专栏名称: 极客湾
提供优质的科技资讯与评测
目录
相关文章推荐
ZOL中关村在线  ·  大学生买MacBook,还是Windows电脑? ·  昨天  
EETOP  ·  PPT分享: ... ·  昨天  
EETOP  ·  数字IC面试题汇总 ·  2 天前  
ZOL中关村在线  ·  苹果自研5G基带来了?iPhone 17全面前瞻 ·  3 天前  
51好读  ›  专栏  ›  极客湾

小科普 | △E和JNCD以谁为准?详解“色准”!

极客湾  · 公众号  · 硬件  · 2021-03-20 23:00

正文

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Mahy et al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 (CIE1931 xyY)(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 CIE Lab 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/PS ACR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 △E 00


△E 00与△E 76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△E<3左右,但注意是平均。


▌JNCD

那么终于讲到JNCD了,全称Just Noticeable Color Difference,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CIE Lab坐标系 (中) ,而JNCD用的是 CIE Luv 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:
1 MPCD = 1 JNCD =Δ(u'v') = 0.0040
JNCD可以和少见的△E uv互相转换,但不能和常见的△E ab转换。但 当JNCD= 1 时基本接近 ΔE 00 = 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, JNCD>1 是界限,但两种颜色距离较远的时候 JNCD>3 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JNCD<1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 △E 00目前还是衡量显示色差最具说服力的单位






请到「今天看啥」查看全文