浅谈监视器与色彩管理（之一）
发布者：RUIGE 来源： 发布时间：2016-09-26
影响图像质量的三大因素:
准确的色彩还原
正确的曝光设定
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。
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。
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。
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”。
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（见图5）
色坐标为：
|
EBU |
x |
y |
|
Red |
0.64 |
0,33 |
|
Green |
0.29 |
0.60 |
|
Blue |
0.15 |
0.06 |
色域范围：
图5
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）（见图6）
色坐标为：
|
SMPTE-C |
x |
y |
|
Red |
0.630 |
0,430 |
|
Green |
0.310 |
0.595 |
|
Blue |
0.155 |
0.070 |
色域范围：
图6
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 （见图7）
色坐标为：
|
ITU REC-709 |
x |
y |
|
Red |
0.64 |
0,330 |
|
Green |
0.300 |
0.600 |
|
Blue |
0.150 |
0.060 |
色域范围：
图7
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（见图8）
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图8
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。（见下图）
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？
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