BenQ PD2725U ,MAC的好夥伴/壞朋友?

前言

BenQ的電腦螢幕產品,除了有給「專業攝影師與印刷色準」SW系列外,另一個產品線「專業設計影像創作」PD系列最近推出最新螢幕 PD2725U。主打重點號稱是Mac筆電最佳搭配,能不用特別調整或設定下,就和Mac機子達到良好的同步影像效果:

當你連接Mac時,PD2725U能夠省去多於重複的調整,讓你將多出來的時間,用在真正重要的事物上!PD2725U的M-book模式讓Mac 使用者能夠使用Hotkey Puck G2 快速同步兩個螢幕的色彩

https://www.benq.com/zh-tw/promotion/monitor.html

廣告宣傳很吸引人,出發點也容易理解 : 許多MacBook使用者在家或工師使用時,會外接另一台螢幕,作為筆電顯示器的延伸或替代,彌補筆電13~16吋顯示器較小工作不方便的問題。

但多螢幕匹配一直是項難題:大多數型號不同的螢幕放置並排使用,都能明顯地感覺到彼此畫面看起來不太一樣。同理,Mac筆電與任意廠牌型號的外接螢幕,也是會碰到這樣視覺無法匹配的狀況。那究竟是哪些因素影響螢幕的視覺觀感,決定不同螢幕間能不能做到視覺匹配呢?

關於視覺匹配

1. White Level 亮度 與Black Level 黑位
相同影像在不同亮度下,視覺觀感會有差異,因此第一步是需要使用相近亮度觀看。
螢幕亮度值通常都可以調整,考慮到一般環境中通常不會使用到螢幕的最高亮度(常見規格是300~450nits,需要在非常明亮的室內環境才有可能使用到最高亮度),所以匹配時亮度不是大問題。

黑位則指的是當螢幕顯示全黑時,儀器測量黑色部分的真實亮度(通常顯示器的背光會些許穿透,無法完全被面板液晶層阻隔)。黑位的數值多半沒辦法向下調整,受限於顯示器硬體技術。
雖然較少被討論到,但黑位的匹配是不同螢幕觀感上能否相符的因素之一。(最常見的狀況例如OLED螢幕與其他種類顯示器時常難以匹配的其一原因,就是擁有理論值0 cd/m2的絕對黑位)

左 SONY PVM-X300 (OLED) 右 ASUS PA329Q (IPS)

2. Whitepoint 白點
白點決定了螢幕的白色應該顯示成怎樣的"白"。
經常被討論到相關色溫 CCT便是白點相關的設定值。不同色溫下,相同的影像會帶給人不同的感受;白點的差異是造成不同螢幕能否視覺上匹配重要的因素。

不同白點/色溫,可以想像成拿不同顏色的手電筒燈,照射同一張圖畫的結果。可以預期畫中的色彩,有不同的視覺觀感;但其實圖畫本身色彩是固定的。白點之於色彩,大概可以想像成這樣的關係。

左ZOWIE XL2540 (TN), 右ASUS PA329C (IPS)

3. Tone Curve 階調
階調又稱為Gamma或EOTF,是用來決定螢幕輸出的階調公式。一般理解,較高的Gamma值通常對應較大對比的影像,反之較小的值則對應整體偏亮的影像。

不同的gamma應用在相同影像上的差異
https://en.wikipedia.org/wiki/Gamma_correction

一般討論螢幕使用的Gamma或EOTF,其實是應用在「未指定」標準的影像或「非色彩管理」的環境中上;如果是色彩管理的環境下,帶有特定色彩描述檔影像,應該要被正確轉換顯示出原本的色彩與階調,因此不同Tone Curve的顯示器,並不一定會造成影像差異 。

但我們可以想像,假若色彩管理不完備的環境中,擁有相同的Tone Curve顯示器,理論上更容易顯示出類似的影像外觀。

4. Gamut Coverage 色域覆蓋
最後一項色域覆蓋則應該是討論度最高的項目。
色域的大小,可以簡單理解為顯示器究竟能夠顯示出「多鮮豔」的色彩,而所謂的「覆蓋比率」則指的是與特定標準色域互相比較下的結果。

不同螢幕要能達到彼此「顏色重現」,重點其實不只是色域「涵蓋率相近」或是「使用相同的標準」,而在於「正確的轉換」(色彩管理)。

左側的圖示中,雖然B螢幕的色域大小與A sRGB的色域並不完全吻合重疊,
但理論上在正確色彩管理下,如右側的兩色域重疊部分色彩應該都要能正確地轉換、顯示出來。
圖片出處 BenQ網站 https://www.benq.com/en-us/knowledge-center/knowledge/color-gamut-monitor.html

但假若兩台顯示器擁有相同的色域標準(彼此完整覆蓋),那即便在色彩管理不完備環境中也會更容易顯示出相近的影像,反之差異越大的,不透過色彩管理將無法達成。


5.其他因素

實際上,螢幕要彼此達到視覺匹配,有更多因素要考慮,例如,螢幕不同的表面處理(Glossy鏡面、Semi-Glossy半鏡面、霧面Matte),可視角與色調偏移問題 Chromaticity Shift and Viewing Angle,甚至是同色異譜失效因素 metamerism failure 等等,都有可能造成視覺觀感差異。

不同的螢幕,可能具有不同的可視角以及色調偏移問題
https://kb.portrait.com/help/chromaticity-shift-and-viewing-angle

MacBook螢幕規格

大致確認以上幾點因素後,回到「MacBook筆電螢幕,理論上擁有哪些規格要素」?
根據蘋果官網,MacBook的規格從2015、2016年至今,標示Retina顯示器規格都是標示如以下:

這份規格表中,表示亮度最高可以達到500nits,而所謂的「廣色域P3」,其實並不是一個如sRGB、AdobeRGB的標準色彩空間,所相關的標準,源自於影視產業中使用的DCI-P3色彩空間。

左圖是蘋果開發者網站上提供Display P3色彩空間規範。蘋果採用DCI-P3定義的三基色,搭配常見的白點標準D65,再加以組合sRGB定義的gamma/EOTF 曲線,組合而成一個全新,蘋果獨有顯示器規範。

https://developer.apple.com/documentation/coregraphics/cgcolorspace/1408916-displayp3

正因為目前Apple螢幕提供的「廣色域P3」標準算是某種拼裝形式的色彩空間,所以可以想像,假設在沒有色彩管理的環境/軟體中,外接螢幕內建的色彩模式(sRGB、AdobeRGB…)是無法跟MacBook做良好的匹配的,而且一般消費者也不一定能取得相對應規格的顯示器。(實際上自2015年至今,因為蘋果產品線的推動下,目前Display P3儼然已經成為一種新產業標準)

接下來的測試,我使用訊號產生器VideoForge Pattern Generators,搭配軟體Calman Studio記錄數值,量測則是X-rite i1 Studio光譜儀校正、用i1 DisplayPro量測。

PD2725U螢幕測試報告

PD2725U內建許多不同色彩模式;sRGB、Rec.709、Display P3,與BenQ所稱與Mac筆電最佳搭配的M-Book模式等等。透過發送不同的標準訊號,來測試確認不同模式下螢幕的顯示狀態,反向推測、確認廠商設計時可能使用的參數。

測量使用的儀器與測量環境都非實驗室標準,數值本身就存在一定誤差;

測試的重點應該放在參考螢幕不同模式間的相對差異與數值走向趨勢。


首先是sRGB模式的測量結果

sRGB Grayscale -Multi
ColorChecker 色準測試

首先量測到PD2725U sRGB模式下,白點相關色溫CCT為6988K。6500~7500K的白點數值常見於普遍消費級電腦螢幕上,也包括MacBook筆電與iMac,近期經手的蘋果電腦螢幕校正案,多半都測量得到7000K多的預設色溫。Gamma部分測試結果,是有遵循sRGB標準沒有問題的。

色準上,ColorChecker測試中色差值DeltaE來到平均1.47,最大3.01,成績算是非常出色。

需要留意的是這邊是以D65標準白點來計算的,如果調整為約7000K的原生白點,那deltaE色差值相信還會更進一步降低。色準並不是本次測試重點,後續其他模式測試ColorChecker項目就不特別分享。

Rec.709模式

Rec.709 Grayscale -Multi

PD2725U內建的Rec.709 ,白點色溫較標準D65的6500K更高一些來到7294K,Gamma值測量下表示使用的是ITU BT.1886所提供的曲線,並非Power Law 2.4的標準。

Display P3模式

理論上, Display P3 模式應該是蘋果宣稱其螢幕使用的標準(請參考前面討論),實測看看 PD2725U 是否有正確反映出這個標準應該要有的數值

Display P3 Grayscale -Multi

是的,除了色溫略高於D65標準來到7000K以外,PD2725U Display P3模式使用的Gamma的確是標準的sRGB階調。接下來測試號稱與Macbook螢幕觀感最相近的M-Book模式

M-Book模式

M-Book Grayscale -Multi

M-Book模式下白點色溫更進一步提高到7765K,視覺上更冷;Gamma部分則偏離標準較大(圖中黃線標示sRGB的Tone Curve),尤其暗部擁有更大的對比度。

測量結果可能有人會覺得困惑,實測Gamma值並非sRGB標準,也不是Power Law 2.2等參數。那測量的數值反映在實際觀感上會是怎樣的效果,又與MacBook筆電螢幕相比呢?

沒意外的話 此張照片左側 PD2725U應該是設定成Display P3模式而非M-Book
照片經數位相機翻拍會失真,僅供說明參考

以下觀看主觀感受的內容是基於器材所有人和筆者本人,而螢幕則是測試時的的這台市售版BenQ PD2725U與Macbook Air (2020 M1)。測試中的Macbook (2020 M1) 螢幕未經校正,使用OSX系統原廠搭配的螢幕Profile。

首先,PD2725U 使用Display P3 與M-Book模式時兩者的螢幕看起來的確非常相近,相同的影像顯示在兩個螢幕上,遠看乍看的確不容易分辨出差異。實際使用時發現,Display P3模式看起來與 Macbook更接近一些,但暗部Macbook上看起來更深一些。如果改用M-Book模式,則視覺效果反過來; PD2725U對比會比Macbook更大一些、暗部更深。

上面是直接觀看的主觀感受,那有沒有更客觀的方式,來解釋觀感上兩者的差異呢?

Mac螢幕的偏差

系統層面的「設定值」與螢幕硬體層面的「顯示性能」會有一定的差異,兩者差距越小,理論上色彩重現度、準確度就會越好。

MacBook筆電雖然蘋果官方說明使用Display P3規範,Gamma部分應該是同sRGB的階調,但實際上經手過多台MacBook的經驗,儀器測量下螢幕暗部實際的Gamma經常性是偏高的,暗部對比會比預期中更大,階調由灰轉黑速度更快。

以下提供數個過去本人經手的螢幕校正案數據:包含數種蘋果筆電與桌機MacBook、MacBook Pro、iMac的顯示器,這些螢幕都是規格標示「廣色域P3」的螢幕。
圖片顯示的是根據ICC Profile繪製而成的校正曲線Calibration Curve。 (實際校正是作用在顯示卡的video card gamma tables,VCGT中,用來作影像基礎一維校正)

校正的參數,白點為D65,Tone Curve為sRGB。
請留意,多數的曲線左下角暗部部分,都有一段開口向下的曲線用來校正「讓影像亮度提升」,用以修正原始螢幕暗部滾降太快的問題。

多數蘋果電腦螢幕,都有暗部細節不清楚甚至階調損失的問題。
如果想在自己螢幕上測試,可以下載下面的圖檔觀察黑色部分2、4、6、8等色塊是否能辨識出來。圖檔本身是sRGB設定,建議下載圖檔後以Photoshop等色彩管理功能完備的應用程式開啟。

實際使用PD2725U螢幕,Display P3模式下目視暗部色塊能輕鬆辨識,但改用M-Book模式,則暗部色塊部分會消失在黑色中,狀況與測試對比的這台MacBook螢幕狀況相同。

結論

BenQ推出PD2725U螢幕,目標瞄準蘋果筆記型電腦用戶,內建M-Book色彩模式,使得用戶能輕鬆匹配蘋果顯示器的原生視覺特性,不需要特別的設定,或用儀器做螢幕色彩校正。

但深究其背後原理,M-Book模式實際上是廠商為了模擬蘋果電腦不甚標準的螢幕;相信應該是廠商研究蒐集數據後,特製的一種類Display P3標準。P3的Gamut搭配與多數MacBook螢幕相近的Gamma曲線,設定成 M-Book 色彩模式。

以消費者角度看, PD2725U螢幕成功解決了表面上的問題,讓MacBook與外接螢幕達到非常相近的視覺感受。但深究其原理,實際上要正確顯示以及符合更通用性的標準,應該還是需要透過正確的色彩管理手段,才是最終的解決辦法。

PROS:

  • 內建色彩模式精準度符合期待
  • 切換方便,無須額外學習能快速匹配筆電
  • 原廠Display Pilot程式支援連線模式
  • 目視顯示效果良好,灰階平順

CONS:

  • M-Book模式與測試MacBook筆電螢幕比較暗部對比稍重
  • 價格稍高,未提供硬體校正功能

最後補充, PD2725U螢幕隸屬於PD系列,BenQ原廠提供Display Pilot軟體,能夠讓作業系統與螢幕連線連動;你只需要使用螢幕時,照說明書連接USB線材,同時安裝Display Pilot軟體,就能直接透過軟體控制螢幕的設定,更動色彩模式時同步切換,降低人為操作失誤造成顯示不正確的風險。

最後要感謝提供本次器材的高先生協助完成測試。

本篇討論的內容只能代表測試的特定型號、特定一台螢幕的表現,在未經更多的確認之前不建議視為通案參考。即便是相同型號的螢幕實際要確認,還是必須透過儀器測量才能知道是否準確,如有偏差,也需要透過儀器校正、製作專屬的描述檔,才會得最正確的顯示效果。

由色管宅替您目前工作的螢幕影像作業環境進行色彩管理確認,依據您的需求行業標準提出色彩準確性報告與建議。

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發表者:Miles 林

色彩管理顧問 之前任職影像後期/DIT 剪輯 調光 美國 ISF影像標準協會 認證校正員 通過 經濟部IPAS色彩計畫/色彩工程鑑定 印刷色管顧問 T-Lab 東煦色研所 合作夥伴

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