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      改善LCD色彩表現(xiàn)的廣色域技術(shù)
      2010/8/29 19:13:14    

      一直以來,人們延續(xù)了CRT時代的思維,試圖通過電子電路技術(shù)來改進(jìn)LCD顯示效果。例如,通過提高驅(qū)動電壓來加快液晶分子偏轉(zhuǎn)速度,來達(dá)到更快的響應(yīng)速度(Over Drive,過驅(qū)動技術(shù));通過更新信號處理電路來實現(xiàn)更多的顏色數(shù)目等。結(jié)果表明,這些針對濾色膜之前部分的“電路式”改進(jìn)方法確實有價值,但是效果不明顯,特別是針對色域改進(jìn)的動靜很小,這也造成了“LCD色彩表現(xiàn)能力差”的印象。

      于是,業(yè)者漸漸將重點轉(zhuǎn)向了面板技術(shù)的改進(jìn)上,這才是解決問題的根本。目前,新一代顯示器不僅外形平面纖細(xì),影像視野廣闊,而且色彩更加逼真,甚至可以“以假亂真”。


      1、LCD的色域


      “色域”就是在顏色系統(tǒng)中可以顯示或打印的顏色范圍,而這種顏色系統(tǒng)也被人們稱為“色彩空間”。我們知道,“光”是一種電磁波,正常人眼睛可以感知的光波波長從420nm(紫色)到700nm(紅色),這其中包含了我們能夠感知的全部顏色,理論上有無數(shù)多種。

      遺憾的是,目前無論是印刷還是彩色顯示還沒有辦法100%再現(xiàn)CIE(國際發(fā)光照明委員會)中的顏色。也就是說,CIE標(biāo)準(zhǔn)是一個大而全的標(biāo)準(zhǔn),在實際使用中對人們工作的直接指導(dǎo)意義不是很大。在此基礎(chǔ)上又誕生了若干個不同領(lǐng)域、不同行業(yè)的色彩空間,其中最具影響力的有三個——NTSC、sRGB以及CMYK。


      (1)NTSC色域

      “NTSC”是美國國家電視系統(tǒng)委員會的縮寫,1952年該組織制定了彩色電視廣播標(biāo)準(zhǔn)。除了對彩色電視的各種規(guī)范做出規(guī)定之外,這個標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了顯示設(shè)備需要達(dá)到什么樣的飽和度、如何顯示各種顏色等等,這就是NTSC色彩空間。隨著彩色電視機(jī)的普及,NTSC色彩空間也對各行各業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。不過遺憾的是,由于技術(shù)的限制,長期以來各種顯示設(shè)備都不能顯示100%的NTSC色域,能達(dá)到60-70%就很不錯了,直到近些年才有了質(zhì)的突破。


      (2)sRGB色域

      隨著計算機(jī)業(yè)的發(fā)展,尤其是PC彩色顯示器技術(shù)的進(jìn)步,1998年由IEC(國際電氣標(biāo)準(zhǔn)會議)牽頭制定了一個新的標(biāo)準(zhǔn)色彩空間,他們規(guī)定將700nm(波長)的紅(光)、546.1nm的綠以及435.8nm的藍(lán)作為基礎(chǔ)三原色,取名“standardRGB”(簡寫sRGB)。目前幾乎所有的數(shù)字影像輸入、輸出設(shè)備都支持此標(biāo)準(zhǔn),sRGB在PC以及數(shù)碼類產(chǎn)品上已經(jīng)非常普及。也正因如此,很多產(chǎn)品為了突出特點閉口不談sRGB,轉(zhuǎn)而宣傳支持xx%的的NTSC色域,sRGB的色域范圍正好是NTSC的72%。


      (3)后起之秀:Adobe RGB與xvYCC

      隨著攝影技術(shù)的進(jìn)步,CCD和CMOS感光器件能夠采集到的色域已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了sRGB的范圍;而且很多高端顯示器也能夠突破sRGB的限制,達(dá)到更寬的色域范圍。在這種前提下,Adobe RGB色彩空間標(biāo)準(zhǔn)慢慢在專業(yè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。

      Adobe RGB的色域空間包含了sRGB與CMYK的色域空間,這樣對于影像的采集、顯示、打印輸出、印刷等都很有幫助。近來,針對現(xiàn)在大屏幕電視機(jī)以及HDTV節(jié)目的普及,傳統(tǒng)的sRGB標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)開始制肘產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,因此日本很多企業(yè)向JEITA(日本電子情報產(chǎn)業(yè)協(xié)會) 建議討論新一代的色域標(biāo)準(zhǔn),并最終提交IEC投票通過成為新的國際標(biāo)準(zhǔn),這就是xvYCC色彩空間。xvYCC空間相對sRGB來說同時增加了紅、綠、藍(lán)三種顏色的覆蓋范圍,已經(jīng)接近人眼能夠識別的極限。


      2、廣色域技術(shù)的應(yīng)用


      進(jìn)入2008年,各液晶廠家的宣傳資料上出現(xiàn)了一個新名詞——廣色域,有時被稱為立體色域顯色技術(shù)。例如,臺灣工研院發(fā)表的立體色域技術(shù),運(yùn)用紫光LED(400nm),激發(fā)其RGB三色熒光粉,并搭配工研院之前研發(fā)的窄頻寬綠色熒光粉,使得紅色光頻寬能量充足,色域更寬廣,色彩飽和度可超越97.4% NTSC色域。該紫光LED背光模組只需一組光源,搭配簡單的驅(qū)動電路即能進(jìn)行量產(chǎn)。由于發(fā)光效率好,該方法還可以減少顯示器中的LED使用數(shù)量,大幅降低生產(chǎn)成本。

      在色域校準(zhǔn)方面,過去一般常見的平面色域校準(zhǔn)局限在二維空間內(nèi),對于三維空間的色彩與光影明暗的解析及對應(yīng)能力相當(dāng)有限,臺灣奇美(CHIMEI)與臺灣工研院合作的“立體色域”顯色技術(shù)加入了“光”的概念,結(jié)合了工研院量測中心的光學(xué)精密儀器及長期以來累積的快速色域量測技術(shù),讓液晶產(chǎn)品的“色彩調(diào)整提升達(dá)到更高的境界及精準(zhǔn)度”,甚至有別于一般業(yè)者多在系統(tǒng)制造后端整合時才做調(diào)校,進(jìn)一步從前端面板制造一開始就進(jìn)行調(diào)校,來確保產(chǎn)品能達(dá)到最佳國際質(zhì)量。

      目前采用這些技術(shù)的CHIMEI LED液晶電視,其色彩調(diào)校已從XY平面轉(zhuǎn)換成720度三維LCH(Lightness Chroma Hue)色度空間,能呈現(xiàn)最完美的Blu-ray藍(lán)光和Hi HD高畫質(zhì)影像,更加逼近真實世界中肉眼看到的自然光彩與真實感。

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