深入理解 sRGB\Adobe RGB\NTSC\DCI-P3\REC.2020\ProPhoto RGB 色域

    CIE

    有關(guān)于色彩顯示的解釋?zhuān)�需要提到�?guó)際照明委員會(huì)（International Commission on Illumination，法語(yǔ)：Commission Internationale de l´Eclairage，采用法語(yǔ)簡(jiǎn)稱(chēng)為 CIE），CIE 是一個(gè)有關(guān)光學(xué)、照明、顏色和色度空間科學(xué)領(lǐng)域的國(guó)際權(quán)威組織，成立于 1913 年，其總部位于奧地利維也納。

    以下是 CIE 1931 色彩空間色度圖，有關(guān)于 P3、sRGB 或 NTSC 還是 AdobeRGB，都是經(jīng)過(guò)這個(gè)色度圖來(lái)比較自己的色域。圖的外側(cè)曲線(xiàn)邊界是光譜（或單色）光軌跡，波長(zhǎng)用納米標(biāo)記。注意描繪的顏色依賴(lài)于顯示這個(gè)圖象的設(shè)備的色彩空間，沒(méi)有設(shè)備能有足夠大色域來(lái)在所有位置上提供精確的色度表現(xiàn)。

    以下是 CIE RGB 原色的色域和原色在 CIE 1931 xy 色度圖上的位置。

    P3

    DCI-P3, 或 DCI/P3, 美國(guó)電影行業(yè)推出的一種廣色域標(biāo)準(zhǔn)，是目前數(shù)位電影回放設(shè)備的色彩標(biāo)準(zhǔn)之一。DCI 是數(shù)位電影聯(lián)合 [Digital Cinema Initiatives] 的縮寫(xiě)，主要由包括 MGM、Disney、Universal、Warner、20th Century Fox 和 SPE 等多家美國(guó)的影業(yè)巨頭于 2002 年組織成立。

    在 CIE 1931 xy 色彩空間中，DCI-P3 色彩空間覆蓋了 45.5% 的全色域和 86.9% 的常見(jiàn)色域，在 CIE 1976 u’v’ 色度圖覆蓋率分別是 41.7% 和 85.5%。 藍(lán)色原色與 sRGB 和 Adobe RGB 相同; 紅色原色是波長(zhǎng) 615 納米單色光源。DCI-P3 由數(shù)字電影倡導(dǎo)聯(lián)盟 (DCI) 組織定義電影電視工程師協(xié)會(huì) (SMPTE) 在 SMPTE EG 432-1 和 SMPTE RP 431-2 中發(fā)布。作為實(shí)施 2020 倡議的一個(gè)步驟，預(yù)計(jì)將于 2020 在電視系統(tǒng)和家庭影院領(lǐng)域獲得更廣泛的采用。

    DCI-P3 是一種應(yīng)用于數(shù)字影院的色域，相對(duì)于 AdobeRGB 來(lái)說(shuō)，它沒(méi)有覆蓋太多 CIE 色域，但是它可以更好地滿(mǎn)足人類(lèi)視覺(jué)的體驗(yàn)，并且可以滿(mǎn)足電影中全部色彩要求，也就是說(shuō)，DCI-P3 是一款更加注重于視覺(jué)沖擊，而不是色彩全面性的色域。并且相對(duì)其他色彩標(biāo)準(zhǔn)，它擁有更廣闊的紅色/綠色系色彩范圍。

    sRGB

    sRGB 色彩空間（標(biāo)準(zhǔn)紅綠藍(lán)色彩空間）是惠普與微軟于 1996 年一起開(kāi)發(fā)的用于顯示器、打印機(jī)以及因特網(wǎng)的一種標(biāo)準(zhǔn) RGB 色彩空間。這種標(biāo)準(zhǔn)得到了 W3C、Exif、英特爾、Pantone、Corel 以及其它許多業(yè)界廠商的支持，在 GIMP 這樣的開(kāi)放源代碼軟件也支持這種標(biāo)準(zhǔn)，另外一些專(zhuān)有的或者象 SVG 這樣的開(kāi)放圖形文件格式中也有應(yīng)用。

    sRGB 定義了紅色、綠色與藍(lán)色三原色的顏色，即在其它兩種顏色值都為零時(shí)該顏色的最大值。在 CIE xy 顏色坐標(biāo)系中紅色位于 [0.6400, 0.3300]、綠色位于 [0.3000, 0.6000]、藍(lán)色位于 [0.1500, 0.0600]、白色是位于 [0.3127,0.3290] 的 D65。sRGB 是一款最早期的色域標(biāo)準(zhǔn)之一，它是由當(dāng)時(shí)的微軟與惠普共同制訂而成，并且受到當(dāng)時(shí)多家業(yè)界大廠的支持，但是由于這套色彩標(biāo)準(zhǔn)制定的時(shí)間太早，很多技術(shù)和概念都不成熟，所以他只有當(dāng)時(shí) CIE 色域標(biāo)準(zhǔn)的 30%，并且色彩還原度不高，而且它的綠色覆蓋率極低。也是因?yàn)檫@樣，它對(duì)顯示器的要求不高，所以現(xiàn)在市面上大多數(shù)顯示器都能達(dá)到 sRGB100%。

    YIQ (NTSC)

    YIQ 是 NTSC 彩色電視系統(tǒng)使用的色彩空間，主要在北美和中美洲以及日本使用。 I 代表同相，而 Q 代表正交，指的是正交幅度調(diào)制中使用的分量。現(xiàn)在，某些形式的 NTSC 使用 YUV 顏色空間，其他系統(tǒng)（例如 PAL）也使用它。NTSC 色彩標(biāo)準(zhǔn)誕生于美國(guó)國(guó)家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)，它被用來(lái)測(cè)試電視屏幕所能覆蓋的色彩范圍，雖然也有那它測(cè)試電腦顯示器的，但是相對(duì)來(lái)講并不標(biāo)準(zhǔn)，所以它到后期一般只是用來(lái)對(duì)電視的屏幕進(jìn)行評(píng)定而不是電腦屏幕。

    Y 分量代表亮度信息，并且是黑白電視接收機(jī)使用的唯一分量。I 和 Q 代表色度信息。在 YUV 中，可以將 U 和 V 分量視為顏色空間內(nèi)的 X 和 Y 坐標(biāo)。I 和 Q 可以看作是同一張圖上的第二對(duì)軸，旋轉(zhuǎn)了 33°；因此，IQ 和 UV 代表同一平面上的不同坐標(biāo)系。

    YIQ 系統(tǒng)旨在利用人類(lèi)的色彩響應(yīng)特性。眼睛對(duì)橙藍(lán)色（I）范圍的變化比對(duì)紫色綠色范圍（Q）更為敏感，因此 Q 所需的帶寬比 I 少。廣播 NTSC 將 I 限制為 1.3 MHz，將 Q 限制為 0.4 MHz 。I 和 Q 頻率交織到 4 MHz Y 信號(hào)中，從而使整個(gè)信號(hào)的帶寬降至 4.2 MHz。在 YUV 系統(tǒng)中，由于 U 和 V 都包含橙藍(lán)色范圍內(nèi)的信息，因此兩個(gè)組件都必須具有與 I 相同的帶寬，以實(shí)現(xiàn)相似的色彩保真度。

    Adobe RGB

    Adobe RGB 色彩空間是一種由 Adobe Systems 于 1998 年開(kāi)發(fā)的色彩空間。開(kāi)發(fā)的目的是為了盡可能在 CMYK 彩色印刷中利用計(jì)算機(jī)顯示器等設(shè)備的 RGB 顏色模式上囊括更多的顏色。Adobe RGB 色彩空間粗略包括了 50% 的 Lab 色彩空間中的可視色彩，主要在青綠色（cyan-green）色系上有所提升。

    AdobeRGB 色彩標(biāo)準(zhǔn)是由 AdobeSystem 制定出來(lái)的，它可以說(shuō)是 sRGB 的升級(jí)版，因?yàn)樗�主要解決了印刷與電腦顯示器顯現(xiàn)顏色不同的問(wèn)題，并且提高了在青綠色系上的顯示，也正因?yàn)槿绱�，它占�?jù) CIE 色彩標(biāo)準(zhǔn)的比率達(dá) 50% 之多。所以這個(gè)色彩標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)常被設(shè)計(jì)工程師、繪圖人員采用。

    ProPhoto RGB

    ProPhoto RGB 色彩空間，也被稱(chēng)為 ROMM RGB 色彩空間（Reference Output Medium Metric RGB Color Space），該色彩空間由 Kodak 專(zhuān)為攝影輸出而所開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，相較一般的 RGB 色彩空間來(lái)說(shuō)，該色彩空間所提供的色域十分寬裕，甚至包含 CIE Lab 色彩空間中 90% 以上的表面色彩和 1980 年 Pointer 所記錄的可能出現(xiàn)的 100% 的表面色彩。該色域的表現(xiàn)范圍甚至較寬色域 RGB 色彩空間還要大。ProPhoto RGB 色域也被用于非線(xiàn)性相關(guān)色階操作最小色調(diào)而使用。不過(guò)這種色彩空間的缺點(diǎn)之一是該色彩空間包含有大約 13% 的通常不存在色彩。

    以下是 CIE 1931 xy 中各個(gè)色彩空間的對(duì)比（主要呈現(xiàn)較舊的 Adobe RGB、sRGB、SWOP CMYK）。

    以下是 CIE 1931 xy 中各個(gè)色彩空間的對(duì)比（主要呈現(xiàn)較新的 DCI-P3、REC.2020、ProPhoto RGB）。

    目前市場(chǎng)上主要使用 NTSC 和 sRGB 做方案規(guī)范，以下即是常見(jiàn)的一些說(shuō)明：

    1.sRGB 達(dá)到 100% 的話(huà)，NTSC 近似達(dá)到 72%，但是 NTSC 并不能完全覆蓋 sRGB，一般 100%sRGB=72%NTSC，較好的為 78%NTSC；

    2. 若顯示器達(dá)到 sRGB 的 100%，那么它的意思是這個(gè)顯示器的色域覆蓋了 sRGB 色彩空間的全部。

    3.（1）達(dá)到 100%sRGB/72%NTSC 以上色域的屏幕，屬于不錯(cuò)的屏幕；

    （2）達(dá)到 90%AdobeRGB/90%NTSC 以上的屏幕，屬于非常優(yōu)秀的屏幕；

    （3）如果一個(gè)屏幕的色域只有 65%sRGB 或者 45%NTSC 的話(huà)，那這個(gè)屏幕只用普通使用。

    附：CMYK

    印刷四分色模式（CMYK）是彩色印刷時(shí)采用的一種套色模式，利用色料的三原色混色原理，加上黑色油墨，共計(jì)四種顏色混合疊加，形成所謂 “全彩印刷”。四種標(biāo)準(zhǔn)顏色是：

    C：Cyan ＝ 青色，常被誤稱(chēng)為 “天藍(lán)色” 或 “湛藍(lán)”

    M：Magenta ＝ 洋紅色，又稱(chēng)為 “品紅色”

    Y：Yellow ＝ 黃色

    K：blacK ＝ 黑色，雖然有文獻(xiàn)解釋說(shuō)這里的 K 應(yīng)該是 Key Color（定位套版色），但其實(shí)是和制版時(shí)所用的定位套版觀念混淆而有此一說(shuō)。此處縮寫(xiě)使用最后一個(gè)字母 K 而非開(kāi)頭的 B，是因?yàn)樵谡�體色彩學(xué)中已經(jīng)將 B 給了 RGB 的 Blue 藍(lán)色。