你螢幕的P3色域是哪一種P3?

以前(十幾年前吧)買電腦螢幕時,有點色彩概念的玩家都會確認螢幕的規格,看顯示色域有沒有符合99%或100%覆蓋「sRGB」。sRGB標準是由微軟、HP在1996年所制定的「標準色彩空間standard Red Green Blue」,當初是設計給網路上瀏覽圖像使用的通用色彩空間。

最近幾年購買螢幕,則會看到很多廠商標示螢幕具備「P3色域」,那到底什麼是P3色域呢?又不同螢幕的P3彼此間又有什麼差異呢?本文將討論目前市面上標示混論的「P3色域」問題,提供一個簡單的判斷方式。最後,確定螢幕屬於何種P3規格下,正確的設定作業系統內顯示器的色彩描述檔,讓支援色彩管理的應用程式正確顯示色彩。


  1. 混亂的P3規格
  2. DCI-P3 (DCI)
  3. DCI-P3 (D65)
  4. DCI-P3 (D60)
  5. DisplayP3 (Apple)
  6. 規格比較
  7. 如何分辨你螢幕的P3
  8. 應該搭配的ICC色彩描述檔
  9. 後記

1. 混亂的P3規格

目前市面上許多螢幕標示自己能夠顯示95%、98%甚至完全覆蓋「DCI-P3」色域,這部分問題不大,只是看廠商面板的性能規格。問題出在螢幕內建的「P3色彩模式」,常見標示成「DCI-P3」「Display P3」或「P3」,實際狀況是標示文字不同,但可能設定的顯示方式是相同,又甚至標示的相同但顯示是不同規範的P3。

不同廠牌、型號的螢幕,對於泛稱「P3」色域的色彩模式存在混亂不統一的顯示規格。

部分原因可能是因為所謂的P3色域因為歷史緣由存在數種不同的變體,他們唯一相同的點,是共用同樣紅綠藍色度座標,也就是色域覆蓋範圍,但其他細節參數彼此有差異。

更慘的事情是,廠商提供的色彩描述檔與自家螢幕不匹配

有廠商顯示器使用A規範的P3顯示規格,但官方網站卻給了B規範的P3色彩描述檔,導致即便是有基本色彩管理概念的消費者,買回家安裝後依然得到錯誤的顯示色彩。

還好,不同的P3色彩空間變體之間,有一些關鍵性的差異,是可以透過肉眼分辨的,這篇文章將提供你簡易的判斷方式,以及相對應的色彩描述檔檔案下載。

接下來先介紹不同的P3色彩空間的由來與規格。

2. DCI-P3

最早定義的P3色域,來自於電影產業的規範。
2005年由好萊塢電影製片廠組成的聯盟Digital Cinema Initiatives, LLC (DCI)發布了第一版的數位電影規範。裡面對於劇院投影出的影像,定義了一個新的色彩空間色度,爾後被稱為DCI-P3。

DCI Digital Cinema System Spec v1.0a.doc Page 67

可以留意的主要參數,首先是DCI-P3具有一個帶綠色調的白點,CIE1931座標位置xy(0.3140, 0.3510),CCT相關色溫約6300K。但其白點並不在Planckian locus普朗克軌跡或CIE日光軌跡上(所以是真的視覺上帶綠色調)。

而DCI-P3的紅色,是比sRGB與AdobeRGB更深的紅色,非常接近光譜軌跡Spectrum locus,主波長為 614.9 nm。綠色也比AdobeRGB更接近光譜軌跡邊緣,而AdobeRGB更偏藍一些。藍色則使用與sRGB/AdobeRGB相同的定義。

由於DCI-P3是設計給劇院使用,因使近乎全黑的環境與低光度下,預設的Transfer Function/Gamma為2.6,影像的階調變化較電腦螢幕常用的2.2來的更大。

3. DCI-P3 (D65)

原始P3標準雖然由DCI協會所推出,但後續電影電視工程師協會SMPTE也針對其研究與發布相關的技術標準文件。SMPTE EG 432-1:2010這個標準中,就定義了使用原始DCI白點與D65白點的兩種P3色彩空間,其他色度等關鍵參數則相同。

這邊通常為了區分,有時會將白點標註在其後,但最原始的版本也有很高的機率不標示
例如寫作DCI-P3,DCI-P3(D65),或是DCI-P3-DCI、DCI-P3-D65。

目前使用DCI-P3 (D65)這個規範,一般消費性產品上是相對少見的。單純書寫時非常容易與後面討論的Display P3混淆,因為他們都使用D65作為白點,但使用的gamma等其他參數是不同的。

4. DCI-P3 (D60)

這是一個更少見到的版本,只會出現於專業的影像後期工作流程Academy Color Encoding System (ACES)學院色彩編碼系統中。在常見的Rec.709工作環境中,中性灰R=G=B的色彩,通常定義的白點是D65,而在ACES編碼中,預設的中性灰R=G=B是D60。DCI-P3 D60可以說是ACES專用版本。

5. DisplayP3 (Apple)

2015年蘋果iMac的廣色域螢幕,使用了全新的色彩空間,稱之為Display P3。這個色彩空間採用DCI-P3定義的三基色,搭配的白點是電腦螢幕上常見的D65,而Transfer Function/Gamma採用sRGB的曲線,基本上是蘋果獨有顯示器規範。

配備 Retina 顯示屏的 iMac、2016 年及之後的 MacBook Pro、LG 的 UltraFine 4K 或 5K 顯示屏以及 Pro Display XDR,都支援Display P3色彩空間,目前iPhone手機拍攝的照片也會被標示使用Display P3色彩空間做為色彩描述檔。

又因為蘋果電腦的高知名度與品牌效應,使得不少電腦螢幕與筆電廠商,也相繼推出使用「P3」色域的產品。


6. 規格比較

不同的P3色域,規格放一起比較。
目前電腦螢幕上最常見的P3色域,應該屬於(4)由蘋果推動的Display P3規格,再來才是最原始的(1)DCI-P3電影劇院規範,而我印象中也是有實測到使用到(2)具有D65白點、Gamma 2.6的規格的產品,但如果真的有使用這個規格的,個人認為很有可能是某種"錯誤認知"造成的。

White pointCCTGamma/TCRPrimary colors
1DCI-P3(0.314, 0.351)6300K2.6R(0.680, 0.320)
G(0.265, 0.690)
B(0.150, 0.060)
2DCI-P3 (D65)(0.3127, 0.3290)6504K2.6R(0.680, 0.320)
G(0.265, 0.690)
B(0.150, 0.060)
3DCI-P3 (D60)(0.32168, 0.33767)6000K2.6R(0.680, 0.320)
G(0.265, 0.690)
B(0.150, 0.060)
4Display P3(0.3127, 0.3290)6504KsRGB (接近2.2)R(0.680, 0.320)
G(0.265, 0.690)
B(0.150, 0.060)

這張表格的重點有二,第一是White Point白點,只有原始DCI-P3使用帶綠色調的白色作為標準白,第二是Gamma,只有Display P3使用sRGB/2.2的Gamma值。


7.如何判斷你的螢幕內建的P3模式是何種標準

我們可以根據兩個特點來判斷你的電腦螢幕使用哪一種P3色域,第一個是白點(顯示器預設的白色),另一個則是階調變化Gamma/Transfer Function。讓我們先看白點的部分。

白點White Point

底下這張圖分成左中右三個區域,在螢幕上看起來,相對於中央左邊應該是略為暖黃色,右側則是帶黃綠色調。這邊的顏色差異並不是要你拿來與螢幕做比較,因為同一張圖片只能同時在螢幕上顯示,要比較的是你的螢幕所標示「P3色彩模式」與其他如「sRGB」「AdobeRGB」或「標準」模式的色彩差異。

假若螢幕切換至「sRGB」「AdobeRGB」或「標準」模式,顯示的是中央的白色,那當你切換為「P3」「DCI-P3」色彩模式時,請問螢幕看起來有沒有明顯帶著綠色調?如果有的話,那螢幕很可能是使用真正的DCI-P3標準作為顯示規格。

如果沒有,但白色稍有變化,最可能的原因只是顯示器不同色域的校正標準不一致導致,一樣我們繼續使用下個判斷來確認。

Gamma

這邊提供兩個直觀的工具,一個是來自Wikipedia的Gamma correction項目測試圖,請先確認你的瀏覽器是以100%無縮放的方式顯示本圖。

測試圖案左中右有紅綠藍三個區塊,其中每個區塊由上至下,有標示2.6、2.2與1.8的純色實心區域。實心區域的亮度,理論上是周圍網狀區域的平均值;理想情況下,實心區域和周圍網狀在適當調整到相對應的Gamma時候應該顯得同樣亮度。

你可以稍微瞇起眼睛、後退一點觀看,判斷一下螢幕究竟是2.6或是2.2的實心區塊,與周圍亮度相當、融合為一。

接下來的測試圖也是類似的使用方式,不過改成連續的變化;來自Lagom LCD 顯示器測試網站的圖片,請先確認瀏覽器是以100%比例顯示圖片。觀察的方式相同,留意中間實心的條狀帶,與兩側條紋區域,在哪一個數值左右看起來亮度相近、圖形融為一體。

最後,如果真的不會使用上圖來判斷你螢幕的Gamma值,那也可以採用比較的方式
請先將你螢幕「sRGB」「AdobeRGB」或「標準」模式的亮度,調整至與待確定的「P3」模式視覺亮度相等,此時切換不同兩個模式間,注意螢幕上的影像變化。

假若影像基本上沒有太多變化,那可以判定兩個模式的Gamma值是相類似的,而一般常見的色彩模式如「sRGB」「AdobeRGB」或「標準」,使用的Gamma值都是約2.2左右。如果影像發生對比對大,暗部更暗的狀況,那很有可能你的P3色彩模式,採用的是2.6的Gamma數值


8.應該搭配的ICC色彩描述檔

根據上面的判斷方式,當你確認螢幕的P3色彩模式是哪一種P3後,我們還需要在作業系統內正確的設定螢幕的色彩描述檔,提供給支援ICC色彩管理系統的應用程式使用。關於什麼是螢幕色彩描述檔ICC Profile以及如何設定,可以參考本站的文章「螢幕色彩描述檔ICC Profile」

這邊提供International Color Consortium, ICC協會網站的兩個最原始DCI-P3標準的描述檔,以及2017年以後所有蘋果電腦內安裝的Display P3描述檔:

種類檔案提供下載
1DCI-P3International Color ConsortiumDCI-P3-DCI.icc
2DCI-P3 (D65)International Color ConsortiumDCI-P3-D65.icc
3Display P3AppleDisplay P3.icc

實際上你還能找到更多由不同人、不同單位組織所發布的相似的描述檔,其中因為描述檔版本、D65/D50白點轉換、TRC設定等因素,多少會有些差異。這邊提供一個Github上的專案,可以下載各種版本ICC描述檔
https://github.com/saucecontrol/Compact-ICC-Profiles


9.後記

雖然本篇提供了幾種簡單判別螢幕P3色彩模式可能是哪一種規格的方式,但實際上要做最後的確認,還是需要透過儀器測量才能夠得到精準、明確的數值來判斷。例如之前分享過的BenQ螢幕,就內建了Display P3與M-Book兩種P3模式,實際顯示性能透過儀器測量後,才能確定真正的效果。

內建的Display P3模式具有2.149的平均Gamma(曲線非常貼合sRGB),而白點相關色溫CCT則是7009K,整體看起來應該是參考Apple所訂定的Display P3規範而產生的顯示結果(色溫偏差有可能是廠商為了貼近多數電腦螢幕預設稍高色溫而特意為之,但也可能只是出廠校正誤差)

但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。這種偏差只有靠儀器測量才能夠發現,單純靠目視比對,只能得知差異頗大的結論,但無法知道哪個模式才是比較正確的數值。

從事影像編輯、評價工作的朋友,正確的設定螢幕、色彩描述檔只是正確色彩管理的第一步。螢幕要得到更精確、更準確的色彩,還是需要透過儀器測量,確認螢幕性能,並製作專屬的色彩描述檔,才是最可靠的方式。

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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最後付上一些關於P3色域的網路討論,有興趣的朋友可以看看

APPLE The Display P3 color space, created by Apple
APPLE How to start designing assets in Display P3
Digital Cinema System Specification V1.0
wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/DCI-P3
ACES D60 Sim for 709 and sRGB
Github Display P3-v4 has different whitepoint and chromatic adaptation matrix than Apple Display P3 profile #7
Github Compact ICC Profiles
The Wide Gamut World of Color — iMac Edition

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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