色域（Colour gamut）測試

2022-09-01

在上一篇文章中，我們了解了色差 ΔE 的測試。色差代表的是顯示器顏色還原的準確性，而色域代表的是顯示器顏色顯示的范圍。本篇我們來介紹一下色域的概念及測試方法。

在選購顯示設備的時候，色域覆蓋率是一個很重要的參數。如兩張不同的顯示器宣傳，一個標注了 98% DCI-P3，一個標注了 98%sRGB，那么兩者之間哪種代表更優？高色域，72% NTSC、100% sRGB、DCI-P3、REC.2020 等等，這些個參數，在筆記本、顯示屏、手機、電視機中，非常常見，我們都很想知道，這些差別，到底在哪里呢？

色域是顯示器屏幕所能夠表達的顏色數量所構成的范圍區域。而色域覆蓋率則是顯示器的色域與標準色域的比值。不同標準的色域在 CIE1931 的顯示如下圖所示。

首先，我們來了解一下幾種色域標準，以及色域覆蓋率的測試邏輯。

1. NTSC 標準

NTSC 標準是由美國國家電視標準委員會在 1953 年制定，計算方法為顯示樣品三原色的三角形面積直接除以標準三原色面積的百分比。

表： NTSC色域的RGB坐標和面積

2. sRGB 標準

sRGB 標準是 IEC 在 1996 年制定的關于數字影像的色域標準，由微軟和惠普主導，并得到了廣泛的支持。對于 Windows 來說，它是缺省的色彩模式。sRGB 是目前使用廣泛的一種色彩標準，我們平常接觸到的內容絕大部分都是以 sRGB 作為標準的（尤其互聯網內容），因此，屏幕的色域覆蓋越接近 100% sRGB（Full sRGB）越好。REC.709與 sRGB 的色域標準一致。
計算方法為樣品三原色的三角形面積與標準原色三角形的交集占標準原色三角形面積的百分比。

表： sRGB色域的RGB坐標和面積

3. Adobe RGB

Adobe RGB色彩空間是一種由 Adobe Systems 于 1998 年開發的色彩空間。開發的目的是為了盡可能在 CMYK 彩色印刷中利用計算機顯示器等設備的 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。計算方法與 sRGB 一樣。

表： Adobe色域的RGB坐標和面積

4. DCI-P3標準

很多人還不太了解 DCI-P3，它是一種應用于數字影院的比較新的色彩標準，是近些年蘋果和索尼主推的標準，以人類視覺體驗為出發點，盡可能匹配電影中能展現的全部色彩要求，換句話來說可以稱之為電影級色域標準。計算方法為與sRGB一樣。

表： DIC 色域的RGB坐標和面積

5. REC.2020

全稱為：ITU-R Recommendation BT. 2020.也被稱為 BT.2020，是國際電信聯盟無線電通信部門(ITU-R)頒布了面向新一代超高清 UHD(Ultra-high definition)視頻制作與顯示系統的 REC.2020 標準。REC.2020 采用了比傳統 REC.709 更廣的色域空間，如顯示高密度的橙色、深綠色等。這種推廣對提高整個圖像的色彩層次和過渡起到了關鍵作用。色域的面積遠遠大于 REC.709 標準，可以顯示更豐富的色彩。其計算方法與 NTSC 方法一樣。

表： REC.2020色域的RGB坐標和面積

弗士達科學儀器有限公司，作為一家專注顯示行業光學檢測系統解決方案的高新技術企業，將色域覆蓋率的測試進行了系統化的集成，作為一個測試項目集成在FS-LMS軟件中。

進行測試時，軟件都會自動控制測試產品信號發生裝置依次將測試圖像輸出至待測樣品上，每輸出一張，軟件控制儀器將其光學數據讀出，并后臺按照公式進行自動計算，整個測試過程完全無需人員介入。 ?

圖：軟件界面		圖：輸出報告

同時，為了滿足不同用戶的測試需求，弗士達針對不同類型不同尺寸的手機、平板、筆記本、顯示器、電視等整機及模組都進行了專項開發，制作了專業的測試系統。

弗士達專業測試系統內支持目前行業中所常用的Topcon、Konica Minolta及Photo Research等各系列的光學儀器，信號控制方面已應用在測試端的Astro系列、JCTEMS系列、MIK系列、DongA系列、Chroma系列也都完美集成，用于整機的Android系統、IOS系統、Windows系統信號控制功能也都已經進行了相應的完善。目前該套測試系統已交付使用累計超過了1000套，得到了業內用戶的認可，今后仍會繼續專注于顯示測試領域的開發，為滿足更多用戶測試需求盡一份力量。