色彩是一个相当有趣的话题,当今生活中,我们接触着各种呈现色彩的显示器。通过这些显示器我们看到了五颜六色的画面,然而很多显示器其实并不是真正呈现了这些五颜六色,哪些显示器又能呈现所有的颜色呢?今天我们通过介绍色彩原理和海信Vidda C1,来给大家揭晓一下这个答案。
我们为色彩努力的历史为了显示色彩,我们人类可谓做了不懈的努力。胶片时代,我们的电影放映机用光照射胶片,用过片结构用每秒24帧的速度,把影像快速地打到幕布上,然而像这种形态,还不能被称之为显示器。
而我们从CRT显示器开始,就是用红绿蓝三色来混色,从而欺骗我们的大脑。人类之所以会采用红绿蓝三色来混色,是因为人类有三种视锥细胞,虽然三种视锥细胞的感应峰值,并不是红绿蓝,如果非要定义,它们应该是蓝紫、绿、和黄绿。
但是因为后两种视锥细胞的响应曲线过于接近,所以为了让人眼更加好区分,就尽量让除了蓝绿以外的第三种原色,靠右只激活L视锥细胞,这样,就可以成功骗过眼睛和大脑了。
所以这种混色方式,是专门为人类而设置的简化方案。因为现实生活中我们看到的黄色,既可能能单一的530nm左右的光,也可能是若干种不同波长的光的混合,这就是同色异谱的原理。
而在RGB表达中,它就是只有一种单一方案。所以对于狗这种二色细胞动物来说,在显示器中看到的色彩,和现实看到的可能完全不一样的。对于有12种色锥细胞的皮皮虾来说,那差距更是天壤之别。所以,除了一些特殊的显示方式,人类所有的色彩基石,都建立在RGB上。而人类对于色彩显示的终极追求,就是能够尽可能最大的还原这张CIE-XYZ图上的所有颜色。
19世纪的时候,威廉·克鲁克斯在研究低压气体导电的时候偶然发现,随着压力的降低,玻璃管的负极似乎会发出光线。由此,在1874年,他发明了阴极射线管,后来人们用这种阴极射线管做成了电视,也就是CRT电视。而彩色CRT电视,实际上就是在阴极射线管上,分别涂上红绿蓝三色的荧光材料,做成电子枪,由磁性物质控制三根电子枪的照射方向,再通过荫罩,隔行或者逐行地扫出彩色画面来。这种方法受限于荧光材料,直到它被LCD替代。
大部分CRT显示器都只能接近sRGB或Rec.709,到CRT显示器的末期,即使有广色域显示器也贵得离谱,比如这台2003年发售的三菱NECRDF225WG显示器,覆盖了97.6%的AdobeRGB,售价高达80万日元,以当时的汇率差不多要人民币61600元。但即使如此,CRT的色彩依旧暴打了初期的LCD。
LCD,也就是液晶显示器,主要由背光层、偏振片、液晶层和滤色片组成。背光层发出白光,再让光通过每个像素中的偏振片和液晶层,由控制液晶层不面的薄膜晶体管,来控制液晶层的偏转,进而影响光线的强度,最后通过每个子像素的三色滤色片,最终实现彩色的画面。因为初期的LCD采用一种叫CCFL的背光,光线质量极差,所以能覆盖70%的sRGB算不错了。后来换成直下式的LED,色域一下就好多了,但也高不到哪儿去。因为即使是白色背光,本身也不是像太阳一样,完整涵盖所有波长光线的白光,即使换成质量足够高的白光,也会受到前面滤色片的限制。
所以有人提出,不分解白光,直接用RGB三色的LED。后来,有人发现只要给某些有机材料通电,有人发现只要给某些有机材料通电,它就能发出各种颜色的光,这就是OLED(Organic Light EmittingDiode)。
但我们应该能发现,现在市面上比较好的OLED电视,一般也只有100%DCIP3的色域覆盖,覆盖HDR标准的色域BT.2020,都遥不可及,更不用说覆盖整个CIE-XYZ色度图。
无论是CRT也好、LCD也好、OLED也好,一台显示器能够显示的色域空间,都是由面板整体能够发出的,纯度最高的三原色所决定的。一块面板能发出的最绿的绿、最红的红和最蓝的蓝,把这三个点做一个连线,这个三角形,就是一台显示器理论能够显示的最大色域。如果我们想要优化一台显示器的色域,对于LCD来说,就是优化背光和滤色片纯度。而OLED,就是用更高色域的有机发光二极管。
可是对于人类来说,有一种光,单色性极好,可以发出极纯的三原色,那就是激光。人类可以发出纯度极高的激光,不要荧光粉,也不需要有机发光材料,也不要滤色片,就用最简单的方式,来混合RGB,这就是显示器呈现所有颜色的终极答案:海信Vidda C1。
海信Vidda C1,三色激光的应用海信Vidda C1直接用了纯度极高的三色激光,从而实现了107%的BT.2020。此外,三色激光的理论色深可以达到12bit,海信Vidda C1在6299元价位就轻松实现了10bit色深,性价比极高。
因为色彩不是唯一衡量显示设备好坏的标准,现阶段的激光显示技术,也有很多难题要攻克。因为激光的特殊性,我们暂时只能把它用海信Vidda C1这样的投影的形态来制造,这会让它的对比度、亮度等指标上略有不足。而且,要完美地呈现理想效果,我们还需要有一个好的遮光环境和好的幕布。但如果用投影设备来衡量的话,海信Vidda C1的表现绝对可以称的上是惊艳,因为无论如何,用三色激光直接混色的方式,都从原理上远超各种其他方式的投影仪。
比如传统的DLP投影仪,用了一个RGB三色色轮,通过不断转动色轮,把白光分解成RGB三色光,所以它也会面临LCD遇到的光源不够纯净的问题,甚至更严重的是,因为这个色轮在滤光的时候损失了亮度,很多投影仪厂商加入了白色色片,来保证显示白色的时候足够亮,这也让给了这种色轮DLP投影仪巨大的亮度虚标的可能。而海信Vidda C1对外主宣传的就是流明无虚标。
而更新的投影仪技术主要还有三种:3LCD、3色LED-dlp、单色激光。这三种技术比起三色激光都有各自的缺陷。比如3LCD和三色LED-dlp技术,即使去掉了色轮,也会面临光源纯度不够的问题。单色激光呢,因为只有一种颜色的激光,所以就把已经逐渐被淘汰的色轮结构又应用了起来,让它的色域非常惨淡。所以三色激光投影这种形态,从理论上来说就是更好的投影仪方案。
现在图片上展示的分别是原片、ViddaC1屏摄、和另一台差不多价位的投影仪屏摄,谁更胜一筹,一目了然。
一些4KHDR的纪录片片源,片源色域都覆盖了bt.2020,比起在iPad上看同样的片源,海信Vidda C1的色彩更有层次。
海信Vidda C1,自信的调色功能因为海信对于这台三色激光投影的色彩功能相当自信,所以在设置里放了非常细致的调色功能。最夸张的是三原色调整和一个完整的HSL的色彩校正,和Lightroom中的三原色校准和HSL面板的功能是一样的,这就意味着,假如我们不喜欢现在正在看的视频所带的色彩风格,我们可以根据自己的理解,直接在投影仪上调色。
比如我们拉高红绿两色的增益,再降低一些蓝色增益,再做一些色偏微调一些细节,可以模仿出韦斯安德森在《月升王国》中,那种整体偏黄,红色偏橙的色调。
同样,我们通过这个功能,甚至可以让色彩丰富的纪录片,变成诺兰在《星际穿越》中,呈现的那种低饱和偏黄青的色彩,让地球变成冰冻星球。
当然这么大幅度的色彩调整,在平常状况下应用较少,但是鉴于这两年大家普遍对于国产剧的调色非常不满意,我们确实可以自己做一些微调,让画面变得更符合我们的需求。
总结我们人类一直以来,都在努力地复现自然界的色彩,从彩色电视出现以来,我们不断地迭代技术,想要显示更多的色彩,让人们可以透过各种显示设备,看见从前无法看见的美景,看见这个世界,甚至看见整个宇宙。如今我们找到了这个答案:海信Vidda C1,先进的三色激光光源的应用,丰富的调色功能,让我们看到了五颜六色,让我们改变着五颜六色,更让我们对于色彩,增加了更多的憧憬与期待。