色域的概念

　　想弄清楚色域的概念，必須先搞明白一些基本理論。

　　同色異譜現(xiàn)象

　　人眼看上去相同的顏色，可以由不同顏色的光混合來實(shí)現(xiàn)

　　不同波長光的顏色是不同的，人的眼睛大概能感受到光波長范圍為380nm到760nm。太陽光下你看到物體的顏色是由這些不同波長的光疊加產(chǎn)生，其中有的光顏色亮，有的光顏色暗。但是同樣的顏色，例如你中午吃掉的那個(gè)橙子的顏色與你在手機(jī)上看到的同一只橙子的照片都是橙色，在你看來，它們沒有兩樣——而實(shí)際上，你的手機(jī)根本無法發(fā)出對應(yīng)橙色波長的光，你看到的橙色其實(shí)是你的視網(wǎng)膜同時(shí)接收到紅綠藍(lán)三種顏色經(jīng)過精細(xì)的混合之后的“假橙色”。對于人類，同樣的顏色感受其實(shí)是可以由不同的光譜刺激得到的，這是目前顯示行業(yè)的基礎(chǔ)。

　　目前顯示行業(yè)最常用的顏色還原光譜利用了最為簡單的組合：紅綠藍(lán)(RGB)三原色。三原色理論可以用一句話概括的說明：

　　任何一種你能看到的顏色都可以通過紅綠藍(lán)這三種不同顏色的光按比例混合而成

　　這種說法不太準(zhǔn)確，但是有助于你理解下邊的內(nèi)容。背后的基礎(chǔ)則包括人眼視網(wǎng)膜不同感光細(xì)胞對波長的選擇性反應(yīng)。證明這一觀點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)則是色匹配實(shí)驗(yàn)。

　　色匹配實(shí)驗(yàn) 　　人類色覺的分解可以用實(shí)驗(yàn)的方法獲得

　　拿一張白紙，中間隔開一分兩半。左邊用真正的橙色光照亮，右邊用紅、綠、藍(lán)三種顏色的光混合照射。假如你不厭其煩的調(diào)整右邊三種光的亮度比例，終于在某個(gè)比例的時(shí)候左右的顏色看起來是相同的，恭喜你，你獲得了左邊橙色對應(yīng)的三原色值，完成了色匹配實(shí)驗(yàn)。

　　有了三原色理論的支持，理論上我們不需要發(fā)出可見光光譜上的每一個(gè)光波長，只要發(fā)出紅綠藍(lán)三種顏色的光然后在改變他們的比例就可以讓人誤以為他看到了某種特定的顏色，也就是對于顏色我們只需要關(guān)注這三種基本顏色的比例就好，并且規(guī)定當(dāng)紅綠藍(lán)三色比例相加永遠(yuǎn)等于1。接下來的問題就很簡單了，各種不同的顏色對應(yīng)的紅綠藍(lán)比例值都是多少?

　　色域圖 　　用數(shù)學(xué)的方法來描述顏色的范圍

　　首先用來測試的顏色當(dāng)然是最基本的顏色：可見光單一波長所對應(yīng)的顏色。由于人為的規(guī)定了RGB三色等比例相加等于1的時(shí)候?yàn)榘咨?，我們就可以用兩個(gè)顏色R和G的比例值作為平面坐標(biāo)系下的兩個(gè)方向軸，然后任意三個(gè)不同RGB比例都可以繪制在一個(gè)平面直角坐標(biāo)系中。以R比例作為橫軸，G的比例作為縱軸，采用色匹配試驗(yàn)的方法去獲取380-760nm的單色波長對應(yīng)的三色比例值如下圖所示：

　　這張圖有一個(gè)問題：顏色的坐標(biāo)出現(xiàn)了“負(fù)值”。而負(fù)值產(chǎn)生的原因是：有一些顏色是無法用RGB三色的疊加來實(shí)現(xiàn)的，對于這些顏色，需要將RGB中的一種顏色疊加在要匹配的顏色中去，也就是說對于某種特定顏色C，存在這樣一種情況：顏色C+紅色 = 綠色+藍(lán)色，這里的等號(hào)是指等效。如果將紅色將從左邊移到等式右邊，便有了負(fù)號(hào)。

　　但是負(fù)號(hào)的引入對于人們的使用有著諸多的不便，所以人為引入了虛擬的三個(gè)原色XYZ，然后通過數(shù)學(xué)變換的方法將存在負(fù)數(shù)的r-g坐標(biāo)系變換成了所有坐標(biāo)值都為正數(shù)的x-y坐標(biāo)系，如下圖所示：

　　上圖就是常見的CIE1931色品圖。CIE是國際照明委員會(huì)的簡稱，這套系統(tǒng)是在1931年正式被接受的。

　　然而基于x-y坐標(biāo)系下的CIE1931色域圖存在一個(gè)問題：該坐標(biāo)系下的色彩空間是不均勻的——從同一點(diǎn)出發(fā)，沿兩個(gè)不同的方向行進(jìn)相同的距離，色彩的變化量是不均勻的，有可能第一個(gè)方向變化了5種顏色，而另一個(gè)方向變化了將近500種。這樣就給實(shí)際的應(yīng)用帶來了很大的麻煩。為此，國際照明委員會(huì)在1960年的時(shí)候通過了一種新的色坐標(biāo)系統(tǒng)，將x-y坐標(biāo)系進(jìn)行數(shù)學(xué)上的變換，新的坐標(biāo)用u，v來表示，形成了1960 CIE-UCS色坐標(biāo)系統(tǒng)，如下圖所示：

　　在這個(gè)新的色坐標(biāo)系統(tǒng)中顏色的變化已經(jīng)比較均勻，然而隨著時(shí)間的發(fā)展更多的研究表明該坐標(biāo)系的上部所代表的顏色如黃、橙、紅等在現(xiàn)代的工業(yè)如食品、石油、油漆中應(yīng)用廣泛，但是這部分的區(qū)域卻較為狹窄。因此，在1976年人類又人為的將這部分空間放大，通過坐標(biāo)變換的方法得到了新的坐標(biāo)系u’,v’，即CIE1976 u’v’坐標(biāo)系，如下圖所示：

　　關(guān)于色彩空間的研究還在繼續(xù)，但是目前CIE 1976 u’v’坐標(biāo)系是一個(gè)國際通用且較為實(shí)用的色坐標(biāo)系統(tǒng)。可能由于歷史的原因CIE 1931 xy坐標(biāo)系出現(xiàn)的頻率更高，但是這兩種色坐標(biāo)系統(tǒng)是不矛盾的，可以通過數(shù)學(xué)的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

　　Pointer色域 　　你在自然界看到的實(shí)際顏色范圍

　　實(shí)際生活中我們所看到的物體反射的光譜其實(shí)很雜，并不是由單一的波長構(gòu)成。有一個(gè)叫M.R. Pointer的人做了一系列的實(shí)驗(yàn)，并且在1980年將結(jié)果以論文《The Gamut of Real Surface Colours (真實(shí)物體表面顏色色域)》的形式發(fā)表。從該論文摘要來看這位Pointer先生采樣了4089個(gè)真實(shí)物體的顏色樣本并獲得了它們在xy空間中的色坐標(biāo)。簡單的說：你能看到的自然界絕大部分顏色都在這個(gè)范圍里了，如下圖所示：

　　接下來的事情就簡單多了。既然顯示技術(shù)的目的是為了“還原物體的真實(shí)顏色”，那么我們其實(shí)不需要把可見光譜上的每一個(gè)顏色都實(shí)現(xiàn)，我們只要還原Pointer色域范圍內(nèi)的顏色就可以了。也就是說Pointer色域的實(shí)際應(yīng)用意義更大。對于三原色理論來講，具體要做的事情就是選擇合適的三原色坐標(biāo)，使得三個(gè)點(diǎn)所圍成的三角形盡可能的覆蓋Pointer色域的范圍。

　　ITU-R BT.709建議的色域

　　隨著廣播電視相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電視技術(shù)逐漸取代了傳統(tǒng)的模擬電視技術(shù)，高清晰度電視(HDTV)也開始嶄露頭角。1989年ITU(國際電信聯(lián)盟——聯(lián)合國下屬組織，當(dāng)時(shí)名為CCIR，即國際無線電咨詢委員會(huì))將Pointer色域定為HDTV的目標(biāo)色域。在1993年，ITU正式通過了標(biāo)題為“Basic parameter values for theHDTV standard for the studio and for international programme exchange ”，編號(hào)為ITU-R BT.709-1的建議。編號(hào)中的R代表Radiocommunication(無線電通訊)，B代表Broadcasting(廣播)，T代表Television(電視)。從名字就可以看出該建議是針對HDTV提出的。在該建議中，規(guī)定了三原色色坐標(biāo)如下：

　　將該色域圖繪制在CIE1976色坐標(biāo)系統(tǒng)中如下圖：

　　按照這份標(biāo)準(zhǔn)最終得到的色域覆蓋了67.5%的Pointer色域。該色域的面積小于NTSC色域面積。BT. 709最后一次更新是在2002年，版本號(hào)為BT. 709-5。

　　中航國畫激光投影色彩管理方案

　　在當(dāng)前投影機(jī)光源技術(shù)不斷進(jìn)化的同時(shí)，人們依然把焦點(diǎn)放在投影機(jī)的亮度和對比度指標(biāo)上，色彩往往不受人們的關(guān)注，是色彩表現(xiàn)出來的差異總能讓人們一眼就能對當(dāng)前顯示的畫面做出判定，因此色彩才成為專業(yè)性設(shè)備最重要的性能指標(biāo)。

　　投影機(jī)由輸入到輸出，將輸入的視頻圖像信號(hào)通過光線呈現(xiàn)在熒幕上，在這個(gè)過程中我們需要做的就是將差異做到最小化，只有提供最為精準(zhǔn)的色彩定義和色彩匹配，才能使我們所看到的、相機(jī)拍攝記錄的、投影顯現(xiàn)的三步統(tǒng)一，這也是我們當(dāng)前作為顯示設(shè)備必須去完成的技術(shù)流程，并努力使投影顯現(xiàn)出來的畫面還原度能夠更高，更真實(shí)。

　　國畫投影機(jī)采用ELPD技術(shù)，在努力提升效率的同時(shí)，不斷提高畫面的色彩顯示效果，最新款機(jī)器搭配紅色激光不僅將單色純度提高一級，也將色域面積提升10%，一方面為了能更好的還原色彩真實(shí)度，另一方面我們也提供了多模式的顯示效果以滿足不同客戶的顯示需求，以使不同畫面色彩要求達(dá)到滿足，為此我們在光學(xué)設(shè)計(jì)、色彩配比、圖像處理以及情境模式設(shè)定等各個(gè)方面著手以求將顯示效果達(dá)到令客戶滿意的狀態(tài)。

　　中航國畫4K雙色激光工程機(jī)LP50UM

　　亮度：ANSI 6000lm

　　分辨率：4K UHD (3840 x 2160)

　　紅藍(lán)雙色激光

　　ELPD激光顯示技術(shù)

　　超過20000小時(shí)(光衰不高于50%)

　　主動(dòng)式3D

　　電動(dòng)調(diào)焦/變焦，投射比：1.47 - 1.76：1

　　支持PIP/PBP

　　支持720度自由安裝

　　投影尺寸：60~300

　　HDBaseT支持網(wǎng)絡(luò)控制和視頻流

　　支持DisplayPort、DIV、HDMI、VGA

　　特點(diǎn)：

　　超高清分辨率

　　色彩飽和、真實(shí)

　　信號(hào)快速自動(dòng)搜索

　　長壽命、高可靠性

　　密封模組設(shè)計(jì)全方位立體防塵

　　全金屬外殼，防火防塵防靜電

　　運(yùn)營安全度高

　　7*24小時(shí)全天候工作

　　5km高海拔工作

　　關(guān)于中航國畫

　　上海航空電器有限公司成立于1954年，隸屬于中國航空工業(yè)集團(tuán)公司，是中航航空電子系統(tǒng)股份有限公司(上市公司，股票代碼：600372)全資子公司?，F(xiàn)有閔行、金山兩個(gè)廠區(qū)，總占地面積近12萬平方米，擁有5家控股子公司，在職員工1100余人。

　　作為誕生于抗美援朝期間的新中國航空工業(yè)企業(yè)，60多年來，公司順應(yīng)國防建設(shè)戰(zhàn)略，抓住改革開放和航空機(jī)載行業(yè)飛速發(fā)展的歷史機(jī)遇，從最初的飛機(jī)電器零件維修起步，一路櫛風(fēng)沐雨，為國家重大裝備建設(shè)做出重大貢獻(xiàn)。期間，公司積極響應(yīng)國家號(hào)召，向大西部輸出優(yōu)勢人才及技術(shù)設(shè)備，先后援建、包建了多家航空機(jī)載電器企業(yè)。進(jìn)入新世紀(jì)后，公司堅(jiān)持聚焦戰(zhàn)略，對核心專業(yè)領(lǐng)域持續(xù)進(jìn)行研發(fā)投入，以客戶需求和前沿技術(shù)驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。公司每年將銷售收入的10%以上投入研發(fā)，超過40%的員工從事創(chuàng)新、研究與開發(fā)工作。公司獲得多項(xiàng)發(fā)明專利和國防科技進(jìn)步獎(jiǎng)，擁有國家認(rèn)定企業(yè)技術(shù)中心、國家認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室以及配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等專業(yè)級實(shí)驗(yàn)室。