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工具微讨论:图像效果与显示载体的探究

发布时间:2019-2-28

在绘制或查看科研图像时,人们往往忽视一个很重要的因素——显示载体,也就是显示器。市场上的显示器种类繁多,有的为游戏而生,有的则为设计而生,本文将阐述对于设计而言,需要注意的几个参数。以后在作图或者看图中发现颜色不一样的问题也知道是哪方面的原因。


一、屏幕材质


液晶的面板一般分为 TN 、VA、 IPS三种最主流的面板。 TN成本最低、效果最差但价格相对便宜。 VA 成本要高些,色彩和视觉更加丰富有1670万色和160度以上的视觉。IPS 是日立发明的,成本很高、画面更加好,它拥有软屏不能比的六大优势。


二、灰阶


在这几种屏幕当中,TN面板是原生6bit,而IPS和VA面板是原生8bit,两者的区别就是色彩数量的差异,TN屏是2的6次方是262万色,IPS和V屏则是2的8次方是1677万色,颜色数量相差明显。


 



从上面的灰阶图可以看到从白色到黑色的过渡中,因为8bit比6bit面板在中间灰色的区域拥有更多的颜色数量,所以观感上就是颜色过渡更加自然,这在看电影和看图片时会有明显的感受。虽然现在有不少6bit面板通过驱动IC的算法来增加显示的颜色,但显示效果依然和原生8bit有一定距离。


三、可视角度


另一个影响日常使用的点就是屏幕的可视角度,而TN屏由于液晶排列方式有先天性的缺陷。IPS屏在显示黑色时液晶分子会向水平方向扭转,所以无论向哪个方向看,看到的始终是液晶的长轴。而TN屏内向垂直方向扭转的液晶分子就使得光线会垂直于屏幕打出来,所以它只有在人眼正对着屏幕才有最好的观看效果,而斜着看屏幕就会明显地偏色。这里不再阐述这些不同材质面板的液体是如何排列以及为什么会导致这样的情况。下面向大家展示几张典型的图片方便理解。





从上图可以看出:TN材质屏幕在俯视、侧视等角度看会有明显的变色,这也是判断显示器是否属于TN屏的一个特征。


从上图的人像来看,TN屏就暴露出泛白的问题了,肤色和木门的颜色都显得很苍白,而且右上角的暗角问题依然存在,再次印证了这块TN屏均匀度不高的事实。而IPS依旧是还原最准确的,VA则有色彩过饱和的倾向,放在人脸上就是偏红了,像是刚喝了点小酒有点微醺的感觉。


四、响应时间


响应时间通常是以毫秒ms为单位,指的是液晶显示器对输入信号的反应速度,即液晶颗粒由暗转亮或由亮转暗的时间,为“上升时间”和“下降时间”两部份,而通常谈到的响应时间是指两者之和。




在游戏中如果液晶显示器响应时间长,意味着留给玩家的反应时间少、画面出现残影等,会直接影响玩家的发挥水平,而有些动态对比度高的显示器在玩游戏时所呈现的画面反差很大,亮暗交替过于明显,很容易引起眼睛发酸、流泪等视觉疲劳现象。


除了响应时间,显示器刷新率低也会出现残影等情况,通常出现在游戏中,例如竞速类的游戏,在移动的过程中方向盘看的很清楚而过往的风景则处于模糊的状态。对于设计来说60Hz够用了,而游戏用显示器刷新率在144Hz以上为好。


五、色域


通俗的说,色域代表了显示器的色彩表现能力,色域越广的显示器色彩越丰富,表现出来的色彩就越接近真实世界和人眼的极限值,会给我们“更生动、更逼真”的感觉。



上图是国际照明委员会(CIE)1931色域图谱。广色域显示器最直接的好处,就是它能表现出更接近人眼极限的色彩数量,不管是显示动态图片,还是玩游戏,都能让我们有种身临其境的逼真感,特别是观看风景图像,会让人有种心旷神怡的愉悦感受!当然,并非所有号称“广色域”的显示器都够格“色彩丰富”的标准。120% sRGB色域以上的显示器,才够格色彩丰富的标准,99% Adobe RGB色域显示器色彩更丰富!


目前市场上最多的是99%或者100%的sRGB。通常100%sRGB约等于72%NTSC,100%adobe RGB约等于95%NTSC。与sRGB相比,AdobeRGB包含sRGB没有覆盖的CMYK色彩空间,它拥有更加宽广的色彩空间。在图形设计、摄影作品修图、ID渲染等实际应用方面有更大的自由度,能呈现更鲜艳的色彩,让专业设计、摄影大师们显得更加得心应手。


六、Delta E(Δ E)


一般来说,像设计师、摄影师这类的专业制图人士,在挑选显示器时,都比较关注色域、色彩覆盖率等参数,但其实色域只是显示器所能显示的色彩范围,并不代表在这个范围内都能正确地显示相应的色彩。而Delta E是根据X Y Z值(CIE 1976色彩空间中的相应数值标准)和标准亮度计算出来的,所以可以比较客观准确地反映出显示器的色彩还原能力。


Delta E(Δ E)是专业领域用来衡量显示器色彩精准程度的通用标准,也可以叫做色彩偏离度。它能够将色彩还原的准确性量化为一个数值,精确地反映显示器表现色彩的准确性,因此其数值越小越好,分数越高反而说明色彩越失真。Delta E值可以用校色仪测得,专业显示器在校色之后,Delta E值一般都能达到小于5的水平。


Delta E可以规范出何者是人们感知内所能忍受的范围。一般来说,Delta E位于3到6之间的变化都是可以被接受的,通常将其具体分为了几个范围:

1.6-3.2:人眼基本上分辨不出色彩的差异,通常被认为是相同的颜色;

3.2-6.5:多数人感到色彩是相同的,但经过专业的训练可以辨别其不同,色彩的差别是可以看到的,但色彩给人的印象是基本相同;

6.5-13:色彩的差别是可以判别的,但色调本身仍然相同;

13-25:可以确认是不同的色调,但也可以辨别出色彩的从属;

25+:超过此值,则被认为是另一种不同的颜色。


在视频行业里一般认为Delta E小于5就是很好的,而在平面设计和印刷行业通常来讲遵循以下判断标准:

(1) Delta E < 2:人眼视觉几乎无法辨识其颜色差异。

(2) Delta E < 4:尚可接受,人眼视觉可辨识其颜色差异,但不是十分明显。

(3) Delta E > 6:不可接受,人眼视觉很容易辨识其颜色差异。


七、显示器自身设置和调色



除了显示设备自身老化,还有用户自己设置的一些参数,例如显示器设置里面设置蓝光、显示模式(游戏模式、电影模式等)各种参数也会影响显示的效果。


综上所述,一个好的设备可以呈现好的图像效果。

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