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色彩管理与高画质数码影像

——色彩管理显示器硬件综述

房迪时
  
数码影像时代
2018年6期

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很多人都认为后期处理图片仅需一台安装了Adobe Photoshop软件的电脑就足够了,这样的工作配置显然是过于粗糙了一点,真正严谨的数字后期工作计算机的配置其实是非常考究的。要想最后的成片色彩准确、层次丰富、细节动人,除了需要相对比较性能够用的计算机硬件,你还需要一台光线相对固定的环境中色彩精准的显示器。

从目前来看,数码相机的机内处理算法对于显示器设备的色彩呈现能力堪称极大的考验一一显示器能否准确重现照片的色彩数量和灰阶表现,能否预览到互联网和其他软件中的输出效果,甚至能否预览各种打印输出的效果也必须考虑到。

而比起动辄几万十几万的专业摄影器材,一台不超过8K的准专业显示器加上配套的校色仪对于真正从事专业摄影的用户其实并非过分。

在摄影以及专业图像领域,如何选择一台合用的显示器,通常应以以下几个方面作为切入点。

1 液晶面板类型

通常民用级液晶显示器常用面板类型分为TN、VA和IPS面板。TN面板的视角小于160度,观看角度变化时会造成亮度和色彩的变化,而且原生发色数也只有6bit,对于色彩的还原和灰阶过渡都不够理想,所以目前在影像领域几乎都不再使用TN面板制造显示器。

VA和IPS面板都属于广视角面板,基本上不存在视角变化导致的亮度和色彩变化的问题,而且都可以达到8bit色深,无论是色彩还原还是灰阶过渡都处于比较理想的水平。个人经常使用的几乎都是IPS面板的显示器。

2 背光

液晶面板其实本身没有发光能力,使用背光组件照亮面板才能让人眼看到其色彩,对于色彩要求极其严格的显示器来说,背光照明方式对于显示器色彩的准确程度是至关重要的。LED发光二极管方式从几年前就开始普及,它几乎解决了所有传统CCFL(冷阴极荧光灯)的弊病,无论是体积还是节能表现都非常优秀,而且其使用寿命和发光效率都随着技术发展大幅度提示。对于摄影应用来说,LED在显色性上的突出表现,使得广色域色彩空间可以顺利实现,而借助更广的色彩覆盖范围,使用更广大的色彩空间进行后期处理,摄影师的作品呈现方式和品质控制也会更加多元化和更为精准。

3 物理分辨率

在相机的像素大战中,过去只有在专业用户中使用的4000万以上像素图像也开始逐渐进入主流应用,而对于摄影用户来说,在显示器上尽可能浏览到更多的图像内容就至关重要。同样尺寸的显示器,物理分辨率越高,就越方便看到更多的图像信息。近年来“视网膜”屏幕概念的提出和普及,让移动平台在观看影像方面的体验提示非常明显,而相对应的图像处理平台,也逐渐开始使用2560x1440以上的分辨率。在下一代显示器中几乎都是使用更高分辨率的面板技术,2560x1440的分辨率显示器型号正是当前的主流……稍微夸张一点的话3840x2160这样的4k级别分辨率也已经走在抢班夺权的路上了。

4 色彩深度

色彩深度也叫色彩位深,对于专业影像级显示器来说这是至为重要的参数之一。通常需要分别讨论显示器的硬件色彩位深和内部色彩表( LUT)的色彩位深。液晶面板本身能够产生8bit色彩,以256色阶RGB分别排列即可得到16.7M种颜色.但自然界中的色彩还是远超这个数量,为了更加精准的控制其色彩重现,还需要一个内置在显示器控制芯片中的色彩控制电路,将12bit甚至高至16bit的色彩进行计算处理,从更广泛的色彩组合集合中“挑选”更准确自然平滑的色彩呈现在液晶面板上。所以从参数上看,很多低端液晶显示器也号称有8bit甚至lObit色深,但实际表现远远不如真正的8bit专业液晶显示器,就是因为内部色彩表的区别,而专业级的色彩表算法和预设处理,才是专业级影像显示器制造厂商的内功所在。

5色域

显示器的颜色呈现范围,通常称为显示器的色域。由于不同领域都有不同的色彩标准,而在数码影像领域,多数都有sRGB和AdobeRGB两个色彩标准并行,无论使用哪个标准,都必须严格符合并在整个色彩管理流程中贯彻执行。就一台专业级影像显示器来说,至少应该兼容其中一个,如果有色彩表的支持,也可以同时兼容sRGB和AdobeRGB,但要注意的就是不要在工作流程中使用和预期标准不同的色彩空间,否则对于数码摄影作品的处理就是得不偿失,白白做无用功。

6.色彩和亮度均匀度

由于液晶显示器的背光照明方式,背光光源的设置以及不同制造厂商的调节方式区别,液晶显示器的背光亮度和色彩均匀度都有差异,而这种差异已经足够影响到后期处理中人眼对影像的判断。特别是在中低端显示器上, “X”型漏光和“阴阳脸”数见不鲜。为了解决这个问题,很多显示器厂商都出尽力气开发各种技术来研发控制背光的电路和芯片技术。

7色准

实际上在世界上没有一台显示器能成功做到“完全符合色彩标准”,那么显示器的屏幕呈现色彩和真正的色标之间的差异化参数量化后就是色彩测量中常常用到的DeltaEo DeltaE越小,说明显示器和色标之间的色差越小,其色彩准确程度越高。DeltaE小于3时,多数人酌眼睛已经无法观察到色彩差异,如果能够做到DeltaE小于1,几乎只有仪器才能测量出色彩差异。

8校色

当前的大工业时代,显示器的色彩表现主要是由面板和驱动电路的影响,但由于不同批次的原料和品控差异,即使是用了同样面板和驱动芯片的产品也会有各种各样的色彩差异。所以各家显示器厂商都会在出厂前对专业显示器进行校准和检测后方能出厂。在日常使用中,显示器液晶面板的老化和环境光对于观看的影响都不可忽视,因此校色仪也可以说是专业显示器必不可少的附件之一。对于真正的专业级显示器来说,硬件校色是它们和“普通”显示器最大的分水岭。硬件校色简单来说就是通过将校色仪读数后的色彩数值经过运算,并将需要校准的部分数据写入色彩表来达到几乎完美符合色标的,这部分可编程的色彩表就是硬件校色的核心部分。

9 色彩准确度和屏幕均匀性

色彩在显示器上精准还原程度到底如何,在制作显示器的过程中也可以用仪器测量并量化,有个△E的指标可以评价色准,一般来说△E越小越好,如果所有颜色的测量值△E都能小于1那简直是可遇不可求。至于屏幕均匀性,需要将屏幕划分成不同区域来测量其亮度和色彩一致性。如果这两项指标都能足够过硬,那才能称为真正的专业级显示器。可惜的是,大部分显示器厂商都不太可能在这两项硬性指标中拿出比较漂亮的数据来给用户看。EIZO的CG系列显示器一直都在出厂的测试报告中附带一份△E和屏幕均匀度报告,大量三四线厂商也在学习,只不过那份校色报告不一定靠谱。

10 硬件功能部分

上一代显示器最常用的是DVI双通道接口,在高分辨率2K甚至4K开始普及的时代HDMI和DisplayPort接口已经是所有中高端显示器的标配。要注意到的是随着大屏幕高分辨率显示器的普及,传统的D-Sub接口已经消失了。为了发挥lObit色深IPS面板的能力,DisplayPort这种数字高带宽接口会越来越被更广泛的使用。

大部分专业摄影用户都会用到相机联机拍摄,或者用大容量移动硬盘频繁交换数据,所以在显示器上设置高速USB口是个很贴心的设计。通常在显示器背部提供2-3个USB3.0接口对常用的2.5寸硬盘盒来说无论是数据交换还是供电都已经足够。

此外带有硬件校色功能的显示器也需要跟主机进行数据交换,因此有些显示器上的USB接口还会有驱动硬件校色和连接校色仪的功能。

随着SD卡的高速规范一一出现,各种主流相机都开始使用高速SDXC规范的卡,因此不少高端显示器比如华硕的PA329这种型号都会提供一个SD规范读卡器。

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