摄影艺术居

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小科普 | △E和JNCD以谁为准?详解“色准”

admin 192 3

想必大家早有耳闻,衡量显示器色彩好坏的,除了色域外,还有色准,这个单位往往是△E(deltaE),但这几年越来越多的手机厂商,开始用JNCD来表示色准,比方说一加、小米、OPPO,那这两个单位有什么区别呢?为什么要换单位呢?



▌△E色准


首先简单讲一下△E,由CIE国际照明委员会提出的国际标准,delta表示“差异”,这个E就是Empfindung“感觉”的意思,表示感觉上的差异。数字越大颜色越偏,数字越小颜色越准。




△E多大,也就是两个颜色之间多大的差距,叫做JND值,或者你直接叫它色差值。这个值多少时,人眼才刚好察觉的出来呢?这到现在其实还没定论。1994年Mahyetal评估出了一个2.3△E的JND值,但人眼是动态适应的,有些颜色在改变时,人眼很敏感,而有的就分不太清楚,这种感知非均匀特性导致这个值并不可靠。

由于显示器面板、背光的特性不同,如果出厂不校准直接用,会有很大的色彩偏移,你眼前的黑不是黑,你说的白未必是白。



一般屏幕的色域我们用下面左图xy色度坐标表示(CIE1931xyY)(平常说的白点,指的就是这个坐标中0.33,0.33白点位置),环绕的一圈就是光谱波长,人眼感知的范围。虽然这个范围并不均匀、有的多有的少,但色彩分布是均匀表示的。



如果我们在这个坐标系里,直接用△E表示色差会怎么样呢?



可见,同样的数值,左边看着差别不大,但右边看着差异很大,是明显的两个不同的颜色,用△E在RGB坐标里衡量色差是行不通的。



那么CIE提出了右边那个球形的CIELab模型,是三维的坐标系,L即Light亮度轴单独拎了出来。它的横截面如上图,基于对立色理论,色彩分布更直观、很均匀,不是偏红就是偏绿,不是偏黄就是偏蓝(冷暖),这个特性对于修过图的朋友肯定很熟悉,



没错,就是LR/PSACR中的白平衡工具,把色彩分为色温和色调,从而确定色度和饱和度值,然后由L纵坐标确定明度值,那么一个颜色就确定了。


在这个三维坐标系中,用的就是我们现在熟知的△E,公式如下:



这个公式,看多了有催眠的效果,不知你看不看得懂,反正我是看不懂(笑)。这算的就是均方误差(MSE),这个1976年提出的,也就是△E76。不够由于人眼对三个通道的感知不同,看下图,椭圆表示人眼色容差,也就是对色差的“感知不强范围”:



在坐标中越靠外的区域,越靠外的高色彩度区域,人眼感知力越低、不敏感,于是1994年对色差公式做了改进,变成了下面这个样子:



不过这代主要针对汽车喷漆行业,是在LCh空间下定义的,影响因素变成了色品/浓度,只有色调取自Lab空间。针对蓝光的影响,最终在2000年,改进出了最新色差公式△E00:



△E00与△E76相比计算公式不同,有个加权,浅色权重大,深色权重小,因为深色的色差不像浅色那么明显,更符合直观的人视觉感受。



一般来讲,△E=1.0是人刚好注意得到的量,而△E=2.5是人可以接受的上限(前提是有色准需求)。那么有出厂校色的厂商,一般会控制在平均△E3左右,但注意是平均。



▌JNCD


那么终于讲到JNCD了,全称JustNoticeableColorDifference,即只有明显色差,最早可以找到的时间大概在2013年,由DisplayMate提出,



我们每年常刷到《国外机构测试xxx手机屏幕评测结果出炉》这类新闻,其中的“国外机构”一般都是它



其实更早也有,比方说iPhone4、三星S3时期,但并未大范围使用。JNCD主要用于衡量肉眼可否明辨差异。


虽然JNCD和ΔE的目的是一样的,但出于的色彩空间不同,上面我们讲到了,△E用的是CIELab坐标系(中),而JNCD用的是CIELuv坐标系(右),也是1976年提出的,主要目的是易于计算和转换,且尝试达到更高感知均匀性。

它是从xy坐标的空间转换过来的,可以从图上看出,确实分布更均匀直观。算法如下:



那么转换成JNCD就是:

1MPCD=1JNCD=Δ(u'v')=0.0040

JNCD可以和少见的△Euv互相转换,但不能和常见的△Eab转换。但当JNCD=1时基本接近ΔE00=2.3,数字上显得小很多。



并且这个指标其实有前提条件的,按照DisplayMate自己的说法,当两种颜色放一起的时候,JNCD1是界限,但两种颜色距离较远的时候JNCD3才察觉的出来。



比方说这样,差距不大的颜色,距离远了,你会觉得差不多,差异更大才感觉的出来。江湖人称:不比不知道,一比吓一跳。

那JNCD也算是阶梯性质的指标了,但本身出于快速计算考虑,如果量化的细一点,应该可以根据色彩距离给出更多结果。



▌总结


虽然手机厂商开始用JCDN的原因不得而知,估计只是把给DisplayMate送测的数据直接拿来用了,主观上是DM提出用,那么厂商给他推广,事实上Wiki都没有词条,也没有找到相关专业机构作背书。



但这里老张又要提一下同色异谱了,由于OLED屏现在越来越多,因为面板特性问题,同样的色彩值,在LCD和OLED上显示的颜色,肉眼看上去是不一样的,比方说早期三星面板“大绿屏”,所以用传统校色验证流程测出来,△E指标好的OLED屏反而肉眼看着偏色,感知色彩正常的反而指标差。



这是因为没有做感知白点补偿、作Judd修正。那么基于CIELuv感知色彩空间的JNCD,确实有可能避免色偏、更符合人眼感官,对于OLED屏的指标,JNCD会比△E更有说服力(前提是厂商校准流程合理)。

这也是为什么主流市场只有手机厂用JNCD当单位的原因,电脑显示器依然用的△E。

但因为JNCD数字单位很小,消费者对0.1级别的差距并不敏感,好屏和差屏的数值差距很小,很容易被厂商拿来作文章。


比方说,JNCD=1定义为肉眼感知最小单位,理应JNCD1是专业屏。但有的厂商直接说2是“公认”专业标准,一般显示器在6.5~13

这数字熟悉嘛?熟悉的:



没错,就是专业定位的显示器常用的△E标准的数值手机厂商直接单位一换,我们知道JNCD本身数值就比△E小得多,这么做,直接把标准拉的比△E还低,啥屏幕都显得更强了违背了工程师们的初衷和好意。

目前网上基本都是对JNCD的营销软文,压根没人出来把这个单位讲明白的,也是我这次特地讲它的原因。至于△E00目前还是衡量显示色差最具说服力的单位。



但需要注意,厂商一般只标平均值,但影响观感的往往是极值,比方说平均△E=1,但是某些蓝色或者什么色,最大△E达到了10,那么这块屏幕还是烂屏,不具备参考价值,这就很水桶效应。

色彩标准化还有很长的路要走,目前厂商还是得优先解决两个明显问题:

1.不同面板需要不同标准,或标称感知白点偏移,确保用户看到的是标准白点,而不是以厂商自己显示器白点为准的测量数据。

2.需要标注平均△E和最大△E,数据公开地卖屏,而不是玩文字游戏。


参考引用:

/article/8237804545

/Colors_16.html

/wiki/颜色差异

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