色域（BT2020/BT709/sRGB/DCI-P3/Rec.709/NTSC）

什么是色域

色域是对一种颜色进行编码的方法，也指一个技术系统能够产生的颜色的总和。在计算机图形处理中，色域是颜色的某个完全的子集。一般来说，高端投影仪和电视都会强调色域范围和对比度，而不是唯亮度标准论。

自然界可见光谱的颜色构成了人眼所能看到的所有颜色的最大色域空间。其中设备色域空间大小与设备、介质、观察条件有关。设备的色域越大，显示出更多的色彩。

色域是指某种设备所能表达的颜色数量所构成的范围区域，也就是各种屏幕显示设备、打印机或者印刷设备所能表现的颜色范围。自然界中可见光谱的颜色组成了最大的色域空间，但是对于如此多的色彩需要借助更为直观的表现形式。于是CIE国际照明协会制定了一个CIE-xy色度图，用于直观地表现色域。

在CIE-xy色度图中，各种显示设备能够表现的色域范围都能够用RGB三点连线组成的三角形区域来表示，三角形的面积越大，就表示这种显示设备的色域范围越大。但是这个范围对于显示技术而言，显得过于庞大，我们能够通过屏幕显示出来的色彩比这要小的多。色域描述色彩格式是由技术系统、设备、程序产生的。而扫描仪、数码相机、设计软件、印刷工艺等辅助设计工具，则要根据不同的色彩格式来定义色彩范围或色域范围。更重要的是色域范围表达了诸如强韧、柔弱、温暖、寒冷等概念信息。

高色域就代表着电视、投影仪、显示器能够显示更加丰富的色彩，画面的鲜艳程度有了明显的提升。由于色彩的种类增多，使得画面中的色彩过度更加自然，有效避免了失真和色块的情况出现。更多种类的色彩，使得画面的层次也更加分明，能够展现更多的细节，更加接近真实的效果。

色域马蹄图是怎么来的

开始之前你需要了解的几个概念

色刺激：进入人眼能引起有彩色或无彩色感觉的可见光辐射。

三刺激值：在三色系统中，与待测光达到色匹配所需的三种原刺激的量。

光谱三刺激值：在三色系统中，等能单色辐射的三刺激值。

色品坐标：三刺激之值与它们之和的比。

色彩匹配实验

我们知道不同的色光混合起来会产生其他的颜色，这其实是人眼的一种生理反应。为了了解到底人眼是怎么融合不同颜色色光的，有人设计了一个实验来定量测量到底参入多少红、绿、蓝三原色会让人眼觉得待测色光和三色光混合色感觉完全一样。实验原理如下图所示：
图1：色彩匹配实验

上图中红绿蓝三色光照在白屏的右侧，待测色照在白屏的左侧，左侧和右侧之间有一个黑色的档片。人眼透过一个小孔观察白屏，人眼的观测视角大概为，观测到的视场如上图右下角所示。当我们加载待测色之后，通过调节红绿蓝三色光的强度，最后使得人眼看到的颜色分界线感觉消失，待测色光即与三原色混合色光达到匹配，记录此时三色光的强度。

这样不同颜色的色光都能通过这个实验得到其对应的三原色光强度值，我们把其称之为三刺激值。

CIE 1931-RGB 色度系统

如果待测色光是辐射能量都相同的单色光（光谱色，光波段为380-760nm），我们把得到的三原色光强度值称之为：光谱三刺激值，根据光谱色的颜色匹配实验结果可以得到以下曲线：

图4: 光谱三刺激值曲线图

从上图我们看到，光谱三刺激值红光刺激值很大一部分出现负值。这是因为当投射到半视场的某些光谱色用无论怎么也无法用另一半视场的三原色来匹配时，只有在光谱色半视场加入红色原色才能达到匹配。也就是此时的红色光是加载到图1中左侧白板上的，如果规定往右侧加入的色光量为正值，那么左侧就相应的为负值。

CIE使用的三原色波长分别为700nm (R）、546.1nm (G）、435.8nm (B）(因为这三种波长能够精确的产生)

sRGB

sRGB色域诞生于1996年，从CRT时代开始直到现在，它都是最常用的标准。现在几乎所有的显示器都支持sRGB，网页浏览，图形工作，日常办公等，sRGB都能够轻松胜任。因此达到100% sRGB色域覆盖也是目前很多较好的显示器能做到的。

不过，sRGB色彩空间约只有CIE 1931 XYZ色彩空间的1/3，而且sRGB对于绿色部分色域覆盖不足。所以，如果一张图片原本的绿色非常丰富（如绿叶的图片），那么在sRGB下观看时，很可能表现力不够。更重要的是，sRGB只适用于自发光的显示屏幕显示“虚拟”的图像，并不能用在靠反射光显色的“实物”印刷品上。所以为了规范印刷品的色彩，CMYK色彩标准应运而生。

Adobe RGB

AdobeRGB色域主要是为了解决sRGB色域不能覆盖印刷系统中的CMYK色域问题而制定的，它最主要就是提高了在青绿色系上的显示，大概可以覆盖50% CIE 1931 XYZ色彩空间，我们在色域图可以看到他们的关系。AdobeRGB是相当大的色域，一些高端的摄影设计用的专业显示器，就能做到99%的Adobe RGB色域覆盖，性能非常强大。

Rec.709/BT709

Rec.709色彩标准是高清电视的国际标准。1990年，国际电信联盟将Rec.709作为HDTV的统一色彩标准。国际电信联盟将Rec.709作为HDTV的统一色彩标准。它有相对较小色域和用于互联网媒体的sRGB色彩空间相同。大部分影片在后期发行的过程当中，都需要在原片的基础上参照Rec.709色彩标准进行转码，以期提供符合主流播放形式如网络视频、蓝光DVD等的电影载体。电影视频在采集及后期制作的时候是根据DCI-P3色彩空间，但转为用户可以看到的DVD或者片源的时候，则统一要转为Rec.709色彩空间。

其实一个显示设备的色彩还原能力是可以被量化的，它通过色彩空间这一概念直观的体现出来，这是一个三维的区域包含所有的可产生的色彩，水平和垂直方向分别用来描述饱和度和亮度变化。事实上每个投影机和电脑显示器显示图像时，是通过不同比率和强度来结合主要色彩来显示图像的。根据可用的设备所能产生的范围的色彩，对这些主要色彩变化产生响应。由于大多数显示设备使用三个主要颜色，他们的色彩空间显示为三角形。

后来，国际电信联盟将Rec.709标准升级成BT.709标准，但它们在色域上没有变化。BT709是SDR色域，色域超过100%BT709即为广色域电视。

从上面这张图可以看到，Rec.709 / BT.709的色域与sRGB色域大小是相同的。它们在色域范围、三基色坐标、白点都一致，只是Gamma曲线有所不同，也就是说，Rec.709 / BT.709的亮度比sRGB会低一些。

在一些高端显示器上，可以同时表现sRGB和Rec.709的色域，这不只为影视制作提供了更好的监看环境，也可以较准确地还原影视作品色彩，在制作完成发行后的最终效果，让我们在整个过程能有更直观的参考。

Rec.2020/BT.2020

BT.2020是HDR色域，目前顶级的OLED电视大概能覆盖个80%
Rec.2020/ BT.2020是超高清电视信号的色域标准，现在的4K电视就能够显示BT.2020的色域。

从色域图可以看出，它采用了比BT.709更宽广的色域空间，在橙色与绿色有更大的显示范围，能显示更丰富的色彩。能对超高清、4K画面的色彩层次，有更加细腻的过渡。对于BT.2020，专业影视采用的监视器已能很好的支持，但显示器对于BT.2020色域的支持，目前仍有待提高。

DCI-P3

DCI-P3是一款更加注重于视觉冲击，而不是色彩全面性的色域。相对其他色彩标准，它拥有更广阔的红色/绿色系色彩范围，它也是一种以人类视觉体验为主导的色域标准。

DCI-P3色域是 DCI制定的色彩标准， DCI是专门制定数字电影技术标准、质量标准、后勤标准和法律标准，色彩标准只是其中之一。基于这一历史背景，DCI-P3色域主要应用于数字影视领域，它注重视觉冲击力，具有比传统 sRGB色域更广的红色/绿色色域。

从色域图可以看到，DCI-P3也不是色域最广的标准。但相对于Rec.709和sRGB，却多出了25%。由于技术的发展，在一些高端的显示器上，已经能达到这个标准了，不仅在视频观看上有更好的体验感，对于影视制作，尤其是电影制作，也有非常重要的作用。

Display P3 色域

DisplayP3是苹果主推的色域，在苹果官网中被称之为广色域（P3）。苹果的iMac Pro等设备就采用了这个色域的显示屏，iphone7 plus等也如此。其它厂商的一些高端型号显示器，也能支持DisplayP3的色域。

DisplayP3色域与DCI-P3有着相同的色域，因此能显示相同的色彩数量。它们的不同在于gamma的定义。Display P3采用的是与sRGB相同的2.2的gamma值，而DCI-P3是2.6的gamma，所以Display P3的画面会更亮一些（gamma值越小画面越亮）。

NTSC

NTSC色域指的是NTSC标准下的颜色的总和。首先,色域是对一种颜色进行编码的方法，也指一个技术系统能够产生的颜色的总和。在计算机图形处理中，色域是颜色的某个完全的子集。NTSC是National Television Standards Committee (美国)国家电视标准委员会。其负责开发一套美国标准电视广播传输和接收协议。NTSC标准从他们产生以来除了增加了色彩信号的新参数之外没有太大的变化.它定义帧速为30/S或60扫描场，并且在电视上以隔行扫描。每秒29.97帧（简化为30帧），电视扫描线为525线，偶场在前，奇场在后，标准的数字化NTSC电视标准分辨率为720*486, 24比特的色彩位深(24位深能够表现约1670万种不同的颜色。由于普通人的眼睛仅能区分约1200~1400万种不同的颜色浓淡和色调，所以24位颜色也叫作“相片”彩色或真彩色。通常，24位彩色通道都分配了8位数据，也就是说：红，绿，蓝，这三种原色每一种都可以有256种变化。)，画面的宽高比为4：3。NTSC电视标准用于美、日等国家和地区。