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显示器色域是什么意思 为什么显示器达不到人眼的色彩分辨极限?

作者: 丈哥 分类: 互联网百科 发布时间: 2019-03-29 00:21
  原标题;显示器色域是什么意思 为什么显示器达不到人眼的色彩分辨极限?

  色域顾名思义是色彩的范围。在很大程度上,色域与色彩空间是同义词,但是矫情的话,也可以说有区别——色域指显示设备能够表现的颜色,在特定色彩空间内的范围。

  显示器达不到人眼的色彩分辨极限,是因为那样做1.色彩管理复杂2.制造成本太高。

  色彩是人眼对光线波长和振幅的反映,一般人可以感知可见光范围是400-760nm波长,有些人更多一些,为了清晰准确地管理色彩,我们动用数字语言定义每种色彩。

显示器色域是什么意思 为什么显示器达不到人眼的色彩分辨极限?

  色域/色彩空间/色域空间(color space)是通过空间坐标方式来量化分析色彩。色彩包括色相(hue)、饱和度(saturation,又称彩度、纯度)和明度(lightness)三个属性。为定位这三个属性,最直接的色彩空间是三维的,但二维似乎更为常见、还有一维、四维的。

  为简化问题,我们暂不讨论明度,以CIExy色度(chromaticity,指色相和饱和度的组合)图谱的二维坐标系对应的RGB色彩模型来讨论。

  在CIE(根据国际照明委员会)色度图谱是个二维坐标系,x、y轴是RGB三色分量的函数,人类肉眼能够分辨的色度范围是一个马蹄形,马蹄形外围黑色实线上的数值对应色光的波长。从视觉角度来说,这个马蹄形就是最大的色彩空间,包含所有的色度。

显示器色域是什么意思 为什么显示器达不到人眼的色彩分辨极限?

  RGB彩色管理是根据人类视锥细胞识别颜色的生理特点,通过红绿蓝(RGB)三色的混合叠加混合产生各种不同的颜色。RGB三个分量,能够在色度图上占据的必然是一个三角形,三个顶点分别是“正”红、“正”蓝、“正”绿。这个三角形占据的坐标空间就是某一特定的“RGB色彩空间”,或者叫“RGB色域”。目前我们不同标准定义了多个RGB色彩空间,大小各有不同。最常见的是sRGB,其次是更大的Adobe RGB。但绝大多数RGB三角形空间都小于这个马蹄形范围的。

显示器色域是什么意思 为什么显示器达不到人眼的色彩分辨极限?

  因为要完全涵盖马蹄形,这个三角形必须非常之大,其中有大量空间对应人眼看不到的颜色,这会浪费大量的资源。同样的数据量,如果很多数据资源无用,剩余数据资源定义色彩的精度就会下降。这是大家不愿见到的。更何况sRGB这样较小的色彩空间也可以比较有效的描绘视觉效果。

  还有一个严重问题,如果不惧数据庞大,让色彩空间大于人类可识别的400-760nm波长范围,从色彩管理上来说也没什么,但显示时就需要红外和紫外通道。这两个通道人类肉眼无法识别,还是需要红、绿、蓝通道来还原的色彩空间,又回到了马蹄形内的三角。

  所以,色彩管理时,大多数色彩空间都不会达到人眼的色度范围的极限。

  再说人眼分辨色彩细微差异的极限。这个在色彩管理上倒不是什么大问题了。

显示器色域是什么意思 为什么显示器达不到人眼的色彩分辨极限?

  早年间常常提到16色、256色(8bit色彩)、16bit和24bit真色彩的区别,今天数码相机则有8bit、14bit色彩深度只说。以24bit真色彩为例,24bit指RGB三种颜色每一个的分量都有8bit数据,也就是数码相机所谓的8bit色彩深度。8bit数据可以记录256级不同的亮暗程度(色阶),每一个像素通过3个8bit单色的混合,可以呈现出16,777,216种不同的颜色,也就是所谓的16M色。以此类推,14bit色彩深度就是42bit色彩,RGB每个分量16,384级不同亮度,总共4,398,046,511,104种颜色。

  人眼不要说分辨4,398,046,511,104种颜色了,6,777,216种也分辨不出来啊。换句话说,如果单色色阶只变化1/256,真的分辨不出。所以色彩管理上来说,24bit色彩(8bit深度)已经超过了人眼分辨色彩细微差异的极限。

  再来说说显示器的色域(color gamut)。这个色域,,很多时候指显示设备在某一给定色彩空间内,所能显示色彩的范围。

显示器色域是什么意思 为什么显示器达不到人眼的色彩分辨极限?

显示器色域是什么意思 为什么显示器达不到人眼的色彩分辨极限?

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