【前沿观察】“色域环”——色域可视化的新国际标准

来源：广播与电视技术

翻译：王静萱

审稿：杨 宇

日本公共广播机构NHK的STRL（科学技术研究实验室）发明了一种色度表示的新方法——色域环（Gamut Rings），它可以在二维图中直观地显示出彩色显示设备的色域（图1所示）或再现颜色（比如印刷品）的色域。国际电工委员会（IEC）[1]、国际显示计量委员会（ICDM）[2]、国际照明委员会（CIE）[3]分别于2021年1月、7月和11月采用“色域环”框架作为国际标准。NHK STRL还开发了一套测量显示器色域的系统（图2所示），该系统能够自动测量显示器色域范围，并渲染生成色域环结果图。

环形区域表示可再现颜色的范围

图1 色域环

视频信号发生器在显示屏上显示色块，用光谱分析仪测量颜色，再用色域环显示色域

图2 测量显示器色域的系统

传统色度图是用红、绿、蓝三基色点连接成三角形区域来表现色域的，如图3所示。虽然这种传统色度表示很简单，但要想进行有效评估，还需要使用带有亮度轴（L*）的三维色彩空间来显示色域，如图4所示。然而，在三维绘图中，由于部分色域在视图中总是被遮挡，单角度视图往往会令人做出误判。因此，开发一种将三维色域数据转换为二维视图的方法一直是一个挑战。

三角形的面积越大，色域就越宽

图3 色度图的传统色域表示

体积表示可再现的颜色范围

图4 色域实体的三维图

NHK STRL发明的这种色域环可以在二维图中准确地表示三维色域，并通过以下过程呈现。首先，按照亮度（L*）规则间隔将色域实体切成小块，见图4。然后，每一块都被拉伸成一个亮度统一的切片；每个切片的面积与其拉伸前小块的体积相对应。将最低亮度级别的切片置于中间，然后将更高亮度的切片环绕在其外围。按亮度从低到高的顺序，将不同亮度切片由内至外环绕，最终形成色域环。从色域环中心出发的不同角度代表不同的色调（比如红色、绿色、蓝色等）。

色域环可被应用于色彩再现设备（例如显示器、打印机）的设计和评估，并可用于进行专业和消费用途的产品性能比较，如图5所示。之所以用“环”来命名，是因为色域环的图形看起来像树干截面上的年轮生长环。

虽然两台显示器在色度图中的RGB三角形区域几乎相同，但色域环显示它们之间存在很大差异；显示器A在高亮度水平下的色彩饱和度更高，因此，其色域比显示器B的更大。

图5 两个显示器的色域比较

注：

[1] IEC 62977-2-1:2021 电子显示器第2-1部分：光学特性的测量与基本测量。

[2] 信息显示测量标准（IDMS）v1.1，2021。ICDM是信息显示协会（SID）的一部分，是负责制定显示计量标准的定义和标准委员会。

[3] CIE 246:2021 输出媒体的色域。

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