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從手機屏幕色彩淺談色彩管理

2018-05-16 12:15:31周亞東王瑋
上海包裝 2018年4期
關鍵詞:色彩設備管理

■ 文/周亞東、王瑋

(1、山東大眾報業集團半島傳媒股份有限公司;2、西安理工大學印刷包裝與數字媒體學院)

一、手機屏幕色彩發展現狀

目前只能手機主流的屏幕可分為兩大類,一種是LCD(液晶顯示器),目前大多數的手機屏幕都是LCD屏幕。另一種是OLED(有機發光二極管)。這兩類材質的屏幕,在色彩再現上有很大的差別。2016年,蘋果首次在手機上使用廣色域屏幕,材質是IPS,屬于對LCD屏幕的寬視角改進產品,支持Wide Color廣色域,讓iPhone 7的顯示效果更加出眾,色彩還原更加接近真實。iPhone 7拍攝的照片,在本機上顯示效果可以和專業級別的相機相媲美,但是將照片傳送到Android手機上,色彩會發生比較明顯的失真,圖像顏色,細節等方面,沒有在iOS系統上顯示的那么逼真。與之相同,在Android手機上拍攝的照片,傳到iPhone上顯示,其效果也沒有在本機上顯示的好。那么到底是什么原因導致這種現象呢?

sRGB色彩空間是惠普和微軟共同開發的標準顏色空間,受限于落后的顯示技術,在制定色域空間時比較保守,導致很多顏色無法被顯示出來。之后Adobe RGB與Apple RGB兩個色彩空間也相繼問世,相比sRGB,擁有更寬廣的色域和良好的色彩層次表現。后來源于美國電影行業的DCI-P3 色彩空間,DCI-P3是電影行業中應用非常成熟的標準,相比sRGB色域空間提升了25%,因此所呈現出來的顏色更加豐富。不同材質的屏幕,其顯色能力也有所不同。目前市面上大多數移動設備色彩空間都是sRGB色域,而iPhone 7是DCI-P3廣色域。將圖片傳到不同設備上進行顯示,首先要經過設備文件,進行顏色轉換。各個顏色空間表達顏色的能力大相徑庭,而這種不同正好反映出了我們平時使用的屏幕顯示能力的差距,同一個顏色在不同屏幕上看上去很有可能是不同的顏色,所以我們不得不在若干個顏色空間中進行轉換,而色彩不一致問題,就出現在了轉換的過程中。

由于不同制造商的品質、能力有差異,表現出來的色彩無法統一,再加上使用者自行校正后,更是沒有統一的標準。為了減少色彩在不同設備、系統上所造成的差異,建立一套完善的色彩管理系統,從而減少色彩轉換時可能產生的色差或者失真,提高用戶體驗。

二、色彩管理的步驟

顯示器色彩管理就是在不同的設備上進行色彩匹配,盡可能地實現色彩再現,以達到精確的色彩復制。目前使用最多的方法就是ICC色彩管理系統,它是由國際色彩協會(International Color Consortium)提出的一種針對ICC標準格式的系統,通過這個標準,修正各個設備在描述相同顏色時的差異,盡可能減少顏色轉換時可能產生的色差以及失真。

基于ICC的顯示器色彩管理實施主要有以下三個步驟:

(一)設備校正(Calibration)

使設備處于穩定、正常的工作狀態,通常是指將屏幕亮度、顏色等參數調整至ICC特性文件描述的初始狀態,對手機來說,大多數都是將手機屏幕等參數調至出廠狀態。

(二)設備特征化(Characterization)

當所有設備都校正完成,將各個設備的顏色特性作為特性文件進行記錄,主要包括設備的顏色特征和色域范圍等。一般顯示設備,在出廠時都會建立好ICC文件,在進行色彩管理時,直接調用ICC文件。ICC文件主要是描述色域的大小、動態范圍(黑白亮度范圍)、階調層次復制特性等,如果用戶需要自己進行校正,則需要自行通過軟件測試的方法建立ICC文件,然后再調用文件進行色彩管理,但是目前對手機屏幕進行校正,用此方法的比較少,此方法大都是對顯示器進行校正時使用。

(三)色彩轉換(Conversion)

通過源ICC文件,將源設備色轉換到PCS顏色空間,再通過目標設備ICC文件,將顏色由PCS空間轉換到目標設備空間。比較常見的ICC文件是基于LUT(Look-Up Table)顏色轉換查找表的。一般LUT被置于操作系統色彩管理模塊或者顯卡驅動中,比較高端的顯示器也會內置LUT。首先將源設備顏色經過已經建立好的查找表,查找與之對應的PCS(設備無關色空間)的坐標,如果查找表中沒有對應的顏色坐標,則通過插值的方式得到精確坐標。再通過相同的方法,將顏色從PCS轉換到目標設備空間,輸出目標設備所對應的顏色值,盡可能的減少色差。

色彩管理的目的就是使得顏色在不同設備上無差別的顯示,但是不同的設備,色域大小不同,顏色很難在目標色彩空間中全部復制。為了達到復制的目的,通常把顏色范圍和階調作適當的壓縮,以使得能夠達成設備和設備之間的顏色精確匹配。將目標設備色域外不能被復制的色彩叫做色域外色彩。對于這部分色域外色彩,使用不同的映射意圖將其轉換到目標設備色域之中。主要有四種映射意圖:

(一)可感知映射意圖

保持原有的色彩關系,將源設備空間等比例壓縮到目標設備空間。由于人眼對各種顏色之間的關系比較敏感,因此這種可以用來做高質量的圖片還原,注重色彩關系的攝影等方面。

(二)飽和度優先

不太注重色彩之間的準確關系,優先保護高飽和度色彩的還原,比較適合用于圖形、圖表和地圖等領域。

(三)相對色度

對于色域外顏色進行裁剪,使用與之相近的顏色來代替,優先白平衡的色彩再現。適用于色彩精度高的色彩還原,比如藝術品。

(四)絕對色度

精確匹配色度值,使得色相準確再現,但是飽和度和明度會有很大的損失。不同的映射意圖得到的效果有比較大的差別,因此,具體選擇哪種映射意圖,還要根據具體情況而定。

通過對設備進行校正,特征化以及色彩轉換步驟后,就實現了對設備的色彩管理。使得色彩還原更加準確,提高用戶體驗。

三、總結

目前大多數屏幕色彩管理系統主要是針對顯示器進行色彩管理,而隨著手機屏幕材質的更新換代,手機分辨率越來越高,色彩顯色越來越細膩,人們對色彩再現的要求會越來越高,以后對手機屏幕的色彩管理,將會是一個發展趨勢。目前手機廠商會通過對設備進行系統升級,對色彩轉換進行優化,但是不同廠商的優化程度不同,導致顯示結果差異很大。因此需要對手機屏幕方面建立一個色彩管理標準,建立色彩管理系統,從而實現色彩的精確復制。

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