廣色域

在計算機圖形處理中，色域是顏色的某個完全的子集。顏色子集最常見的應用是用來精確地代表一種給定的情況，例如一個給定的色空間或是某個輸出裝置的呈色範圍。1931年，國際照明委員會CIE制定了CIE1931RGB系統，規定將700nm的紅、546.1nm的綠和435.8nm的藍作為三原色，後來CIE1931-xy色度圖成為描述色彩範圍最為常用的圖表。色域就是在這張圖上所覆蓋的範圍，而這個範圍就是由RGB三種純色的坐標所圍成的三角形或者多邊形(增加補色)的面積。

一般在PC監視器應用方面，多以sRGB為標準的色域定義，sRGB是微軟作業系統所提供的標準定義，而在AV應用方面，採用的多是NTSC定義，在顏色涵蓋度方面要比sRGB來得廣。但是色域並不是越廣就越好，即使監視器本身能夠達到超高色域，但是這些多出來的顏色不一定能為人眼所辨識， NTSC算是普偏公認的色域定義標準，而在部分特殊應用上(如印刷或印前作業)，也有使用廠商自訂的色域規範。而顯示裝置所能提供的顏色範圍能夠涵蓋多大比例的特定色域定義，我們就可以將之稱為符合70%的NTSC色域飽和度，或者是符合90%的sRGB色域飽和度等。

色域的呈現主要在背光的選擇上，眾所周知，液晶面板本身並不發光，而是必須透過背光的光線才能夠顯示畫面。無論是台式LCD，還是筆記本屏幕主要是使用CCFT(Cold Cathode Fluorescent Tube，冷陰極熒光燈)來作為背光源。傳統CCFL燈管在螢光材質上的限制，紅光呈現能力偏弱，加上所搭配的彩色濾光片的混色效果較差，最終呈現的色域飽和度不佳，導致主流的LCD監視器或電視在色域呈現能力上不足，色域範圍只有NTSC標準的65%～75%。當顯示器的色域範圍超過這個標準，就被稱為廣色域。(註：廣色域並不是一定很嚴謹的說法，只是為了與普通LCD的色域標準有所區，才有廣色域這一說。)說的直觀點，色域越廣顯示的色彩就越豐富，最終可以獲得更加真實的色彩還原。

針對CCFL背光技術存在色域表現不理想的缺點，LCD廠商一直有努力改進新一代LCD在色彩顯示的效果，已經有相當一部分主流LCD顯示器支持的色域達到NTSC的90%以上，甚至到了97%，這也就是我們要說的廣色域液顯顯示器。廠商提升液晶顯示器廣色域的方法主要有增加原色數目及改用更先進的背光技術。

增加原色數目，就是通過採用多原色(例如，4原色、5原色或6原色)的組合設計方式，增大欲複製的色域範圍，常見的就是採用多色彩色濾光片。比如，同樣是使用CCFL作為背光燈源的模塊基礎下，奇美電子就開發出了採用4色以上多色濾光片來作為色彩表現，分別是在原有的R(紅色)、G(綠色)和B(藍色)3色上，增加了追加了Y(黃色)和C(青色)的5色濾光片的面板，這樣可以擴大液晶色彩表現範圍，以增加Y(黃色)和C(青色)，及增加Y(黃色)的面板為例，其色彩表現範圍與NTSC範圍相較，分別為115%和109%。而增加白色的彩色濾光片的目的僅為提高面板整體的亮度。這種方法亦不失為一種有效的廣色域顯示設計方法，不過這並不能根本上解決問題，影響色域呈現能力主要還是在背光模組技術方面。因此廠商在CCFL基礎上又推出了W-CCFL背光技術來提升LCD的色域值。W-CCFL只是在屏光材質進行改良，在CCFL基礎上採用了特殊的塗層就能將色域飽和度從原本的72%NTSC提升到92% NTSC的程度，相對於多色濾光片方案來說幾乎不會增加成本，因此大多數主流廣色域液LCD顯示器都是採用此此種背光技術。只要是色域範圍在 NTSC90%左右者，幾乎都是此類燈管。當然，這是在CCFL光源的基礎下，利用以上技術可以來達到提升色域的目的，但是終究由於先天的限制，無法大幅度的讓色彩表現範圍擴大。這時廠商們將目光放到了LED背光技術之上。

LED 英文全稱為Light-Emitting-Diode，中文叫發光二極體，是一種將電流順向通到半導體PN結處而發光的器件。LED最顯著的優點是擁有更好的色域，色彩表現力強於冷陰極熒光燈背光，可對顯示色彩數量不足的液晶技術起到很好的彌補作用。LED背光源的色域範圍甚至超過最 高等級的 Adobe RGB和NTSC色彩標準，令LCD顯示器可擁有極為出色的色彩表現(與NTSC規格相比，採用LED背光的LCD顯示器色域範圍一般可以達到它的 105%。

不過，LED背光源系統的成本要遠高於冷陰極熒光管。LED背光模組零組件的價格平約為CCFT的5倍左右，屏幕尺寸越大，採用LED背光技術的成本就越高。這也是為什麼採用LED背光技術的廣色域液晶的售價高居不下的原因。

首先，我們需要搞清楚色域到底是個什麼概念。色域 Color Gamut，就是指某種設備所能表達的顏色數量所構成的範圍區域，即各種屏幕顯示設備、印表機或印刷設備所能表現的顏色範圍。在現實世界中，自然界中可見光譜的顏色組成了最大的色域空間，該色域空間中包含了人眼所能見到的所有顏色。

伴隨“色域”這一辭彙，我們還常常能看見“色彩空間color space”這一名詞。色彩空間的是指某種顯示設備能表現的各種色彩數量的集合，色彩空間越廣闊、能顯示的色彩種類就越多，色域範圍也就越大。

為了能夠直觀的表示色域這一概念，CIE國際照明協會制定了一個用於描述色域的方法：CIE-xy色度圖。在這個坐標系中，各種顯示設備能表現的色域範圍用RGB三點連線組成的三角形區域來表示，三角形的面積越大，就表示這種顯示設備的色域範圍越大。

在不同的設備領域，還有一些不同的色域標準，而在廣播電視領域，我們最常用到的則是NTSC色域標準。

NTSC色域標準的是NTSC電視制式的一部分，由於使用的比較廣泛，因此已經成為衡量各種顯示設備，特別是電視機色域表現能力的標尺。但是， NTSC色域的範圍仍然是一種局限性比較大的標準，其空間相對較小，因此也受到了其他色域標準的競爭壓力，例如prophoto RGB、xvYCC色域等廣色域標準。

色深

另一個容易和色域混淆的概念是就是電視面板的色深。主流的液晶面板都採用的是每種原色8bit的色深，而SONY又推出了10bit液晶面板驅動技術，因此總有人會認為高色深帶來了更寬廣的色域，而這恰恰是一個誤區。採用高bit帶來的好處是色彩的精度會大大增加，而並不會提升顯示設備的色域範圍。

由於平板電視內部都是數字處理電路，所以每種色彩的都會用各種二進位數值來表示。以8bit為例，一個8位的2進位數可以表示從0-255共256 個數值，即某種色彩只有256級差別，而採用10bit后，則表示的數值範圍會擴展到從0-1023，可以描述出1024個色彩級別。所以對於同樣的原始信號而言，用高色深相當於用更加精確的數量級來描述原始信號，而不會改變原始信號本身。所以，高色深只能讓顯示設備表現的色彩更加精確，色彩之間的過渡更加平滑，而對色域並沒有什麼提升作用。

在了解了色域的概念和表示方法后，我們再探討一下廣色域的問題。廣色域電視這一名詞的由來是相對於主流平板電視而言。市面上最常見的液晶電視，它們能表現的色域範圍一般都不大，普遍在NTSC色域的70%範圍左右，因此並不能提供很好的色彩效果，為了提升電視機的畫質，實現高質量的色彩效果，電視廠商們則開發了各種新的技術，能提高電視機表現的色域範圍，實現比正常NTSC70%高的多的色彩範圍。

要提到廣色域，就不得不說比較熱門的一個標準，那就是xvYCC色域標準。xvYCC是ExtendedVideo YCC的簡稱，用於表示擴展影像的色彩範圍。自2005年日本電子信息技術產業協會(JEITA)把xvYCC規範提交給CIE國際照明協會後，就被採納並成為新一代顯示設備的色彩規範，因此在一些比較新的電視上，都能看到對xvYCC色域的支持，例如索尼推出的X系列、W系列BRAVIA液晶電視等。

當然，廣色域電視還是一個比較籠統的稱謂，一般來說，只要是色域範圍能超過80%NTSC標準的電視機，我們都可以把他稱之為廣色域電視機。相比於普通的液晶電視，廣色域電視的優勢主要體現所能呈現出來的色彩更加豐富、更加鮮艷，能大幅度提升用戶的視覺感受。因此，在實現了全高清解析度之後，廣色域成了廣大電視廠商所追求的熱點。

介紹了廣色域電視之後再來介紹一下廣色域液晶顯示器。通用的色域主要有三個，分別為：sRGB、NTSC和Adobe RGB。在顯示器領域中用戶更多的是以sRGB和Adobe RGB作為考量標準， sRGB色域推出時間較早，使用範圍十分廣泛，設備之間的色彩空間模擬性更好，它可以滿足我們大部分使用者的需求，如辦公，網頁瀏覽，遊戲娛樂等，Adobe RGB的色域擁有更加寬廣的色彩空間以及sRGB沒有完全覆蓋的CMYK色彩空間，所以更加適合用於列印、攝影、設計等領域的專業用戶。根據sRGB和Adobe RGB這兩個標準，顯示器所能達到的其數值的不同，將顯示器分為三類：普通色域顯示器、消費級廣色域顯示器和專業級廣色域顯示器，下表可以清楚的表示按色域值的顯示器分類。

現今市面上大多數的在售顯示器都是普通色域顯示器，只有少部分用於專業設計的高端、專業顯示器可以擁有100%的sRGB和Adobe RGB色域。

廣色域顯示器與廣色域電視相同，主要的優勢也是可以呈現出更加豐富、更加艷麗的色彩。不同是，顯示器不單單被用於娛樂、還與日常工作密不可分，所以廣色域顯示器除了大幅提升用戶感受外，在被用於專業攝影調色、設計工作或專業列印時還可以呈現出更加真實的色彩，更好的滿足用戶的專業需求。

業界的共識就是採用LED背光才是提高液晶顯示器色域範圍的最 佳辦法。所謂的LED(Light Emitting Diode)，即發光二極體，是一種半導體固體發光器件，它是利用固體半導體晶元作為發光材料，當兩端加上正向電壓，半導體中的載流子發生複合引起光子發射而產生光。LED可以直接發出紅、黃、藍、綠、青、橙、紫、白色的光。這類LED背光技術在筆記本電腦屏幕、液晶電視上已經早有應用，但是桌面液晶顯示器上還未有太多的實踐。

在前面已經講到，液晶顯示器的液晶本身是不會發光的，而是靠透過背光的光線來顯示圖像，因此LCD的背光模板對色域具有決定性的作用。主流的CCFL (冷陰極背光燈)由於受到發光範圍限制，無法讓液晶顯示器達到寬廣的色域顯示範圍，因此主流的液晶顯示器的色域範圍都只有NTSC 70%左右，即使採用改善的設計令其擁有更大一些的色域範圍，但效果並不是非常理想，同時還有可能帶來降低燈管壽命的後果。

針對CCFL(冷陰極背光燈)的缺點，LED發光二極體就被寄與了厚望。與CCFL冷陰極熒光燈相比，LED發光二極體具有寬色域、白點可調、高調光率及長壽命等優點，主要有反饋型LED背光源、結合型LED背光源兩種。

在大家最為關注的色彩方面，由於LED背光源可以經過一個light guide分散以後通過反射鏡進行反射后達到一個統一的亮度，另外，隨機攜帶的軟體可以對色彩的背光進行全部控制，也就是說再也不需要對燈管的缺點進行補償，就可以達到一個真正完全的白色光源的效果。另外，在內置感測器以及電路物幫助下，用戶還可以根據自己的需要在SpectraView中對背光進行調節，也就是說色彩更加豐富，能夠提供普通LCD不能呈現出來的色彩範圍。採用LED背光的LCD的色域範圍都可以達到110%以上。

在投影機通用的色域主要有兩個，Rec. 709與DCI-P3。Rec. 709 為HDTV色彩標準，它與sRGB色彩空間相同。大部分的影片在後期製作時，會在提供一個Rec. 709色域的版本，以符合主流的播放模式如流媒體視頻、DVD等。

DCI-P3 為美國電影工業為數字電影院所制定的色彩空間標準，相較於Rec.709/sRGB色域約廣26%色域範圍，因此在投影機的應用中被稱為「廣色域投影」。在4K時代到來前，包括明基在內的一些投影機品牌遵循高清電視（HDTV）國際標準Rec.709進行色彩調校。

DCI-P3色域標準比Rec. 709廣26%，故被稱為廣色域

而到了4K時代，由於4K解析度的原生像素達830萬，是1080P的整整四倍，意味著除了肉眼可見的清晰度提升，屏幕可呈現的信息量遠勝從前。2012年，國際電信聯盟針對UHD 4K電視提出Rec.2020高清電視標準，但新標準的要求太高，民用設備基本無法覆蓋。

現階段4K電影視頻採集設備均支持DCI-P3、影視後期製作依循DCI-P3的標準進行校正、發行的UHD 4K藍光碟，也會將Rec.2020色域映射而成的DCI-P3色彩空間。

電影從前期製作到後期製作都是依循DCI-P3色域標準

選擇投影機時，該器材能符合DCI-P3 色彩標準的色域涵蓋率越大，則投影機能再現影片色彩表現的程度就越高，換言之，也將能精確觀賞到導演攝製時所要傳遞的訊息，以及影片內容最真實的色彩，達成真正看見高畫質電影的感受。

要能再現精確色彩，色域涵蓋率是重要指標，對DLP投影機來說，如何達成更高的色域涵蓋率，就需要依靠更優秀的光機結構，透過光源的選擇以及色輪的設計，使得最後穿透投影鏡頭，投射於銀幕上的影像色彩，有著更符合國際色彩標準規範的表現，這其中最關鍵的角色就是色輪。色輪就是由多組色彩如: RGB, RGBRGB, RGBW, RGBCMY, RGBCWY等構成的輪圈，並採用可透光設計，讓投影機光源經由穿過色輪，而投出影片、圖像中豐富的顏色。