標值的靶心。證明這台監視器的原始色域不能滿足REC-709的色域要求，也就無法做到準確的色彩還原。

如上圖，為了讓大家對於原始色域的概念有更深刻的理解，我們截取了一幅色度圖，從另一角度來理解為什麼在某些情況下，色飽和度會低的原因。

此前，一位電視臺的技術部主任向我們提問，他們在演播室3200K的燈光下調白後，通過監視器觀看播音員的膚色是正常的，當穿上藍色服裝後，藍色裡面就出現了紫色，而不是純藍色。起初一直懷疑是色溫偏低造成的，如果在5400K的色溫下，是不是就正常了呢？之後我讓他看了一下色度圖，他馬上就明白了造成這種現象的原因,如下圖：

這是一幅色度圖，局部圖中的紅、綠、藍、黃、青、品（也稱紫），呈放射狀，代表著每種顏色的基本屬性（即色相）。而每一條線上有5個目標值方格，從中心向外延伸，分別表示從20%～100%的飽和度（即色度）。

如上圖，我們可以看到，做了黃色圓形標記的位置，就是該監視器所能提供的最大色域，尤其是藍色，其原始色域僅為目標色域的80%左右。而播音員的服裝是純藍色，也就是100%飽和色，由於原始色域不能滿足80%以上的藍色需求，RGB得不到平衡，最終導致在監視器中所看到顏色與主觀目測的結果出現了偏差。

那為什麼膚色是正常的呢？這個問題很簡單，現場布光是以播音員的膚色為主光區，而播音員的臉部位置，是不存在高飽和度的顏色，沒有見過哪個播音員是塗著進舞廳的口紅去上鏡的。因此，播音員的膚色是處於監視器原始色域的覆蓋範圍之內。如圖所示，80%以內的顏色是可以被還原的。換句話說，同樣是藍色，牛仔褲的顏色一定會被還原正常的。

所以，之所以在拍攝之前要校準白平衡，實際上就是讓RGB等量相加。如果監視器的原始色域在某一個階段不能提供等量的顏色，那麼基準白就得不到平衡，色相就會向缺失的另一個方向偏移。這就是我們經常看到的，在同一個畫面中，有的顏色還原正常，而有的顏色卻出現偏色的原因。理論上講，監視器原始色域缺失的部分，是無法對其校準的。

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