什麼是 NTSC

kisplay

液晶螢幕最直覺的規格就是色彩表現, 既然都要敗了當然是要夠「色」, 爽度才會高阿, 也常常看到廠商狂打高色域表現、色彩鮮豔不失真等等之類的slogan, 但是我們真的有了解色域是什麼嗎? 常見的恩踢A死吸(NTSC)越高越強嗎? NTSC 200%夠不夠? 說穿了, 液晶螢幕也不過就RGB三原色, 而色域(color gamut)不過就是三原色依照色彩學加法原理所混出來的色彩空間, 代表著顯示器所能顯示出最大的色彩範圍, 有的人也會稱作色飽和度.

那今天就來聊一聊所謂的NTSC吧!

前面有稍微提過所謂色彩空間的概念, 大家可以簡單一點來想像, 假設你有10畝田, 種水稻種了8畝, 那你等於種了你80%的田. 這比喻好像怪怪的 XD, 其實就是說, 假設有一個空間的座標軸可以呈現所有的色彩, 然後有台可以呈現各種色彩的顯示裝置, 我們將它所能呈現的色彩一一標示在這個空間座標軸上, , 最後在看它可以呈現的色彩範圍涵蓋這整個空間的多少百分比, 那就可以表示它的色彩表現能力有多少.

一般我們會在CIE 1931 xy座標圖上將RGB座標點標註出來, 這個xy二維座標圖是國際照明委員會(Commission Internationale de l'Eclairage, CIE)在1931年制定出來的一個非線性色彩空間(如下圖). 顯示器的RGB三原色各會有一個對應的xy色彩座標點, 這三個座標點所連成的三角形空間就是這台顯示器所能顯示的最大色域, 而圖中彩色馬蹄形區域內是人眼所能察覺的色彩範圍. 從圖中也可以發現, 人眼可以看到的色彩範圍是超過NTSC 100%的.

至於為什麼要使用這一個座標圖呢? 從電視機發展以來, 其實有幾個色彩空間標準, 分別是NTSC 1953、PAL/SECAM、SDTV以及HDTV. 而美國國家電視系統委員會(National Television System Committee, NTSC)在1953年根據當時的映像管CRT (就是以前那種又大又笨重的電視或電腦螢幕啦~) 的螢光粉技術定義了RGB三原色的xy色度值, 分別為紅色R(x,y)=(0.67,0.33); 綠色G(x,y)=(0.21,0.71); 藍色B(x,y)=(0.14,0.08); 白點則是採用C光源標準, 這就是所謂的NTSC色域標準. 舉例來說, 今天有一台顯示器所顯示的RGB三色座標圍起來的三角形面積為A’, 而NTSC標準三色座標所圍起來的三角形面積是A, 將A’除以A會得到一個百分比值(比如說一般桌上型顯示器大約是NTSC 72%, 一般筆記型電腦的NTSC大約是45%或60%), 也就是說, 色彩涵蓋的區域佔NTSC 100%的比例, 而這就是我們一般常見螢幕規格上所列的NTSC值啦~

   

講到這, 也許大家又有個疑惑啦, 那為什麼一般常見NTSC值都是72%或是45%而不是99%、120%呢? 其實是在1966年的時候, 由歐洲廣播聯盟(European Broadcasting Union, EBU) 依據當時現實的需求(其實是因為原本NTSC訂定的RGB座標所用的RGB螢光粉發光效率不好, 說明白一點就是: Cost down! ) 重新定義了RGB以及白點的座標規範, 而新定義出來的色座標三角形面積剛好涵蓋原本NTSC標準的72%, 因此後來的彩色電視系統都遵循著 NTSC 72%的規則走. 而近代液晶螢幕出現之時為了取代傳統CRT市場, 在色域規格上也先比照原本的NTSC 72%, 久而久之便成了一個不成文規定.

但是後來發展的液晶螢幕的顯色系統並不同於映像管CRT般侷限於NTSC 72%範圍內. 如之前小弟文章裡所介紹的TFT LCD顯示原理, 只要搭配不同的彩色濾光片RGB色阻成分以及調整不同的背光源頻譜, 還是可以達到NTSC 100%或是更高的NTSC境界. (有興趣可以參考之前的文章 http://www.wretch.cc/blog/KisPlay/1307412 ) 那問題又來了, 越高的NTSC涵蓋範圍是不是表示這個顯示器越強呢? 其實並沒有很標準的答案, 只能說這個顯示器在NTSC所制定的空間座標裡, 呈現色彩的範圍較大, 但是色彩的需求還是因使用情境而異的, 大家應該有聽說其他的色彩標準空間, 比方說: sRGB、Adobe RGB、xvYCC等等, 這些色彩空間相對應高NTSC的範圍, 其實都是定義在不同使用情境下, 會有不同的色彩空間定義需求, 例如對於印刷媒體業或是高階的繪圖專業人員, 他們需要更多的顏色空間來運用, 因此越高NTSC的顯示器越能顯示更大範圍的色彩, 也越能符合他們對於顏色的需求, 但是對於我們這些一般使用者來說, 只要顯示器能夠顯示正確的顏色(尤其是一些記憶色彩, 比如說：天空藍、草地綠、人類膚色), 無論NTSC高低, 都是能符合需求的~

參考連結

廣色域?? 真幸福??

古早味顯示器 CRT

前世~今生~顯示器大變身~

講古~液晶顯示器歷史~

uglykidwen

小弟接著發問一下
所以NTSC 和 PAL只是兩種不同的系統
但是這兩種不同的系統 不同國家使用的原因 是像
1. 電壓 110V vs 220V 國家氣候地理位置 造成運輸損失 的結果
還是
2. 公尺vs 英呎  單純是英國commonwealth 系統下的習慣呢?

小弟的好奇心 問一下

真平

小弟接著發問一下
所以NTSC 和 PAL只是兩種不同的系統
但是這兩種不同的系統 不同國家使用的原因 是像
1. 電壓 110V vs 220V 國家氣候地理位置 造成運輸損失 的結果
還是
2. 公尺vs 英呎  單純是英國commonwealth 系 ...
uglykidwen 發表於 2010-12-22 15:18

ntsc跟pal的規範不只有這樣，厚厚一本還要花很多錢才買得到，只有公司才會買。樓主寫的應該算是色彩方面的部份。
其實兩種規範最主要的差異我猜應該是電力系統產生的，ntsc是落在60hz，pal是落在50hz，當然也會有例外，像日本。交流要變頻在以前應該不是那麼容易。

真平

本文章最後由 真平 於 2010-12-22 20:02 編輯


其實個人是滿反對用面積大小來表示色域大小，但這樣是比較容易讓人明白，也能夠很直接的傳遞一些概念，就無可厚非了。
如上圖，1931圖實際上不是一個線性的空間，上面每一個橢圓的大小是代表相同的人眼感知色差範圍，所以B的一小塊是R的一中塊是G的一大塊，所以廠商最常誇飾的手法是在G上面動手腳，因為效益很高，而B完全不動，結果就會產生一大塊色域，但B的座標卻沒有涵蓋進去。
實際上要能顯示某個色彩空間的顏色，色域一定要把某個色彩空間的色域全部包進去才有用，光比大小是不夠的。像有些廣色域的機器，B偷雞，實際上還是不能完美再現色域小很多的HDTV的色彩。

kisplay

4# 真平
謝謝真平兄的補充, 讓大家可以知道得更深入!

uglykidwen

ntsc跟pal的規範不只有這樣，厚厚一本還要花很多錢才買得到，只有公司才會買。樓主寫的應該算是色彩方面的部份。
其實兩種規範最主要的差異我猜應該是電力系統產生的，ntsc是落在60hz，pal是落在50hz，當然也會有 ...
真平 發表於 2010-12-22 19:39

好吧 看來以我的知識範疇 是很難去理解這個差異的
不過 真平前輩 也稍微讓我了解一點

所以不同國家在選擇這兩個系統時 其實也是會按照當地的電力系統頻率 去做決定
是這樣的嗎??

Felink

實用的資訊
如此對NTSC跟PAL又有了一些瞭解了^^
感謝分享

真平

好吧 看來以我的知識範疇 是很難去理解這個差異的
不過 真平前輩 也稍微讓我了解一點

所以不同國家在選擇這兩個系統時 其實也是會按照當地的電力系統頻率 去做決定
是這樣的嗎?? ...
uglykidwen 發表於 2010-12-31 09:14

這是我在wiki上看到的說法，加上我對電子學的了解與判斷，我認為是很合理的說法，至於真正的原因是否是這樣，我並沒有去求証。

r32

Googled,

黃金時期
在1950年代，當時西歐正計劃彩色電視廣播，不過當時美規的NTSC制式本身已有不少缺陷，
包括當接收條件差時，容易發生色相轉移（colour tone shifting）現象，
所以有人暱稱 NTSC 為Never The Same Color（不會重現一樣的色彩）。
為了克服NTSC制式本身的缺點，德律風根開始著手研發PAL彩色電視制式。
目標是提供一個能配合歐洲本土的彩色電視制式，以50Hz頻率輸出圖像，不同於NTSC的60Hz，適合歐洲本身的50Hz交流電源頻率。
早於1936年，德律風根德國工程師--沃爾特布魯赫已開始研究PAL彩色電視制式由，制式最終在1963年面世，
而英國廣播公司則是最早使用該制式的電視台，於1964年在其BBC2頻道試播，1967年正式開始全彩廣播，而西德則在1967年開始。

r32

似乎比較親美的國家, 傾向使用NTSC.

真平

似乎比較親美的國家, 傾向使用NTSC.
r32 發表於 2010-12-31 23:17

一個國家基礎建設的建立當初一定有很多政治力的因素，我想這是必然的現象。先是電力系統，接下來電視系統不用也不行，所以統統就跟著美系走了。