在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中，色域是指一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的顏色的范圍總和，是顏色空間的某個(gè)完全的子集。

人眼的色域

就目前而言，人眼的色域比大多數(shù)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)色域要寬廣得多。

所以，通常會(huì)用人眼的色域作為基準(zhǔn)，將人為定制的“色域標(biāo)準(zhǔn)”都被擺在上面表示。那么，人眼的色域是怎么表示的呢？·

國(guó)際照明委員會(huì)（CIE）在1931年畫(huà)了個(gè)圖：

?

圖1 CIE 1931 xy色度圖

在圖1中，x表示紅色分量，y表示綠色分量，藍(lán)色分量可以用（1-x-y）推算得出；中間的E點(diǎn)代表白光，它的坐標(biāo)為（0.333, 0.333）。環(huán)繞在顏色空間邊沿的顏色是光譜色（或稱光譜色），邊界代表光譜色的最大飽和度，邊界上的數(shù)字表示光譜色的波長(zhǎng)。所有單色光都位于舌形曲線上，這條曲線就是單色軌跡，曲線旁標(biāo)注的數(shù)字是單色光的波長(zhǎng)值；自然界中各種人眼可見(jiàn)的顏色都位于這條閉合曲線內(nèi)。

后來(lái)，CIE的專家們?yōu)榱私鉀Q顏色空間的感知一致性問(wèn)題，對(duì)CIE 1931 xy系統(tǒng)進(jìn)行了非線性變換，與1976年推出了兩種顏色空間，用于自照明顏色空間的CIE 1976 u’v’和用于非自照明顏色空間的CIE 1976 ab；這兩個(gè)顏色空間與顏色的感知更均勻，并且給了人們?cè)u(píng)估兩種顏色近似程度的一種方法，允許使用數(shù)字量ΔE表示兩種顏色之差。具體如圖2所示，這幾種圖之間可以自由地進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。

?

圖2 CIE 三種坐標(biāo)系的對(duì)比

盡管如此，目前業(yè)內(nèi)使用最為廣泛的還是CIE 1931年的這一款。

色彩標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)史

20世紀(jì)50年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)與顯示設(shè)備制造技術(shù)飛速發(fā)展。色彩的舊標(biāo)準(zhǔn)還未及衰落，新標(biāo)準(zhǔn)就匆匆登上了歷史的舞臺(tái)；加之色彩在不同的使用領(lǐng)域各有其要求，人為制定的色彩標(biāo)準(zhǔn)用“混亂”二字形容并不為過(guò)。

?

圖3 主要的色彩標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)的時(shí)間軸

這里要注意一下，色彩標(biāo)準(zhǔn)通常包含了多項(xiàng)規(guī)定，色域只是其中的一項(xiàng)。

1.?模擬電視色彩標(biāo)準(zhǔn)

在模擬電視當(dāng)?shù)赖臅r(shí)代，NTSC、PAL和SECAM三大制式稱雄一時(shí)。

北美、日本采用NTSC （美國(guó)國(guó)家電視系統(tǒng)委員會(huì)），常被人提到的“NTSC 色域”也稱“NTSC1953色域”，也就是NTSC在1953年制定的這一彩色電視色域標(biāo)準(zhǔn)。

我國(guó)和歐洲的模擬電視則采用PAL標(biāo)準(zhǔn)，其色域和SECAM 一樣，都是 EBU（歐洲廣播聯(lián)盟）色域。

?

圖4 NTSC(100%)標(biāo)準(zhǔn)和sRGB標(biāo)準(zhǔn)（Rec.709/HDTV）的色域?qū)Ρ龋?00% sRGB ≈ 72% NTSC）

2.?高清電視、PC機(jī)、專業(yè)圖像處理色彩標(biāo)準(zhǔn)

高清電視，一般指HDTV，HDTV是High Definition Television的簡(jiǎn)稱，其稱呼源自于DTV（Digital Television）“數(shù)字電視”技術(shù)。HDTV技術(shù)和DTV技術(shù)都是采用數(shù)字信號(hào)，而HDTV技術(shù)則屬于DTV的最高標(biāo)準(zhǔn)，擁有最佳的視頻、音頻效果。HDTV使用的色域標(biāo)準(zhǔn)是Rec.709。

到了PC機(jī)時(shí)代，就不得不提微軟，色彩標(biāo)準(zhǔn)的制定也不例外。

此時(shí)期最重要的色彩標(biāo)準(zhǔn)，sRGB（standard Red Green Blue）就是由微軟主導(dǎo)制定的。sRGB代表了標(biāo)準(zhǔn)的紅、綠、藍(lán)，即CRT顯示器、LCD面板、投影機(jī)、打印機(jī)以及其他設(shè)備中色彩再現(xiàn)所使用的三個(gè)基本色素。

1996年，微軟聯(lián)合惠普、三菱、愛(ài)普生等廠商聯(lián)合開(kāi)發(fā)的通用色彩標(biāo)準(zhǔn)，受微軟強(qiáng)大用戶群體的影響力的威懾，絕大多數(shù)的數(shù)碼圖像采集設(shè)備廠商都已經(jīng)全線支持sRGB標(biāo)準(zhǔn)，絕大多數(shù)的數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、掃描儀、打印及投影成像設(shè)備等，都支持了sRGB標(biāo)準(zhǔn)；唯獨(dú)沒(méi)有全面普及的就是顯示器。直到如今，這一標(biāo)準(zhǔn)仍然是互聯(lián)網(wǎng)媒體內(nèi)容的絕對(duì)主流。

除sRGB標(biāo)準(zhǔn)之外，在1998年，以開(kāi)發(fā)Photoshop軟件而聞名的美國(guó)公司Adobe推出了AdobeRGB色彩標(biāo)準(zhǔn)；它擁有比sRGB更為寬廣的色彩空間，提供了比sRGB更寬廣的色彩范圍，能夠覆蓋CMYK色域，一般用于印刷出版、圖片處理等領(lǐng)域，可選擇性采用，印刷產(chǎn)品的顯示效果更佳。

?

圖5 AdobeRGB、sRGB和CMYK的色域?qū)Ρ?/p>

從圖5中可以看出，AdobeRGB色域比sRGB色域在綠色區(qū)域內(nèi)有明顯的擴(kuò)大，也就是說(shuō)，AdobeRGB在青綠色色系上的顯示能力有所提升。

到了這里，也許有人會(huì)問(wèn)，為什么sRGB和AdobeRGB色彩空間標(biāo)準(zhǔn)的色域會(huì)有這樣的差別？ 它們的標(biāo)準(zhǔn)有什么不同的地方？

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，不同RGB色彩空間標(biāo)準(zhǔn)的色域不同，是因?yàn)槠涠x的純色位置不同。RGB表示紅、綠、藍(lán)色，但是，具體的純紅色、純綠色、純藍(lán)色到底是什么色呢？這就必須要有個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)界定什么顏色才是純色。

sRGB認(rèn)為，在CIE 1931中，純紅色位于[0.6400, 0.3300]、純綠色位于[0.3000, 0.6000]、純藍(lán)色位于[0.1500, 0.0600]、白色是位于[0.3127,0.3290]的D65。

而AdobeRGB則認(rèn)為，純紅色位于[0.6400, 0.3300]、純綠色位于[0.2100, 0.7100]、純藍(lán)色位于[0.1500, 0.0600]、白色是位于[0.3127,0.3290]的D65。

這里也就可以理解，之所以AdobeRGB的色域在青綠色色系上的顯示效果比sRGB有所提升，是因?yàn)檫@二者對(duì)純綠色的定義有所不同。

3.?數(shù)字影院、超高清電視色彩標(biāo)準(zhǔn)

進(jìn)入21世紀(jì)后，處理設(shè)備、顯示設(shè)備的性能進(jìn)一步提升，人們對(duì)于色彩、圖片細(xì)膩度的要求也在不斷提高。

米高梅、迪士尼、華納、環(huán)球、20世紀(jì)福斯和索尼影業(yè)等多家美國(guó)影業(yè)巨頭于2002年聯(lián)合成立了數(shù)字電影聯(lián)合組織[Digital Cinema Initiatives]，旨在推動(dòng)建立美國(guó)數(shù)字電影行業(yè)的色彩技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。該組織于2005年推出了DCI-P3這一廣色域標(biāo)準(zhǔn)，這一標(biāo)準(zhǔn)也是目前數(shù)字電影回放設(shè)備的色彩標(biāo)準(zhǔn)之一。

?

圖6 DCI P3、AdobeRGB、sRGB的色域（CIE 1931色度圖）

Rec 2020（ITU-R BT.2020）是為超高清（4K,8K）電視所定的色彩空間標(biāo)準(zhǔn)，它的第一個(gè)版本于2012年8月23日在國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）網(wǎng)站上發(fā)布，此后又發(fā)布了兩個(gè)版本。Rec 2020是目前顯示設(shè)備中最大的色彩空間，覆蓋了CIE 1931的75.8%，而Rec 709（sRGB）的色域僅覆蓋了CIE 1931的33.3%。Rec 2020的RGB色域參數(shù)如圖7所示：（數(shù)據(jù)來(lái)源 wikipedia.org）

?

圖7 Rec 2020的色域參數(shù)

Rec 2020與Rec 709（sRGB）的色域?qū)Ρ龋–IE 1931色度圖）如圖7所示：

?

圖8 Rec 2020與Rec 709的色域（CIE 1931色度圖）

?

什么是廣色域

“廣色域”一詞一般常被用來(lái)作為顯示器產(chǎn)品的賣點(diǎn)之一。

色域，是體現(xiàn)一款顯示器色彩表現(xiàn)能力的關(guān)鍵要素，而廣色域，則說(shuō)明該顯示器能夠顯示的色彩范圍廣，色彩表現(xiàn)力更強(qiáng)。廣色域是顯示器（屏）能夠被稱為“好”的關(guān)鍵要素之一。

眾所周知，液晶顯示器的面板本身并不發(fā)光，而是必須透過(guò)背光的光線才能夠顯示畫(huà)面。無(wú)論是臺(tái)式LCD、還是筆記本屏幕主要使用的背光源CCFT(Cold Cathode Fluorescent Tube，冷陰極熒光燈)，因?yàn)樗鼈冊(cè)谖灩獠馁|(zhì)上的限制，紅光呈現(xiàn)能力偏弱，加上所搭配的彩色濾光片的混色效果較差，最終呈現(xiàn)的色域占比不佳，導(dǎo)致主流的LCD監(jiān)視器或電視在色域呈現(xiàn)能力上不足，色域范圍只有NTSC標(biāo)準(zhǔn)的65%～75%左右。所以，一般來(lái)說(shuō)，能夠達(dá)到72% NTSC色域（≈100% sRBG色域）的顯示器就可以被稱為顯示能力“好”的顯示器了。

目前市場(chǎng)上的主流顯示屏中，1000元左右的臺(tái)式顯示器一般就已經(jīng)能達(dá)到72% NTSC色域顯示了；而筆記本屏幕顯示性能則相對(duì)較差，還存有大量的45% NTSC色域的“差屏”。

如果嚴(yán)格按照顯示器的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，只有達(dá)到了92% NTSC的顯示器才能被稱為專業(yè)級(jí)廣色域顯示器。而在實(shí)際生活中，各家廠商為了宣傳噱頭，約定俗成的標(biāo)準(zhǔn)是80% NTSC左右的屏幕即可被稱為廣色域顯示器；更有甚者，還會(huì)以達(dá)到72% NTSC / 99% sRGB來(lái)作為廣色域宣傳。