一直以來,人們延續了CRT時代的思維,試圖通過電子電路技術來改進LCD顯示效果。例如,通過提高驅動電壓來加快液晶分子偏轉速度,來達到更快的響應速度(Over Drive,過驅動技術);通過更新信號處理電路來實現更多的顏色數目等。結果表明,這些針對濾色膜之前部分的“電路式”改進方法確實有價值,但是效果不明顯,特別是針對色域改進的動靜很小,這也造成了“LCD色彩表現能力差”的印象。
于是,業者漸漸將重點轉向了面板技術的改進上,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,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”就是在顏色系統中可以顯示或打印的顏色范圍,而這種顏色系統也被人們稱為“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CIE(國際發光照明委員會)中的顏色。也就是說,CIE標準是一個大而全的標準,在實際使用中對人們工作的直接指導意義不是很大。在此基礎上又誕生了若干個不同領域、不同行業的色彩空間,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委員會的縮寫,1952年該組織制定了彩色電視廣播標準。除了對彩色電視的各種規范做出規定之外,這個標準還規定了顯示設備需要達到什么樣的飽和度、如何顯示各種顏色等等,這就是NTSC色彩空間。隨著彩色電視機的普及,NTSC色彩空間也對各行各業產生了深遠影響。不過遺憾的是,由于技術的限制,長期以來各種顯示設備都不能顯示100%的NTSC色域,能達到60-70%就很不錯了,直到近些年才有了質的突破。
(2)sRGB色域
隨著計算機業的發展,尤其是PC彩色顯示器技術的進步,1998年由IEC(國際電氣標準會議)牽頭制定了一個新的標準色彩空間,他們規定將700nm(波長)的紅(光)、546.1nm的綠以及435.8nm的藍作為基礎三原色,取名“standardRGB”(簡寫sRGB)。目前幾乎所有的數字影像輸入、輸出設備都支持此標準,sRGB在PC以及數碼類產品上已經非常普及。也正因如此,很多產品為了突出特點閉口不談sRGB,轉而宣傳支持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
隨著攝影技術的進步,CCD和CMOS感光器件能夠采集到的色域已經遠遠超過了sRGB的范圍;而且很多高端顯示器也能夠突破sRGB的限制,達到更寬的色域范圍。在這種前提下,Adobe RGB色彩空間標準慢慢在專業領域被廣泛應用。
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,針對現在大屏幕電視機以及HDTV節目的普及,傳統的sRGB標準已經開始制肘產業的發展,因此日本很多企業向JEITA(日本電子情報產業協會) 建議討論新一代的色域標準,并最終提交IEC投票通過成為新的國際標準,這就是xvYCC色彩空間。xvYCC空間相對sRGB來說同時增加了紅、綠、藍三種顏色的覆蓋范圍,已經接近人眼能夠識別的極限。
2、廣色域技術的應用
進入2008年,各液晶廠家的宣傳資料上出現了一個新名詞——廣色域,有時被稱為立體色域顯色技術。例如,臺灣工研院發表的立體色域技術,運用紫光LED(400nm),激發其RGB三色熒光粉,并搭配工研院之前研發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,搭配簡單的驅動電路即能進行量產。由于發光效率好,該方法還可以減少顯示器中的LED使用數量,大幅降低生產成本。
在色域校準方面,過去一般常見的平面色域校準局限在二維空間內,對于三維空間的色彩與光影明暗的解析及對應能力相當有限,臺灣奇美(CHIMEI)與臺灣工研院合作的“立體色域”顯色技術加入了“光”的概念,結合了工研院量測中心的光學精密儀器及長期以來累積的快速色域量測技術,讓液晶產品的“色彩調整提升達到更高的境界及精準度”,甚至有別于一般業者多在系統制造后端整合時才做調校,進一步從前端面板制造一開始就進行調校,來確保產品能達到最佳國際質量。
目前采用這些技術的CHIMEI LED液晶電視,其色彩調校已從XY平面轉換成720度三維LCH(Lightness Chroma Hue)色度空間,能呈現最完美的Blu-ray藍光和Hi HD高畫質影像,更加逼近真實世界中肉眼看到的自然光彩與真實感。