ColorGeek色管宅

瀏覽網路上關於螢幕選購的討論，時常會有類似討論，開頭的重點是：「某A與B廠牌使用了相同型號的顯示器面板」接著做各種螢幕性能與價格的比較。或者換個角度看，不同產品使用相同型號面板，在整體規格上也許差異沒有那麼大，為何價錢差那麼多 ?

雖然答案很明顯，使用同樣面板不能保證不同的螢幕具有相同的顯示品質，但本文將透過分析、研究一台螢幕製作過程中，廠商對於顯示器面板可能會進行的測試或是調整，又最終產品有什麼差異，提供一個的討論的角度。

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討論區上的話題

最近看到知名第三方校正軟體DisplayCAL的討論區上，有人提出以下的詢問：

「有沒有人有校正HP Dreamcolor Z31x Studio的經驗？這台螢幕使用了Panasonic 對比度1500:1的面板（看起來跟EIZO CG318/319 相同），它看起來會是影像後期工作者的一個不錯的選擇。但我搜尋到有人在校正與LUT上有一些奇怪的問題，似乎唯一的辦法是使用外部校正．．．聽到一些關於校正過程和結果的有趣經驗。它和EIZO的產品相比如何呢?」

很明顯這個網友考慮以HP Dreamcolor Z31x Studio（售價約$2,500）替代EIZO ColorEdge CG319X（售價約$5,800），比價之下前者似乎是非常划算的選擇。這樣的類比也是很多網友購買螢幕時，經常會做的功課與討論。

那讓我們來看看這種想法合不合理。下面提供的意見，除了整理該篇文章回覆留言，也是DisplayCAL討論區常客Vincent的意見外，也包含我自己的看法。

本次討論螢幕面板

首先我們先看一下規格，這篇討論是由Panasonic製作型號為VVX31P141H00這塊31吋含背光的IPS Pro面板。

這塊面板解析度為 4096×2160，像素密度為149 PPI，原生亮度為350cd/m²，原生對比度為1：1500。(後面兩項很重要，請先記住)。CIE 1931 xy座標下sRGB/Rec.709覆蓋為100%，AdobeRGB 100%，DCI-P3 98%，Rec.2020 81%，各項規格看來，的確非常適合用做影視後期顯示器，尤其是解析度支援電影院的DCI標準4K尺寸，這是目前多數面板/顯示器沒有的規格。

究竟同一塊面板，銷售給EIZO推出CG 318/319X與銷售給HP推出Dreamcolor Z31x，可能有哪些差異呢？

原生面板規格 與 螢幕性能

同樣型號的面板，標示的規格（亮度、色域、對比度）應該是相同的，但實際上會有同產品間的差異。

以目前最常見的LCD液晶面板為例，組成的元件除了有常聽到液晶面板、背光模組外，實際還包括擴散板、偏光板、玻璃基板、彩色濾光片等多層光學材料層。每種材料的光學特性本身都有一定的公差，因此當它們組裝在一起成為最終液晶面板時，即使每個組件單元都在嚴格品質控制下製作，也無可避免地在不同的液晶面板模組內存在光學性能差異。

螢幕製造商購入面板模組，將其製作成最終螢幕產品的過程中，不可避免的須要進行許多影像的調整，部分正是為了彌補、修正這其中的差異，實際上也可能改變該面板的性能規格。

例如廠商可能會逐一地校正White Point Color temperature白點色溫，可能會設計 uniformity compensation均勻性補償 功能，一般螢幕內建的各種色域的emulation color mode仿真模式，都可能會改變最初廠商標示的面板規格。

因此，即便使用相同的面板，廠商也可能做出不同影像品質的顯示器。接下來做更詳細討論。

出廠前硬體校正

因為各種材料與組裝工差的關係，無可避免在同型號不同機子間產生差異；部分顯示性能上的差異，是可以透過軟、硬體來更改/校準。可以想像，出廠前越精準的預先校準，可以提供使用者更好的效果、更少的精力和更低的色彩管理成 本。以下就幾個重點分析。

Chromaticity色度/White point白點

而這種色度的差異連結到影像上的改變，例如螢幕的White point白點，是否符合特定色彩模式的規範，例如D65標準白或是6500K色溫。一般大家討論到的色溫，指的是Correlated color temperature，CCT相關色溫K，實際上還需要留意白點與日光軌跡daylight locus的偏差距離有多少；一般認為白點需要盡可能校正至該軌跡上，才能提供視覺上比較良好＂乾淨、中性的白色＂，否則可能會偏洋紅／黃綠調。我們期待的是坐落在日光軌跡上的特定相關色溫的白點，以D65標準白來說，他在CIE1931 xy座標上的位置是xy(0.3127、0.3290)；位在CCT 6500K與日光軌跡的交點上。

筆者實際校正的經驗中，只有少數螢幕在出廠開箱後，色溫能符合內建色彩空間模式對應的白點色溫，如果加以考慮日光軌跡的距離，那勢必能符合標準的螢幕更少。

當然，或多或少其中不準確的原因來自於儀器與測量的誤差，實際上白點在一定誤差內，並不會影響日常色彩評價、調整工作。但如果工作環境中包含多個顯示器，每台都具有不太一樣的白點標準，那使用起來肯定是會造成觀看的不一致性、色彩判斷的困擾。

多數螢幕出廠預設色溫偏高，以7000K左右為大宗，其背後的原因有硬體設計上的因素，也有營銷的考量。

Uniformity均勻度

無論是怎樣面板，同型號或不同型號，各種製造過程中造成的光學差異問題，應該就屬「均勻度」這種最讓人困擾的，一般需要花費更多的成本才能有效處理。

螢幕顯示影像是2D平面結構（曲面螢幕也是基於此後進行彎折），我們都希望這個2D平面無論位於何處，顯示都具有一致性，也就是色差要小。不過討論均勻度時，單純看整體色彩誤差deltaE那是意義不大的，必須加以確認「亮度差deltaL」與「色度差deltaC」。

廉價的機種，如果背光設計不良，導光不均勻，很有可能會使得邊緣與中央的亮度不同。而另一種亮度不均勻，則可能來自設計不良、品質不好的直下式背光。而背光導致的不均勻，有時候也會連帶造成色度不均勻。

而色度上的不均勻，有時候會比亮度更棘手，因為當螢幕用作影像編輯、評價使用時，人眼或多或少能夠去「判斷」亮度差造成的不均勻，但卻無法同時做到不同色度的Chromatic adaptation色度適應例如常見到的面板左右顏色不同，俗稱陰陽臉）。

通常面板均勻度，消費者是沒辦法透過常規的色彩校正去處理的；一般的ICC Profile製作僅是測量螢幕中心單點的影像，而不均勻則是發生在螢幕不同位置。

少部分提供硬體校正的中高階螢幕，原廠軟體擁有後期校正「面板均勻度」的功能；透過測量不同區域的亮度，有些還包含色度，能夠最大程度的調整陰陽臉的問題。另外部分產品在出廠時已經預先處理均勻度問題，提供開啟/關閉的選項；好處是不用另外自行校正，壞處是如果日後偏移與之前狀況不相同，則沒辦法獨立調整。

因此一台螢幕均勻度要好，要馬是直接採購優質的面板，不然就是螢幕製造商需要精心的調整校正。那既然能夠靠後期調整做到均勻，為何還需要優質的面板呢？

均勻度補償的副作用

雖然說不均勻的面板，可以靠後期校正來處理，但這其中肯定會有些得失，先讓我們看看均勻度校正是如何進行的。

首先螢幕製作廠商取得面板後，需要先進行測量；根據一定等分的切割來區分不同區域，測量彼此間的亮度與色度差異。假設有一個區塊過亮，則需要透過專用的計算晶片來對該區域影像變暗，過暗的部分反之。更完整的均勻度補償除了亮度還能做到色度均勻，同理，分區測量不同區彼此間的色差，分別對其做R、G、B的修正。

實際施行與演算一定是更複雜的，要考慮不同區域間校正的融合效果，實際校正也非單純測量最亮最暗，中間調也需要一併作調整，而整個校正架構會受到測量與計算的精度影響結果。

理解補償的原理後，應該就能明白到均勻度補償的副作用，就是實際上會降低螢幕最大的亮度/性能；因為校正只可能取不同區域中最低的數值作為最高的標準（想像該區域面板已經不可能再更亮）。當最大亮度因為補償後下降，螢幕的對比度（最高除以最暗的比值）就與原生的規格不同，對比度將下降，校正的幅度越大，下降就越多。

螢幕實際的對比，廠商通常會在螢幕規格上註明是「關閉均勻度校正」的數值，而「開啟均勻度校正」後會掉多少，則不見得會標註。運氣不錯的是，今天討論的這兩台機子廠商在說明書或官方文件中找到。

EIZO CG319X 對比度

CG319X標準對比度為1500:1，廠商說明是在「brightness mode」(沒有均勻度校正)的數值，而在另一份官方的研究文件中表示，開啟「uniformity mode」下，對比度實際測量為1408:1。

另外比對網路上論壇使用者實際測試，也能驗證相似的對比度數值。

HP Dreamcolor Z31x 對比度

根據HP官方規格書，HP Z31X的標準對比度(沒有均勻度校正)是1500:1，開啟uniform功能後，最高亮度會從350cd/m²下降到250cd/m²，對比度則會下降至1200:1。

相同面板，不同螢幕，不同的顯示性能

由上面均勻度補償的例子可以看出，相同的面板，不同的產品，可能會有不同的顯示效果/性能。

這其中的差異有可能直接來自於廠商採購面板的條件不同，例如像是EIZO也許願意支付更多的費用給Panasonic，獲得原生均勻度更好的面板，HP可能放寬採購時要求的色差標準，來獲得更好的成本價格。

當面板原生均勻度較差時，需要透過更大幅度的補償處理，犧牲的就是最終的顯示對比度性能。

Grey scale reproduction灰階重現

最後再提到螢幕另外一項重要的顯示特性，一般是不會被標示在顯示器性能與測試報告中，就是「灰階色度偏移」的測量報告。理想的灰階影像應要具備兩個特性，第一，色度要盡可能與螢幕白相近，第二，灰階前後階調的色度差不能太大。

這邊先提到一份標準文件，EBU Tech 3320 V4.1 (第一版2007,修改最新2019)「User requirements for video monitor in television production」 電視節目製作使用之影片監視器的使用需求
 這份文件內容完整的提供該如何測量、紀錄與評價一台廣播剪輯室使用的監視器灰階重現。其中關於灰階重現的相關規範指出，對於不同級別的標準監視器，灰階變化過程中，與白點的色度差值應符合以下規定：

• Grade 1 : 1 cd/m² to 100 cd/m²，Δu*v*不超過0.5
• Grade 2 : 1 cd/m² to 100 cd/m²，Δu*v*不超過1
• Grade 2 : 1 cd/m² to 100 cd/m²，Δu*v*不超過1.5

整體色度

灰階部分的測量可以透過DisplayCAL的Verification驗證功能，生成Measurement Report頁面，在可選清單中設定為「RGB+Gray balance」檢視色度差deltaC的數據。

灰階的色度偏移之所以重要，在於人眼相對於有色彩的影像，對於中性色的辨色力是更強的，意味著只要灰階中有部分色階稍微偏移，也能被輕易辨識出來。視覺上，如果偏移的色度太大，在中性漸層的影像中，將會以斷階/色階的形式呈現出來。

上面所述的中性灰漸層問題，在螢幕製造的時候要如何處理呢？
理想中，面板出廠原生的階調，應該要能維持與其原生白點色度偏差不大的狀況，因為那是面板材質的天生光學特性，但在製作螢幕的過程中，廠商為了校正、調整白點的色度與階調的曲線以及限縮色域，會透過晶片處理訊號來達成。

如果晶片處理不好，計算精度不夠，就有可能造成上述斷階、色帶的情況。而實際上不只中性灰階會有階調不順的狀況，各種色彩漸層也有可能發生，因為本質上都是R、G、B通道依照某種比例混合、漸變出來的影像，只是灰階上最容易被察覺到問題。

部分廠商的高階顯示器，透過更高精度、更高位元數的3DLUT，增加內部轉換的數值精度，最後雖然使用是同一塊面板，但能夠因此減少階調不順的問題，換個說法，也就是顯示色彩會更精準、色差更小。

小結

本篇討論其實大家一開始就知道「使用同面板也不見得有相同的影像品質」，以EIZO CG318/319X與HP Dreamcolor Z31x為例，實際測量就知道前者的影像效果是更優異的，而且很有可能在前端面板採購時，就已經有品質上的差異，後端不同廠商的調教與整機的設計，包含運算晶片等等，也都是完全不同的狀況，自然最終的成品也會是不同的東西。

透過不同小項目的梳理與分析，應該可以更清楚面板雖然是顯示器最重要的元件，但它的規格、性能並不能保證與最終顯示器成品相同。針對不同的螢幕，我們應該注意哪些標示出來重要的規格，又應該小心哪些「沒有標註的」部分，很多時候那正是造成相似產品價差的來源。