2018年12月03日 | 你买的贵价屏幕只是半成品？谈谈色彩管理那点事

近年来，越来越多的朋友用上了广色域屏幕。特别是在手机领域，随着AMOLED屏幕的普及，广色域屏一下子就变得常见了起来。和普通的sRGB色域屏幕相比，广色域屏幕能够带来更丰富的色彩，但这是否意味着这块往往更昂贵的屏幕，看着也会更养眼、更精彩？这倒却未必。

P3等广色域已经越来越普及

　　很多换用了广色域屏幕的朋友都有察觉，广色域屏幕在很多时候色彩额外鲜艳，看着特别刺眼。特别是在手机当中，换用了广色域AMOLED屏幕后，关灯被窝里玩手机眼睛甚至会酸痛得泪止不住流。这除了AMOLED屏幕低频PWM调光的影响外，广色域屏幕色彩过饱和也是一大重要原因。

　　广色域屏幕的确有能力显示比普通sRGB屏幕更饱和的色彩，但如此辣眼的表现，是否就是其应有的水平？并不如此。广色域屏幕的糟糕表现，往往和色域转换过程中造成的色准失真有着密切关系。由于缺乏较色和色彩管理，大家日常使用的显示器也好手机屏也好，甚至可以说只是半成品！今天，我们就以广色域屏幕为契机，谈谈色域和色彩管理的那点事吧。

　　简谈色域：到底什么是广色域？

　　得益于AMOLED屏幕的普及和厂商的宣传，就算你不是一名专业玩家，最近几年应该也对“广色域”这个名词印象深刻。广色域自然是相对于普通色域而言的，那么到底什么是色域？简单通俗地讲，就是颜色的范围。屏幕往往不能反映出人所能看到的所有颜色（CIE-XYZ全色域），广色域屏幕也只是相较于普通屏幕能显示的颜色范围更广一些，有能力显示出更加鲜艳的颜色。

不同色域能显示的色彩丰富度不同，除此以外色域还有不同的系统，例如CMYK的坐标和RGB不一样

　　那么色域要怎么表示呢？自然界的颜色要用屏幕显示出来，那么就需要对颜色进行编码——某种颜色，能用固定的参数来表示，计算机才能将其识别并转换成视觉信号。由于屏幕可发光，因此一般使用的是RGB编码的色域，也就是将红、绿、蓝三种颜色都编成相应的参数，三种光色混合就能够显示出各种色彩。

RGB颜色系统的色域，一般常见于发光介质，三种光色混合可以发出不同颜色

　　RGB这个颜色系统比较常见于显示器等计算机用的设备，除了RGB外，色域还有YUV（明度、色度、饱和系统，可兼容黑白信号，常用于电视）、CMYK（青色、洋红、黄色、黑色系统，常用于不发光的介质，例如打印机的油墨）等编码的颜色系统。不同的颜色系统的色域，是能够通过公式计算后相互转换的。例如显示器的色域一般是RGB系统的，但输出YUV信号的PS4接到显示器中，也能够正常显示色彩。

CMYK颜色系统，常见于打印机油墨

配合电视工作的设备，一般使用YUV颜色系统的色域，例如PS4，能兼容黑白显示设备

　　那么广色域指的到底是什么呢？这并不是一个严格的概念。根据现在的宣传，在手机屏和电脑显示器当中，广色域一般指的是高于100%sRGB色域的设备。用sRGB标准就足以标定色域的屏幕很常见，而在RGB的颜色系统中，Adobe RGB、DCI-P3/Display-P3都是比sRGB更广的色域，如果屏幕能够比较好地支持Adobe RGB或者P3色域、能够用这些色域来进行标定，那么商家往往就会将其宣传为广色域屏幕，这类屏幕通常也有能力显示出更鲜艳的颜色。

　　为什么广色域屏幕会出问题

　　前面提到，不同色域可以相互转换，RGB色域的屏幕也可以显示YUV色域的信号。不同颜色系统尚且如此，RGB广色域、普通色域屏幕自然也能够显示相互的内容。例如，sRGB色域的图片，也是可以在Adobe RGB色域的屏幕当中显示的，反之亦然。

　　然而，能显示并不等同于效果完美，前文所提到的广色域屏幕颜色太过鲜艳、过饱和的情况，就是问题所在了。

广色域屏幕（左）往往会过于鲜艳丢失细节，大家可以对比草地的颜色，明显已经失真

　　之所以会出现这样的情况，是由于色彩管理不完善所导致的。什么是色彩管理？如果某个设备显示不同色域的内容，需要进行色彩换算；而色彩管理的作用就在于，保证色彩换算尽可能精确，让不同色域的设备显示的色彩都尽可能保持一致。

　　举个例子，相机拍的照片使用了Adobe RGB色域，把照片导入到电脑进行后期处理，显示器是sRGB色域，最后将照片打印出来，打印机使用的是CMYK色域。那么要如何保证在不同的设备上，照片上的红花不变成橘花、蓝天不变成青天、白墙不变成粉墙？想要呈现的颜色没有太大偏差，就需要有精确的色彩管理方案提供支持了。

色彩管理的作用下，可以看到同样的颜色，在不同色域的坐标是不同的，色彩管理可以确保颜色不失真

　　如果没有完善的色彩管理方案，利用广色域显示普通色域的图片，颜色往往会艳丽得不自然。其实出现这种情况很好理解，例如一张红色的图片，它采用的是sRGB色域，红色的饱和度是sRGB最高的10（粗略举例，并不是实际参数），在sRGB屏幕上所显示的红色是正常的10；但到了广色域屏幕上，红色的饱和度最高值是15，缺乏色彩管理的话，这张图片的红色就会被拉到同样是最高的15的饱和度，看着就相当刺激了。如果有色彩管理的话，这张图片在广色域屏幕上红色饱和度也会被映射到10，保证色彩精准。

　　在很多情况下，色彩管理并不需要特别的硬件，它往往是可以通过软件层面来解决的，但遗憾的是众多设备对色彩管理这块都并不上心。

PhotoShop当中的色彩管理，可以正确映射各种色域

Windows其实也带有色彩管理，但很多软件甚至系统本身某些时候都不会使用这个机制

　　例如Windows 10系统，其主推的UWP应用色彩管理非常糟糕，分分钟就出现饱和度爆表的情况。所幸的是传统的Win32软件还是可以拥有比较好的色彩管理方案的，但这也和软件自身有关，例如PhotoShop这样的专业软件色彩管理就比较完备，而Chrome在长时间以来都用脚做色彩管理，在近期版本才有所改善，也算是可喜可贺了。

Chrome（左）可以将SRGB图片映射到P3广色域正确显示，而UWP的Edge（右）却过饱和丢失细节

　　而安卓系统，基本上没有色彩管理这一说。尽管安卓系统支持选择不同的色域，例如sRGB、广色域等，但无论是系统本身还是APP，都不带有色彩管理。因此，如果你在广色域屏幕的安卓机上，往往就会察觉到颜色特别刺眼，需要在系统中把色域切换为sRGB才得以解决。这主要是由于大部分的图片等视觉素材，都是基于sRGB色域，在没有色彩管理的广色域屏显示会出问题。为了色彩正常，广色域的安卓机不得不切换为普通sRGB，白白浪费了好的硬件基础。

安卓机只能提供系统全局的色域设置，不能对不同色域进行色彩管理，想要颜色精准只能阉割广色域

　　那么有没有比较好的榜样？苹果就是这样的存在。无论是macOS还是iOS，都具备完善的色彩管理。而难得的是，一些苹果设备在出厂前还做过较色，色彩更加精准。为何平面设计师、视频剪辑师爱用苹果设备？如果你干这行，肯定不希望看到几部电脑几部打印机本该显示同一种颜色时，往你脸上糊几种斑斓的情况。而用苹果的话，就可以让你在这方面不那么的心力交瘁。

　　总结

　　在以往，大多数消费电子设备的屏幕都基于sRGB色域，这和多媒体普遍使用的色域是契合的，因此色彩管理方面的问题并不那么突出。但到了广色域屏幕日渐普及的今天，色彩管理并没有跟上，这令广色域屏幕表现得犹如半成品。希望Windows和安卓能够拿出更靠谱的色彩管理方案，真正发挥广色域屏幕的长处，为用户带来更好的体验吧。