超級(jí)干貨：微鯨電視畫(huà)質(zhì)好的秘密

kingtt1994 · 發(fā)表于 2017-12-1 10:43

本帖最后由 kingtt1994 于 2017-12-1 10:45 編輯

電視從發(fā)明到現(xiàn)在，已經(jīng)近100年了，彩色電視的出現(xiàn)，也已經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)。在這近一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里，電視從黑白到彩色，從顯像管（CRT）到液晶顯示，經(jīng)歷了無(wú)數(shù)的變遷。色彩，是電視質(zhì)量的基礎(chǔ)。那么如何保證電視色彩呈現(xiàn)的品質(zhì)和所有產(chǎn)品色彩顯示的一致性呢？

先從一個(gè)概念出發(fā)——白平衡，攝像、攝影、電視、投影、電影、哪里都少不了它。

白平衡

這個(gè)概念很難從字面上理解，白色只是一個(gè)單一的色彩，它不能像一個(gè)體操運(yùn)動(dòng)員那樣在平衡木上舞蹈，也不能站在一個(gè)天平的兩端，公平、公正、不偏不倚。那么它究竟是什么？

看看它的定義，白平衡是描述顯示設(shè)備中紅、綠、藍(lán)三基色混合生成白色的精確度的一項(xiàng)指標(biāo)。

翻譯一下，你要把紅、綠、藍(lán)調(diào)配成什么樣的白色。

我們都知道：紅、綠、藍(lán)三種基色的光線可以混合成白光，如圖所示。實(shí)際上，白光，是紅、綠、藍(lán)三者達(dá)到某些平衡的狀態(tài)時(shí)混合成的光線。我們給它取名叫做白平衡。

白平衡校正

白平衡校正這個(gè)概念在攝影領(lǐng)域和顯示領(lǐng)域都很重要，但是它們的處理是相反的。

我們知道白色在計(jì)算機(jī)24位真彩色存儲(chǔ)時(shí)，表示成RGB（255,255,255）。攝影時(shí)的白平衡校正是調(diào)整它的拍攝時(shí)RGB各個(gè)通道的比例，決定讓哪種光線存儲(chǔ)成RGB（255,255,255）；

電視顯示則是要調(diào)整顯示時(shí)RGB各個(gè)通道的比例，讓RGB（255,255,255）顯示成哪種色溫、哪個(gè)色坐標(biāo)下的白光。

這種調(diào)整之后的RGB各個(gè)通道的配比，就是顯示色彩的基調(diào)。

下圖中的黑色曲線，叫做「黑體色溫軌跡線」，它很重要，因?yàn)槿搜鄹惺艿降陌咨?，都在這條線附近。和黑體色溫軌跡線相交的那些線段，叫做「等色溫線」，在同一條線段上的色彩，它們色溫是一樣的，但是顏色不一樣，它們有著不同的色坐標(biāo)：

這張局部放大圖看起來(lái)更清晰：

電視上的白平衡校正工作

一般要分這么幾個(gè)步驟：

01

確定電視的標(biāo)準(zhǔn)色溫

如：9300K，下圖是不同色溫下畫(huà)面的效果，你喜歡哪一種呢？

在這個(gè)色溫下，確認(rèn)白色色坐標(biāo)的值，如9300K（x=0.285,y=0.293），也有可能在實(shí)際情況中選擇其他值。這個(gè)值的選擇會(huì)影響到白色的偏色，如果選值在「黑體色溫軌跡線」附近，對(duì)于RGB（255,255,255）這個(gè)信號(hào)，人眼感受到基本就是白色，偏離越遠(yuǎn)，偏色就越嚴(yán)重，色彩基調(diào)也會(huì)大不相同，下圖是相同色溫下，不同白色色坐標(biāo)調(diào)整過(guò)白平衡之后畫(huà)面的偏色情況；

根據(jù)確認(rèn)的色坐標(biāo)的值，調(diào)整RGB各個(gè)通道的配比，使RGB（255,255,255）顯示為9300K（X=0.285，Y=0.293）下的白色。

為什么需要白平衡校正？

上面的3個(gè)步驟，步驟1和步驟2基本都是在實(shí)驗(yàn)室中，根據(jù)不同的處理芯片，不同的屏，不同的背光光源來(lái)選擇。一旦定義好，生產(chǎn)就按照定義下來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行調(diào)試。

而步驟3通常都在工廠產(chǎn)線上自動(dòng)調(diào)整，原因是即使同一個(gè)品牌，同一批的產(chǎn)品的屏和背光光源，都有些差異，有時(shí)差異還不小，這些差異需要在產(chǎn)線上校正，白平衡校正這項(xiàng)技術(shù)，就應(yīng)運(yùn)而生了。

所以，白平衡校正的目的，就是要校正產(chǎn)品的色彩一致性。

對(duì)于產(chǎn)品一致的重要性，麥當(dāng)勞、肯德基這些知名的跨國(guó)企業(yè)已經(jīng)通過(guò)它們的成功教育了我們很多年。

電視系統(tǒng)由屏模組和電視信號(hào)處理的集成電路組成，屏的原始白光色坐標(biāo)由光源來(lái)決定。這個(gè)色坐標(biāo)不一定符合電視定義的白平衡標(biāo)準(zhǔn)，需要校正；

光源的白光色坐標(biāo)，生產(chǎn)時(shí)的誤差范圍比電視允許的誤差范圍更大，也需要通過(guò)校正縮小誤差；屏的液晶響應(yīng)，在不同的亮度下，色坐標(biāo)不一定一致，也需要校正。通過(guò)白平衡校正，才能使產(chǎn)品的色彩達(dá)到一致。

微鯨保證產(chǎn)品一致性的白平衡校正方法有什么優(yōu)勢(shì)？

微鯨優(yōu)勢(shì)之一：

每臺(tái)機(jī)器都在產(chǎn)線進(jìn)行白平衡校正

由于許多原因：例如縮減產(chǎn)線工序以達(dá)到單位時(shí)間產(chǎn)量的優(yōu)化、成本的降低，許多品牌的電視在產(chǎn)線上并沒(méi)有針對(duì)每臺(tái)機(jī)器進(jìn)行白平衡校正。微鯨在畫(huà)質(zhì)問(wèn)題上決不妥協(xié)，最大力度保證產(chǎn)品給用戶的色彩體驗(yàn)。

微鯨優(yōu)勢(shì)之二：

對(duì)比度（Gain）和亮度（Offset）都進(jìn)行校正

目前市場(chǎng)上的大多數(shù)電視，都只調(diào)整對(duì)比度（gain），而不調(diào)整亮度（offset），這種調(diào)整方法只能顧及到亮畫(huà)面的色彩一致性，而忽略了暗畫(huà)面的一致性。

微鯨則采用亮暗兼顧的方法通過(guò)調(diào)整RGB三個(gè)通道的亮度（offset）和對(duì)比度（gain），調(diào)整RGB在白光中的占比，來(lái)決定白光的色坐標(biāo)。要確保各個(gè)灰階的色坐標(biāo)的一致性，gain和offset都需要調(diào)整。那么實(shí)際調(diào)整的流程，這兩個(gè)值哪個(gè)需要先調(diào)整呢？再來(lái)看看圖。

理論上來(lái)講，根據(jù)已知的亮點(diǎn)和暗點(diǎn)，先調(diào)offset，后調(diào)gain，需要兩步

先調(diào)gain，后調(diào)offset，然后必須再校正一次gain，需要三步

看起來(lái)，先調(diào)Offset的方式更優(yōu)化，但是在實(shí)際調(diào)整中，已知的亮點(diǎn)和暗點(diǎn)有問(wèn)題，首先是暗點(diǎn)，在這個(gè)例子里，暗點(diǎn)是全黑，但是全黑時(shí)，沒(méi)有色彩，色坐標(biāo)完全沒(méi)有意義。亮點(diǎn)也有問(wèn)題，這里的亮點(diǎn)選擇是最大值，最大值沒(méi)法往更大的方向調(diào)整gain，已經(jīng)超出屏顯示的極限。

所以，通常我們選擇的亮點(diǎn)和暗點(diǎn)是輸入信號(hào)的80%和20%，術(shù)語(yǔ)是80IRE和20IRE。IRE這個(gè)單位是以創(chuàng)造它的機(jī)構(gòu)“無(wú)線電工程學(xué)會(huì)(Institute of Radio Engineers)”的名稱來(lái)命名。

這種情況下，不論先調(diào)整offset還是gain，都會(huì)經(jīng)過(guò)多輪的反復(fù)才能到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)，沒(méi)法讓它不停的反復(fù)輪回下去，一般選擇20-80-20或者80-20-80，不同的生產(chǎn)廠商有不同的選擇。微鯨內(nèi)部因?yàn)檫@個(gè)問(wèn)題爭(zhēng)論不休，幾個(gè)工程師還特地為這個(gè)問(wèn)題做過(guò)一系列的數(shù)學(xué)推導(dǎo)（這里省略了3000字）。

最后的結(jié)論是：實(shí)際情況中，當(dāng)offset偏差較大時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用20-80-20的調(diào)整方式；當(dāng)gain偏差較大時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用80-20-80的調(diào)整方式。

實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，答案需要在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)去尋找，最后統(tǒng)計(jì)的結(jié)果表示：Gain的偏差比Offset的偏差要大。80-20-80的調(diào)整的方案才確定下來(lái)。

微鯨優(yōu)勢(shì)之三：

校正程序的流程

在最后貼上校正程序的流程之前，先確認(rèn)下RGB的配比和色坐標(biāo)的關(guān)系，還是先看圖：

CIE 1931 RGB色度系統(tǒng)

圖中紅色的坐標(biāo)系里有標(biāo)注x和y，這個(gè)是色坐標(biāo)的方向。從圖中我們能看出：

1． r增大，主要是x增大，對(duì)y的影響小

2． g增大，主要是y增大，對(duì)x的影響小

3． b增大，r和g都會(huì)減小，所以，x、y都會(huì)減小，對(duì)y值的影響較大

經(jīng)過(guò)上述這樣一番分析，我們確認(rèn)了如下的校正流程：

這是一個(gè)我們經(jīng)過(guò)各種比對(duì)簡(jiǎn)化后的流程，有兩點(diǎn)需要注意：

1、G通道對(duì)亮度的影響

微鯨沒(méi)有調(diào)整G通道，原因綠色對(duì)亮度的影響在三個(gè)通道里是最大的，G的調(diào)整很容易影響液晶電視的亮度和對(duì)比度表現(xiàn)。微鯨最大限度的保持電視的亮度和對(duì)比度，給用戶更好的對(duì)比度體驗(yàn)。

2、先B后R

微鯨先調(diào)整B通道，然后再調(diào)整R通道，原因前面有提到，B通道對(duì)x的影響大于R通道對(duì)y的影響，后調(diào)整B通道很容易影響已經(jīng)調(diào)整過(guò)的x的值。微鯨采用這種方法，最大限度優(yōu)化了產(chǎn)線效率和白平衡準(zhǔn)確度，給用戶更好的色彩體驗(yàn)。

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你愛(ài)吃什么 · 發(fā)表于 2017-12-1 10:45

謝謝樓主的分享

和諧e族 · 發(fā)表于 2017-12-1 10:56

又見(jiàn)一個(gè)好帖，果斷先馬克mark收藏了!

55D2UA · 發(fā)表于 2017-12-2 11:06

屏不好，再調(diào)也沒(méi)用，畢竟肉眼看到的是屏幕顯示的效果。

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