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      聊聊關于色準:Delta E、色溫、γ曲線這三個指標

      來源: 本站 作者: admin 發布時間: 2019-06-19 14:02:50 瀏覽次數: 21057
      色準,顧名思義就是色彩顯示準確度,簡單來說,物體本身的顏色和顯示器最終呈現的顏色完全一致是顯示設備的極致目的,因為顯示設備的天職就是讓事物的色彩正確還原并顯示出來。不過,我們也都知道,讓色彩百分之百的正確還原這本身就是一個無解的微積分算式,所以我們需要制定一系列的標準來規定色彩的準確度,這里和大家聊三個重要指標,即△E、色溫和伽馬曲線。

      和大家繼續聊聊“色彩顯示”這點事兒,我們主要來聊三個色彩顯示指標,即色準、色深以及均勻性,以后再去買電視或者顯示器,和柜臺小哥哥/小姐姐聊聊這些參數,然后讓他們按照這個指標給你推薦產品,估計多半你會把他們問傻吧!好了,閑言少敘,正式開講,今天的目標是把“色準”講明白。

       

       

      你能區分這些顏色的不同嗎?

      色準,顧名思義就是色彩顯示準確度,簡單來說,物體本身的顏色和顯示器最終呈現的顏色完全一致是顯示設備的極致目的,因為顯示設備的天職就是讓事物的色彩正確還原并顯示出來。不過,我們也都知道,讓色彩百分之百的正確還原這本身就是一個無解的微積分算式,所以我們需要制定一系列的標準來規定色彩的準確度,這里和大家聊三個重要指標,即△E、色溫和伽馬曲線。

      △E:剛剛好被察覺的差異

      △E,這個我們大學高數中經??吹降姆?,其在色彩顯示領域的含義則是“差異”,維基百科將其定義的有些藝術數學的意味,被稱作“剛剛好能被察覺到的差異”,其實這樣以數學嚴謹的算式來規定人體感官是非??茖W的,△E的出現讓我們對色準這個模糊的概念有了更為直觀的理解。

       

       


      △E的計算公式堪稱復雜
      那么如何來以△E判定顯示設備的好壞,記住以下這句話就夠了,△E越高,色彩偏差越大,△E越低,色彩越準確。不過我們上文提到,△E永遠不可能為0,因為沒有哪款顯示器的顏色是完全準確的。而且要記住,測量△E,我們日??梢圆僮鞯某R帨y試是“48色標準色彩序列測試”,這里指的是我們會挑選48組特定顏色來判定其ΔE值,然后計算ΔE均值,這樣計算出來的顯示設備ΔE則是較為準確的,也最能代表顯示器的本身素質。

       

       


      △E色準測試
      一些廠商以單一幾組色彩就得出ΔE的做法,則純粹是對自己的產品沒有信心,這樣的產品自然也是不值得買的。如何將ΔE值與顯示設備做個直接的“選購等式”,可以參考如下這個Tips。
      ΔE值在1.6到之間3.2,人眼基本上是分辨不出色彩的差異,比如專業級顯示器;
      ΔE值在3.2到6.5之間,經過專業訓練的人士可以辨別其不同,但普通人是觀察不到其中的差異的,通常專業級液晶能夠輕松達到這個標準,隨著技術發展,目前大部分消費級液晶也能進入這個區間;
      ΔE值在6.5到13之間時,色彩差別已經可以判別,但色調本身仍然相同。前些年,市面上大多數消費級液晶顯示器都在這個檔次上,目前已經得到全面升級;
      ΔE值在13到25,可以確定是不同的色調的表現,也可辨別出色彩的從屬;
      ΔE值超過25以上,就代表著是另外一種色彩了。
      不過筆者還是要提醒的是,如上篇選題所述,所有的色彩顯示參數都要結合多個指標來看,單獨拿出任何一項來判定產品好壞都是不夠客觀的。比如一款顯示設備色域達到了sRGB99%,但是ΔE 僅為15,那這樣的顯示器本身色彩調校就很有問題,多少錢都不值得買;再如色域只有68%NTSC,但色準ΔE 為6,這塊屏幕除了色彩缺失有一些,還算是塊素質不錯的屏幕。

      色溫和白平衡:冷和暖可用色彩表現
      色溫我們并不陌生,因為我們生活處處都有色溫的具象表現,比如陽光投射、燈光、照片、視頻…,這些你經??吹降娜搜鄹兄膱D像都是有色溫體現的,而色溫做為一個可以量化的指標對于從事后期工作的專業人士來講非常重要,我們本次意在通過較為通俗的文字來做合理表述。

       

       

      色溫過渡變化圖
      色溫的溫是什么意思?對,你沒想錯,可以粗暴的理解為色彩的溫度,連色溫的單位都和溫度一樣,都是K(開爾文)。再具體點講,就是光源的色溫是通過對比它的色彩和理論的熱黑體輻射體來確定的。熱黑體輻射體與光源的色彩相匹配時的開爾文溫度就是那個光源的色溫,它直接和普朗克黑體輻射定律相聯系。
      好吧,又有點懵了吧,別著急,色溫具體表現是什么樣的,下面這段話可以幫你瞬間理清楚。因為不同的光源具有不同的色溫,例如:
      1700 K:火柴光
      1850 K:蠟燭
      2800 K:鎢燈(白熾燈)的常見色溫
      3000 k:鹵素燈及黃光日光燈的常見色溫
      3350 K:演播室“CP”燈
      3400 K:演播室臺燈,、照相泛光燈(不是閃光燈)等……
      4100 K:月光、淺黃光日光燈
      5000 K:日光
      5500 K:平均日光、電子閃光(因廠商而異)
      5770 K:有效太陽溫度
      6420 K:氙弧燈
      6500 K:最常見的白光日光燈色溫
      當色溫越高的時候,光源發出的顏色就越偏冷,大致是經歷一個紅——橙紅——黃——黃白——白——藍白的漸變過程。

       

       


      不同色溫對應的環境光
      所以細化到我們選擇顯示設備,該如何理清色溫與設備素質好壞的關系呢?通常在色溫測試中,我們會考驗顯示設備在屏幕不同亮度(比如0%、25%、50%、75%、100%五個亮度等級)下白點色溫的穩定性,讓電子產品屏幕顯示純白色,在D65標準、色溫為6500K標記為正常,這樣來計算的話,低于6500K則偏暖,而高于6500K則偏冷。最理想的結果是在各亮度下對比度和色溫值都不會發生變化。

       

       

       

      不同色溫測試結果
      如若最終測試結果在標準色溫值6500K的基礎上呈現±500K的規格,則意味著該顯示設備的灰度上只有非常低的色調轉變,說明顯示設備可以正確重置原來的色調。那么這樣的顯示設備可以說本身的色溫調校是十分優秀的。

       

       

       

      色溫測試環境有不同標準
      上述我們也提到了一個D65標準,即是色溫與所處測試環境的關系,這就不能不提與色溫息息相關的一個概念——白平衡。所謂白平衡,即是指將白色還原為白色的過程。這是比較偏拍攝與后期的概念,其實不能算到判定顯示設備的指標上,我們這里只稍作了解。

       

       


      測試光源色溫從暖到冷
      比如當環境光是比較偏暖的鎢絲燈光的時候,你的色溫“原點”指標其實已經發生了偏移??梢院唵蔚谋扔鞒梢槐组_水和一杯泛黃茶水差別,本身環境的不同已經注定了放進去任何東西顯示出來的效果都會不一樣,這就相當于水源一樣,水源一旦被“污染”,后期想要“過濾”就相當困難了。

       

       

       

      不同白平衡調出的色彩差異
      所以在進行拍攝和后期時,白平衡都是非常重要的一個色彩指標,因為后期顯示設備的色溫調校都比較粗狂,一如我們看到普通的電視只有冷、暖、正常三級調節,這樣的調節設置想要還原當時拍攝時的復雜光源環境實在太難了。
      伽馬曲線:色彩“端”到“端”的終極課題
      上面概念消化的如何,是時候來聊聊更為玄學的一個參數了——伽馬曲線,啊啊啊,別擔心,絕不會給你上物理課的,還是之前的標準,我們只求簡單粗暴的了解它。

       

       

       

      不同值對應的伽馬曲線
      首先來捋一下邏輯,人眼的對于色彩的感知非常復雜,所以我們為了規定這個色彩范圍發明了色域,然后由于顯示設備是要還原色彩本真,所以色準這一系列的要素比如△E、色溫、白平衡這些我們都要盡量做到極致,但是這個邏輯有個“黑洞”啊,就是《武林外傳》呂秀才的終極靈魂拷問“你以為的你以為就是你以為的?”

       

       

       

      色彩灰階數量龐大
      我勒個去,要了親命…這意思就是當你覺得萬事俱備的時候,你才發現,你的眼睛原來壓根就不是這么接收信號的,瞬間感覺自己陷入黑洞,對世界一無所知。所以,如果你想要你既定的這一切都是你人眼主觀看到的真實場景,那么可行且唯一的方式就是需要列出一個科學公式來模擬出這個“端”到“端”的還原過程,而這個過程中可以表達這個式子的二維表現就是一條曲線,即伽馬曲線。

       

       

      伽馬曲線統一了“端”到“端”標準
      伽馬曲線所代表的人眼對光波接收的范圍很龐大,能夠列舉我們目前所能感知的大部分色彩空間,在灰階有限的前提下(灰階可以無限大,但考慮到硬件所限,只有少數能達到36 bit),由于人眼對自然的非線性感知特性,伽馬曲線可以矯正這個“端”到“端”的還原過程,這個值在業界普遍采用的是2.2,不過一些在色彩管理方面有深度研究的公司,也會采取不同標準,比如蘋果就采用的是1。

       

      蘋果色彩調校自成一派


      伽馬曲線對我們的具象表現是什么,你可以簡單的這樣理解:
      當調大伽馬值時,表現為總體提亮,原暗部占據更多明暗范圍、易于分辨細節,原亮部變得更亮且細節分辨變得困難。
      當減小伽馬值時,表現為總體壓暗,原亮部占據更多明暗范圍、易于分辨細節,原暗部變得更暗(黑乎乎,占據明暗范圍減?。┣壹毠澐直孀兊美щy。

       

       

       

      所以在我們通常測試顯示設備時,如果顯示器的亮度系數曲線接近標準伽馬曲線(光度2.2下),則意味著這款顯示器可以正確重置屏幕亮度和對比度;如果偏離越大,則意味著顯示器重置亮度和對比度的能力越差,終于把這個玄學概念講清楚了呢!

      吞下他的大东西