【前沿觀察】“色域環”——色域可視化的新國際標準

來源：廣播與電視技術

翻譯：王靜萱

審稿：楊 宇

日本公共廣播機構NHK的STRL（科學技術研究實驗室）發明了一種色度表示的新方法——色域環（Gamut Rings），它可以在二維圖中直觀地顯示出彩色顯示設備的色域（圖1所示）或再現顏色（比如印刷品）的色域。國際電工委員會（IEC）[1]、國際顯示計量委員會（ICDM）[2]、國際照明委員會（CIE）[3]分別於2021年1月、7月和11月採用“色域環”框架作爲國際標準。NHK STRL還開發了一套測量顯示器色域的系統（圖2所示），該系統能夠自動測量顯示器色域範圍，並渲染生成色域環結果圖。

環形區域表示可再現顏色的範圍

圖1 色域環

視頻信號發生器在顯示屏上顯示色塊，用光譜分析儀測量顏色，再用色域環顯示色域

圖2 測量顯示器色域的系統

傳統色度圖是用紅、綠、藍三基色點連接成三角形區域來表現色域的，如圖3所示。雖然這種傳統色度表示很簡單，但要想進行有效評估，還需要使用帶有亮度軸（L*）的三維色彩空間來顯示色域，如圖4所示。然而，在三維繪圖中，由於部分色域在視圖中總是被遮擋，單角度視圖往往會令人做出誤判。因此，開發一種將三維色域數據轉換爲二維視圖的方法一直是一個挑戰。

三角形的面積越大，色域就越寬

圖3 色度圖的傳統色域表示

體積表示可再現的顏色範圍

圖4 色域實體的三維圖

NHK STRL發明的這種色域環可以在二維圖中準確地表示三維色域，並通過以下過程呈現。首先，按照亮度（L*）規則間隔將色域實體切成小塊，見圖4。然後，每一塊都被拉伸成一個亮度統一的切片；每個切片的面積與其拉伸前小塊的體積相對應。將最低亮度級別的切片置於中間，然後將更高亮度的切片環繞在其外圍。按亮度從低到高的順序，將不同亮度切片由內至外環繞，最終形成色域環。從色域環中心出發的不同角度代表不同的色調（比如紅色、綠色、藍色等）。

色域環可被應用於色彩再現設備（例如顯示器、打印機）的設計和評估，並可用於進行專業和消費用途的產品性能比較，如圖5所示。之所以用“環”來命名，是因爲色域環的圖形看起來像樹幹截面上的年輪生長環。

雖然兩臺顯示器在色度圖中的RGB三角形區域幾乎相同，但色域環顯示它們之間存在很大差異；顯示器A在高亮度水平下的色彩飽和度更高，因此，其色域比顯示器B的更大。

圖5 兩個顯示器的色域比較

注：

[1] IEC 62977-2-1:2021 電子顯示器第2-1部分：光學特性的測量與基本測量。

[2] 信息顯示測量標準（IDMS）v1.1，2021。ICDM是信息顯示協會（SID）的一部分，是負責制定顯示計量標準的定義和標準委員會。

[3] CIE 246:2021 輸出媒體的色域。

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