什么是电视色量?

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重要的是不要混淆色域(色彩空间)和色量。简单地说,色域是指电视机可以再现的色彩范围,而色量则是指不同亮度下可以显示的色彩数量。

在我们深入探讨之前,请先想一想:为什么苹果会呈现红色?这是因为它反射红色波长的光,同时吸收其他波长的光。现在,把它转换到电视屏幕上。您的电视必须发出波长恰到好处的光,才能准确呈现色彩。

您可能已经注意到,当屏幕亮度较低时,颜色的数量看起来较少,但随着亮度的增加,颜色的数量会越来越多。但如果将亮度调到最大,颜色就会变淡。

这是因为色量取决于其他因素:首先是色域。但亮度和对比度也起着作用。

因此,色量是其他显示参数的衍生物。因此,显示器越亮、色域越宽,色量就越深。

涉及的尺寸:它包括颜色范围(宽 x 高)和深度(亮度)。

它表示电视机或显示器在不同亮度下如何再现色彩。这对于 HDR 内容尤为重要,因为 HDR 要求在不同亮度水平下都能实现精确的色彩准确度。

色量、色域和色深

色域(或色彩空间)是指电视机可以再现的色彩范围。有时它被定义为颜色的数量,但这有点不正确,因为颜色就是光谱。

色域可以用红、绿、蓝空间来表示。这些三原色的组合产生了其他颜色、色调和色调。

让我们来看看这个 CIE 1931 色彩空间。它表示色彩的最大饱和度。根据其质量,我们可以定义显示器可以再现的不同空间:Rec.709、sRGB、DCI-P3 和 Rec.2020。

但现在,让我们来看看不同的亮度等级会如何影响这个范围。不同亮度等级的色彩范围从最低亮度(左边)到最高亮度(右边)依次排列。

让我们来看看亮度如何影响色量。我们可以看到,当亮度较低时,色彩范围会变小(RGB 色彩空间会变得更小,在终端亮度级别,几乎只有 3 种基本色)。

当然,上图并不精确和准确(因为在真正的电视上不可能出现这样的亮度差异阵列)。不过,它还是给了你一个基本的认识–如果电视机不支持高色量,那么在峰值和低亮度水平下,色彩就会衰减。太暗,色彩就不鲜艳。太亮,色彩有被冲淡的危险。亮度过高,图像会被漂白,失去鲜艳和细节。反之,亮度太低,图像会变得浑浊。差劲的电视屏幕就是这样。

颜色深度

现在,让我们来谈谈色彩深度。色彩深度与色彩范围无关,这一点也不重要。色深的作用就像你试图放大一张图片。如果尺寸足够大,放大不会导致质量下降。或者开始显示单个方块或像素?每个像素都有一种颜色,对吗?色彩深度决定了这些颜色的丰富程度和多样性。

色深由每种颜色(红、绿、蓝)的色调决定,即每种颜色的不同变体的数量。对于 8 位图像来说,其定义是 2 的幂次为 8,因此每种颜色有 256 种不同的色调。24 位和 8 位是一样的,10 位和 30 位也是一样的(8 位或 10 位色彩深度是针对一个通道的,而当我们说 24 位或 30 位时,我们考虑的是所有基础通道)。

  • 8 位提供红、绿、蓝各 256 种颜色。算一算,就是 1670 万种颜色(256 x 256 x 256)。
  • 而 10 位则可将色彩提升到 10.7 亿色。

考虑到我们的眼睛只能识别大约 1000 万种颜色,你就不太可能看到 8 位和 10 位色彩深度之间的巨大差异。

但就色彩深度和色彩体积之间的相关性而言,两者之间并没有直接的联系。你可以把色量看作边界,把色深看作内部填充。虽然更高的色深可以增强色彩的细微差别,但它并没有将边界推向新的色彩空间:色深可以增加临时色调。

对比

对比度–电视机所能显示的最暗黑色和最亮白色之间的差异–增加了另一层复杂性。对比度高的电视机可以显示阴影和高光部分的更多细节,进一步增强色彩量。

这个广阔的亮度范围就是绘制色彩的画布。如果没有足够的对比度,画布就会受到限制,从而压缩色彩体积。

随着对比度的增加,亮度范围也随之扩大,在不同的亮度水平上呈现出更多的色彩。这对于光线复杂的场景尤为重要,例如黎明时分的阳光景观或暮色中闪烁的城市灯光。

对比度低的显示器无论色彩功能如何,都会显得平淡无奇。即使它在理论上可以覆盖广泛的色域,但如果没有强大的对比度作为支撑,场景的深度和丰富度也会大打折扣。

想象一下,一个艺术家有两套调色板。第一个调色板有大量的颜色,但它们都是相似的、柔和的色调。第二个调色板虽然颜色相同,但每个色调的明暗程度各不相同。

第二个调色板的对比度更深,可以让艺术家创造出具有深度、阴影、高光和复杂细微差别的场景。由于对比度范围更广,这里的色彩量得到了充分利用。

色量和 HDR

HDR 和色量直接相关。高动态范围,顾名思义,就是在图像最暗的部分和最亮的部分之间提供更宽的范围。传统显示器的动态范围有限,往往无法呈现日出的细微差别或月夜的深邃阴影。

为了再现所有这些,HDR 电视应该具有宽广的色量,这样才能正确显示高动态范围。

详细了解 HDR 电视。

正如它所说,色量衡量的是在不同亮度下能否再现不同的颜色,因此色量好的电视机能让你看到更多细节。

如果这样的电视支持 HDR,而且您正在观看 HDR 内容,它就会对元数据进行加密,从而再现更准确的色彩。大多数支持 HDR 的电视都配备了宽色量显示屏,因为如果没有高质量的显示屏,加密 HDR 元数据并试图显示内容是行不通的。

彩色音量和不同的显示屏:LED、OLED、QLED

虽然色量与显示屏类型没有直接关系,但它取决于显示屏类型。由于色量是具有不同亮度水平的色彩空间,它受到显示器使用的背光类型和发光技术的影响。

  • LED 显示器

传统的 LED 电视,实际上是由 LED 照亮的 LCD 面板,长期以来一直是显示器市场的主力军。就色彩量而言,LED 显示器可以覆盖相当大的色彩范围。然而,由于背光系统的原因,LED 显示器往往在深黑色和峰值亮度方面难以胜任。整个面板都被照亮,导致对个别区域亮度的控制不够精确。因此,它们在不同亮度水平下表现色彩的能力虽然不错,但并不出众。

  • OLED 显示屏

有机发光二极管是 LED 的飞跃,电流通过时会有机发光。这种独特的特性使每个像素都能发出自己的光,无需背光源。这对色彩量意味着什么?首先是戏剧性的深黑色,因为单个像素可以完全关闭。OLED 还拥有宽广的色域。不过,它们的峰值亮度通常低于 QLED,这可能会影响它们在高亮度下的表现。在色量光谱方面,它们擅长在较低亮度水平下展示生动的色彩。

  • QLED 显示器

QLED 本质上是添加了量子点的 LED 电视,量子点是纳米级的半导体颗粒,能显著提高亮度和色彩。在色彩量方面,QLED 大放异彩。像素采用的材料具有更好的透光性和色流选择性。这种电视可以显示 10 位深度的图像。它们能达到令人印象深刻的亮度峰值,有时在这一领域甚至超过 OLED。这种亮度与宽广的色域相结合,意味着它们在低亮度和高亮度水平下都能描绘出丰富的色彩。不过,由于它们仍然使用背光系统,因此无法实现 OLED 的无限对比度和深黑色。

如何评估和测试色量

要测试色量,我们需要色度计、光谱测光表以及在电视上显示不同亮度图片的方法。

正如我所说,色量取决于色域(色彩空间)。没有理由考虑 Rec.709 色彩空间,因为大多数现代电视都完全覆盖了它,所以有必要考虑 DCI P-3 和 Rec.2020。

我们需要改变电视机的亮度,并测量不同亮度下的可用色彩范围。这样我们就会得到不同亮度下的许多色彩范围,它们的组合就是色量。我们可以将其表示为电视显示屏在不同亮度下可再现的色彩空间百分比。

自 2016 年起,UHD 联盟通过了一项要求,即具有 UHD 分辨率的高端电视必须覆盖至少 90% 的 DCI-P3 色彩空间。但这只是色域的数字,而不是色量的数字,所以即便是现在的电视,即使色彩范围相近,在色量上也会有很大差异。

谁来检查电视机的 DCI-P3 色量

制造商可以写明电视支持 DCI-P3(以及任何其他色彩范围),但这并不完全正确。因此,独立机构可以检查产品是否符合标准。负责产品认证的 VDE 研究所就是这样一个组织。

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