超級干貨：微鯨電視畫質(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)半個多世紀。在這近一個世紀的時間里，電視從黑白到彩色，從顯像管（CRT）到液晶顯示，經(jīng)歷了無數(shù)的變遷。色彩，是電視質(zhì)量的基礎。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

這個概念很難從字面上理解，白色只是一個單一的色彩，它不能像一個體操運動員那樣在平衡木上舞蹈，也不能站在一個天平的兩端，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備中紅、綠、藍三基色混合生成白色的精確度的一項指標。

翻譯一下，你要把紅、綠、藍調(diào)配成什么樣的白色。

我們都知道：紅、綠、藍三種基色的光線可以混合成白光，如圖所示。實際上，白光，是紅、綠、藍三者達到某些平衡的狀態(tài)時混合成的光線。我們給它取名叫做白平衡。

白平衡校正

白平衡校正這個概念在攝影領域和顯示領域都很重要，但是它們的處理是相反的。

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

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

這種調(diào)整之后的RGB各個通道的配比，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，因為人眼感受到的白色，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：

這張局部放大圖看起來更清晰：

電視上的白平衡校正工作

一般要分這么幾個步驟：

01

確定電視的標準色溫

如：9300K，下圖是不同色溫下畫面的效果，你喜歡哪一種呢？

在這個色溫下，確認白色色坐標的值，如9300K（x=0.285,y=0.293），也有可能在實際情況中選擇其他值。這個值的選擇會影響到白色的偏色，如果選值在「黑體色溫軌跡線」附近，對于RGB（255,255,255）這個信號，人眼感受到基本就是白色，偏離越遠，偏色就越嚴重，色彩基調(diào)也會大不相同，下圖是相同色溫下，不同白色色坐標調(diào)整過白平衡之后畫面的偏色情況；

根據(jù)確認的色坐標的值，調(diào)整RGB各個通道的配比，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個步驟，步驟1和步驟2基本都是在實驗室中，根據(jù)不同的處理芯片，不同的屏，不同的背光光源來選擇。一旦定義好，生產(chǎn)就按照定義下來的標準值進行調(diào)試。

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

所以，白平衡校正的目的，就是要校正產(chǎn)品的色彩一致性。

對于產(chǎn)品一致的重要性，麥當勞、肯德基這些知名的跨國企業(yè)已經(jīng)通過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處理的集成電路組成，屏的原始白光色坐標由光源來決定。這個色坐標不一定符合電視定義的白平衡標準，需要校正；

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

微鯨保證產(chǎn)品一致性的白平衡校正方法有什么優(yōu)勢？

微鯨優(yōu)勢之一：

每臺機器都在產(chǎn)線進行白平衡校正

由于許多原因：例如縮減產(chǎn)線工序以達到單位時間產(chǎn)量的優(yōu)化、成本的降低，許多品牌的電視在產(chǎn)線上并沒有針對每臺機器進行白平衡校正。微鯨在畫質(zhì)問題上決不妥協(xié)，最大力度保證產(chǎn)品給用戶的色彩體驗。

微鯨優(yōu)勢之二：

對比度（Gain）和亮度（Offset）都進行校正

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

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

理論上來講，根據(jù)已知的亮點和暗點，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，先調(diào)Offset的方式更優(yōu)化，但是在實際調(diào)整中，已知的亮點和暗點有問題，首先是暗點，在這個例子里，暗點是全黑，但是全黑時，沒有色彩，色坐標完全沒有意義。亮點也有問題，這里的亮點選擇是最大值，最大值沒法往更大的方向調(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和暗點是輸入信號的80%和20%，術語是80IRE和20IRE。IRE這個單位是以創(chuàng)造它的機構“無線電工程學會(Institute of Radio Engineers)”的名稱來命名。

這種情況下，不論先調(diào)整offset還是gain，都會經(jīng)過多輪的反復才能到達目標點。對于實際生產(chǎn)，沒法讓它不停的反復輪回下去，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)部因為這個問題爭論不休，幾個工程師還特地為這個問題做過一系列的數(shù)學推導（這里省略了3000字）。

最后的結論是：實際情況中，當offset偏差較大時，應當采用20-80-20的調(diào)整方式；當gain偏差較大時，應當采用80-20-80的調(diào)整方式。

實踐是檢驗真理的唯一標準，答案需要在生產(chǎn)現(xiàn)場去尋找，最后統(tǒng)計的結果表示：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。

微鯨優(yōu)勢之三：

校正程序的流程

在最后貼上校正程序的流程之前，先確認下RGB的配比和色坐標的關系，還是先看圖：

CIE 1931 RGB色度系統(tǒng)

圖中紅色的坐標系里有標注x和y，這個是色坐標的方向。從圖中我們能看出：

1． r增大，主要是x增大，對y的影響小

2． g增大，主要是y增大，對x的影響小

3． b增大，r和g都會減小，所以，x、y都會減小，對y值的影響較大

經(jīng)過上述這樣一番分析，我們確認了如下的校正流程：

這是一個我們經(jīng)過各種比對簡化后的流程，有兩點需要注意：

1、G通道對亮度的影響

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

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x的影響大于R通道對y的影響，后調(diào)整B通道很容易影響已經(jīng)調(diào)整過的x的值。微鯨采用這種方法，最大限度優(yōu)化了產(chǎn)線效率和白平衡準確度，給用戶更好的色彩體驗。

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你愛吃什么 · 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

又見一個好帖，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)也沒用，畢竟肉眼看到的是屏幕顯示的效果。

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