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顯示器的顏色由其“色域”、“色深”和“動態范圍”決定。
色域（例如 WCG）決定了可以從給定的“色彩空間”（Rec.709、Rec.2020、DCI-P3）（即顏色范圍）中顯示哪些特定顏色。
顏色深度（或“位深度”，例如 8 位、10 位、12 位）決定了在給定顯示器上可以看到多少不同的顏色變化（色調/陰影）。
動態范圍（SDR、HDR）決定了特定顏色的亮度范圍——從最暗的陰影（或色調）到最亮的。
為了適應不同顯示器的變化，將亮度作為第三個維度集成到傳統的二維色域圖中以創建色體積。顏色體積是在所有可用色調、飽和度和亮度下的所有可用顏色的集合。
這篇“回歸基礎”的第一篇文章將涵蓋人眼如何感知顏色、色域定義等主題。我們希望這份材料能幫助您將這些點聯系起來。
對色彩空間領域的行業發展著迷？
顏色和人眼 - 什么是顏色以及我們如何看待它？
顏色是我們的眼睛通過我們的大腦解釋光信息而檢測到的視覺感知。當光線照射到物體上時，物體會吸收一部分光線并反射其余部分。被吸收或反射的光波長取決于物體的特性。當光線從物體反射回來時，它會撞擊眼睛后部的感光視網膜。視網膜有數百萬個稱為視錐細胞的特殊色素細胞，在人類中，這些細胞具有三種不同的光譜敏感性——短、中和長。視錐細胞負責我們的三原色視覺。
人眼可以檢測到波長范圍從大約 380 nm 到 780 nm 的可見光。簡而言之，每種錐體都專注于特定的波長。紅色調的波長較長，綠色 - 中等，藍色 - 較短。因此，當物體反射的光照射到視錐細胞時，會在不同程度上刺激它們。然后，由此產生的信號通過視神經傳輸到負責顏色解釋的大腦視覺皮層。
所有顏色都是由紅色、綠色和藍色調組合而成。當混合顏色穿過人眼時，組合物中的許多波長會刺激相應類型的視錐細胞，從而啟動用于識別和解釋的光學網絡。許多不同的光波長組合可以產生相同的顏色感知。
光強度是影響我們如何感知顏色的另一個重要特征。色溫表示構成光的各種波長的相對強度。色溫以開爾文 (K) 為單位表示——較低的溫度意味著更紅的光，而較高的溫度則產生更藍的光。在這種情況下，顏色表示為溫度，因為物體在加熱到高溫時會輻射出不同的光頻率。
色彩空間——我們如何測量色彩？
在顯示領域，有許多映射顏色的標準，其中 CIE 1976 1被信息顯示協會 (SID) 推薦為權威的顯示測量標準。色度圖是映射顏色空間的首選方法，因為它們僅測量顏色質量，隔離其他因素（例如亮度）。色彩空間被定義為人眼感知的可見光的統一表示。它將所有顏色映射到一個網格，為它們分配可測量的光譜吸光度值，允許比較顏色和描述色域標準。
CIE 色度圖通過亮度參數和表示色調和飽和度的兩個色度坐標來映射光的光譜分布。普通人可見的所有色調都包含在“馬蹄形”圖中。“馬蹄鐵”的邊緣——光譜軌跡——代表光譜顏色的最大飽和度，由光的波長（以納米為單位）測量。紫色線是連接光譜軌跡兩端的直線，它代表完全飽和的顏色，是紫色 (360nm) 和紅色 (780nm) 的組合。不飽和的顏色位于中心，從白色散發出來。圖表白色區域中的曲線顯示以開爾文為單位的絕對色溫。
上面顯示的 CIE 圖是使用加色混合實現的一組顏色的可視化。當使用加法三原色系統時，可以通過混合不同波長和不同亮度的光來創建新顏色。此圖表示正常人眼可見的完整顏色子集。不過，為了描述設備上可用的一系列顏色，業界使用了色域的概念。
色域是顯示器可以產生的顏色范圍的量度。雖然正常人類視覺的范圍涵蓋了整個 CIE 圖，但通過顯示技術實現它僅在理論上是可能的。因此，顏色標準在圖表中表示為三角形，定義了可以通過在其角處組合顏色來實現的顏色子集。近年來，隨著色域逐漸變大，顯示色彩空間標準不斷發展。
色域標準演變
了解色域覆蓋對于評估顯示技術及其生成逼真色彩的能力至關重要。大多數顯示設備使用 RGB 顏色模型來定義每個像素的顏色。上面的色度圖說明了使用這三個原色我們可以覆蓋大部分顏色空間。
RGB 和 sRGB
RGB 標準，稱為 ITU-R Recommendation BT 709 或 Rec 709 2，于 1990 年獲得批準。RGB 僅涵蓋 CIE 1976 u'v' 圖的 33.2% 的色度。sRGB 標準創建于 1996 年，使用與 Rec 709 相同的原色和白點。這是消費電子產品最常用的色域。這個色域仍然很窄，僅涵蓋CIE 1976 u'v' 色度的 38.7%。
DCI-P3
2007 年發布的 DCI-P3 3色彩空間使用與 Rec 709 和 sRGB 色彩空間相同的藍色原色，但它采用不同的綠色和紅色原色。DCI-P3 的紅原色是 615 nm 的單色，綠原色是略微偏黃的綠色，但更飽和。DCI-P3 比 sRGB 色域大 26%，覆蓋了 CIE 1976色度圖的 41.7%。
英國電信 2020
ITU-R Recommendation BT 2020，或簡稱 Rec 2020，建立了最寬的顯示色域，需要單色 RGB 原色（467 nm、532 nm 和 630 nm）。這個色域非常寬——它比 sRGB 大 72%，比 DCI-P3 大 37%。生成的色彩空間覆蓋了 CIE 1976色度圖的 57.2%。
Rec 2020 比色法的采用率持續增長，但是合規性需要更明確的定義，因為 100% 的這種色彩空間在物理上是無法實現的。目前，只有少數顯示器接近提供 Rec 2020 色彩空間。
使我們能夠更接近 BT 2020 覆蓋要求的最有前途和最現實的技術之一是量子點顯示器。
結論
寬色域可產生最逼真的圖像質量和最鮮艷的色彩。這個內容的第二個系列涵蓋了顏色深度的定義，之后我們計劃依次制作動態范圍和顏色體積的顏色相關系列。
參考
CIE（國際照明委員會）于 1931 年定義了最初的 CIE 標準。在其 1976 年的修訂版中，該標準采用了更線性的色彩空間，最大限度地減少了感知顏色的變化并使顏色比較更加準確。
ITU-R 建議書構成了一套國際技術標準，由國際電信聯盟 (ITU) 的無線電通信部門（前身為 CCIR）制定。
DCI 代表 Digital Cinema Initiatives, LLC，這是一家由主要電影制片廠組成的合資企業。
半峰全寬 (FWHM) 是指定光譜寬度的方法，計算為光譜曲線上函數達到其最大值一半的點之間的差異。
關鍵術語詞匯表
顏色是我們的眼睛通過我們的大腦解釋光信息而檢測到的視覺感知。
人眼對波長的敏感度：人眼可以察覺波長范圍在380nm到780nm左右的可見光。
色溫表示構成光的各種波長的相對強度。
色彩空間被定義為人眼感知的可見光的統一表示。
色域是顯示器可以產生的顏色范圍的量度。
光譜軌跡 - 表示由光的波長（以納米為單位）測量的光譜顏色的最大飽和度。
紫色線是連接光譜軌跡兩端的直線，它代表完全飽和的顏色，是紫色 (360nm) 和紅色 (780nm) 的組合。
