“使用色度圖來描述顏色顯示能力是陰極射線管 （CRT） 顯示器的遺留標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)不再有效。色域環(huán)圖是新標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)始終使用，尤其是對(duì)于現(xiàn)代激光顯示設(shè)備。”

電子顯示產(chǎn)品的一個(gè)關(guān)鍵性能因素是它可以再現(xiàn)的色彩范圍，而激光顯示器正在突破色彩再現(xiàn)方面的極限。但是我們?nèi)匀灰砸环N CRT 時(shí)代的遺留且不再有效的方式評(píng)估和展示顯示器的色彩能力，這使得公平的比較變得不可能，并將出色的性能隱藏在平庸之中。

我們知道，顏色的感覺具有三個(gè)維度，可以用多種方式表達(dá)。例如，紅色、綠色和藍(lán)色的數(shù)量，或色相、飽和度和亮度的程度，但在每種情況下都需要三個(gè)數(shù)量。

國際照明委員會(huì) （CIE）、國際電工委員會(huì) （IEC） 等主要標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)同意，應(yīng)在三維 （3D） 色彩空間（特別是 CIE 1976 L*a*b* 色彩空間，簡(jiǎn)稱 CIELab）中評(píng)估感知的顏色。顯示器可再現(xiàn)的顏色范圍所占據(jù)的 CIELab 空間中的體積稱為色域體積 （CGV）。

CIELab 是一個(gè)顏色空間，其中該空間內(nèi)的給定點(diǎn)表示對(duì)顏色的感知，根據(jù) L* （亮度） 、a* （紅綠色差） 和 b* （黃-藍(lán)色差） 進(jìn)行映射。之所以選擇它來表征顏色能力，是因?yàn)?CIELab 空間內(nèi)從任何位置和任何方向的數(shù)值距離大致對(duì)應(yīng)于相同程度的感知色差。這意味著 CIELab 空間中的給定數(shù)字體積表示相同的顏色功能，而不管該體積位于何處，因此，包含顯示器可再現(xiàn)的所有顏色的總 CGV 是整體顏色功能的良好指標(biāo)。

盡管對(duì)使用 CIELab 達(dá)成了廣泛共識(shí)，但我們習(xí)慣于將電子顯示的色彩功能表示為二維 （2D） 色度圖中的三角形區(qū)域。色度是顏色的一種與亮度無關(guān)的表達(dá)，旨在表征光源的顏色。

色度是色相和飽和度的表達(dá)式，其中圖顯示了可能值的全部范圍，中間的灰色以邊緣周圍單色源（稱為光譜軌跡）的色度為界。

顯示器能夠產(chǎn)生的色度范圍位于紅、綠、藍(lán)三原色之間形成的三角形中，而這個(gè)三角形的面積被稱為色度區(qū)（CA）。但是，對(duì)于顯示器來說，感知到的顏色亮度很重要——黃色和棕色是不同的顏色，但它們可以有相同的色度。那么，為什么我們要使用錯(cuò)誤的指標(biāo)呢？

原因之一是方便性——在一個(gè)三維空間內(nèi)復(fù)雜的外殼很難在二維媒體（印刷或屏幕）上準(zhǔn)確地傳達(dá)出來，尤其是與在色度空間中繪制的簡(jiǎn)單三角形相比。主要原因是慣性。事實(shí)證明，當(dāng)僅通過添加紅色、綠色和藍(lán)色的數(shù)量產(chǎn)生顏色時(shí)，CA與CGV相關(guān)良好——這正是CRT的工作原理。現(xiàn)代平板顯示器和投影儀早已打破了這一范式，但我們已經(jīng)習(xí)慣了用色度來表達(dá)顏色，所以我們繼續(xù)這樣做。

最顯著的變化是，除了僅使用 RGB 來產(chǎn)生顏色外，還通過額外的子像素或驅(qū)動(dòng)相添加白色、黃色或青色等顏色的數(shù)量。這在很大程度上是為了提高效率、亮度或其他方式的顏色性能而進(jìn)行的。但這也破壞了指定為紅色、綠色和藍(lán)色數(shù)量的顏色與如何再現(xiàn)該顏色之間的一對(duì)一關(guān)系，并且也無效化了使用色度背后的假設(shè)。

圖 1 顯示了這個(gè)問題，左側(cè)的色度圖顯示了兩個(gè)顯示器測(cè)量值及其針對(duì)的目標(biāo)色彩空間。測(cè)量的顯示器是一個(gè) RGBW 液晶顯示器（LCD）和一個(gè)三激光投影機(jī)，目標(biāo)色彩空間是 sRGB，這是典型的計(jì)算機(jī)圖形色彩標(biāo)準(zhǔn)，以及用于寬色域圖像數(shù)據(jù)的 BT.2020。這個(gè)圖表明兩種顯示器都具有良好的性能，在每種情況下，CA 都超過了目標(biāo)色彩空間。柱狀圖顯示了每個(gè)色域的相對(duì) CA 和 CGV。參考色彩空間的 CGV 是假設(shè)理想加性顯示器時(shí)能達(dá)到的，因此也是 CA 所暗示的顏色性能可能達(dá)到的程度。LCD 只有其色域建議的一半。激光投影儀也略微低于參考標(biāo)準(zhǔn)；然而，它幾乎顯示出比平面面板多三倍的顏色能力，這種性能差異只是從 CA 值中無法明顯看出的。

色度過度代表了許多顯示器的表現(xiàn)（最多可達(dá)四倍），我們應(yīng)該直接評(píng)估色域體積在 CIELab 中。但是作為一個(gè)三維空間，仍然很難溝通。為了解決這個(gè)問題，開發(fā)了一種新的可視化方法來表示 CIELab 色彩性能，稱為 Gamut Ring 圖。

Gamut Ring 圖本質(zhì)上是對(duì) CIELab 色彩空間的一個(gè)二維變換。給定的色域在 CIELab 空間被切成步長(zhǎng)為 10 L* 的步驟。這些切片被扁平化，以保留色調(diào)角度并使 2D 面積數(shù)值等于 3D CIELab 容量。

從最低亮度切片開始，每個(gè)后續(xù)切片圍繞前一個(gè)切片拉伸，產(chǎn)生一組“色域環(huán)”。通常會(huì)用顏色表示環(huán)的角度。Gamut Ring Plot 的軸被標(biāo)記為 arss 和 brss 并是 CIELab a* 和 b* 單位的一種變換，使得環(huán)圖中的區(qū)域單位為 CIELab 容量。  

   

對(duì)于瞄準(zhǔn)特定色彩標(biāo)準(zhǔn)的所有顯示器來說，最相關(guān)的是稱為“Gamut Ring Intersection”的變體，它疊加了顯示器的能力與參考顯示器的能力，其中參考色彩空間以灰色顯示。此外還會(huì)顯示其他信息，例如顯示器原色與參考標(biāo)準(zhǔn)原色的色調(diào)角度比較。

圖 2 顯示了 LCD 和三激光顯示器的 GRI 圖。Fig. 1 欄圖所示的總 CGV 在 GRI 圖中作為彩色環(huán)的總面積顯示。GRI 圖還可以顯示測(cè)試顯示器的能力所在。在這種情況下，RGBW LCD 缺少高亮度下的顏色能力（外環(huán)顯示未覆蓋的灰色），所以任何明亮多彩的特征在顯示圖像中可能會(huì)顯得暗淡或褪色。三激光器在高亮度下也缺乏性能，但與平面顯示器相比要小得多。其整體色彩表現(xiàn)立即通過GRI圖顯示出來，并且與目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的性能相比較——它通過色調(diào)、亮度和飽和度來解決。

計(jì)量學(xué)并不是一個(gè)最令人興奮的主題，但我們所測(cè)量和交流的內(nèi)容直接關(guān)系到我們?cè)谶x擇和發(fā)展技術(shù)時(shí)所做的決定。使用色度圖描述是CRT時(shí)代的遺跡，不能提供公平的顏色性能指標(biāo)。色域環(huán)圖將難以使用的CIELab圖轉(zhuǎn)換為一種表達(dá)式、信息性和最重要的定量形式，應(yīng)該用作替代品。

描述色域環(huán)圖的標(biāo)準(zhǔn)已由IEC（iec.ch）和國際顯示計(jì)量委員會(huì)（ICDM；www.sid.org/standards/ICDM）發(fā)布，用于激光顯示的第一套色域環(huán)交點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)正在由IEC準(zhǔn)備。預(yù)計(jì)將在所有顯示類型中更廣泛地采用該標(biāo)準(zhǔn)。