【进阶】当评价一款产品时,我们关注的是什么?(一)我们需要什么样的显示器(屏幕)

看完这一篇文章,相信你能弄明白所有关于电子产品屏幕的问题。

*全文约 8800 字,已尽量避免过于晦涩的术语和表达,只关心结论可以拉到最后,快速浏览可以只看加粗部分。

在回答关于 MacBook 屏幕究竟是不是好屏幕的问题之后,陆续收到很多问题。与此同时,近年来随着屏幕技术的发展与产业升级,消费者们对于屏幕的要求也越来越高,随之而来的问题是,大部分厂商并不会在产品宣传页上标出详细的屏幕素质,一般只给出了分辨率和屏幕面板技术(IPS, PLS 等)

在本专栏往期的文章中,我们一般都给出了一些主流屏幕测试项目的结果,同时也收到了一些疑问:屏幕色域是覆盖越大越好吗?如果对于普通家用需要覆盖多少色域?我的屏幕是否需要校色?除了色域之外还有什么其他值得关注的屏幕素质?

在本篇文章中,将会针对上述常见问题做出回答,同时也会以用户体验的角度来解释:「我们需要什么样的显示器」。

对于大众用户来说,影响他们对屏幕好坏判断的因素有哪些?

在用户体验实验室中,随机从长期面对电脑工作的用户中选择用户,请他们参与一项对比测试,在测试中被测者被要求根据自己的主观感受来对面前的屏幕显示效果来打分。

测试采用不同素质屏幕,轮流播放着风景延时摄影视频与标准色卡图像,让被测者对比观察。

最后的结果表明,非专业的影像处理工作者对于屏幕优劣的感知程度由大到小约为:可视角度>偏色程度>亮度>像素密度>色域覆盖>对比度。

在具体项目中:

  • 左右可视角度一旦低于 60° 就很容易被观察者察觉,在高于约 120° 之后大部分被测者表示均可以接受。上下可视角度低于 45° 同理,高于 90 °为佳。
  • 色温,很多人都会把色温与偏色混淆,色温越低给人感觉越偏黄,色温越高则越偏蓝。如果当前只有这一个色温的显示器,那么在长时间习惯过后你的眼睛会自动适应它,不再觉得偏蓝或者偏黄,而偏色则是看多久都不会习惯的。对于影像处理来说,6500k 是标准色温,不仅因为这是正午太阳的色温,也是因为这代表了标准的 D65 光源,所以影像处理用途的显示器经常被设置为 6500K, 尽管这个色温在普通人看来会显得较黄。
  • 偏色,程度采用 ΔE 衡量,平均 ΔE 超过 6 之后就能轻易被感知,若平均 ΔE 低于 3 那么未经训练的用户无法直接分辨。
  • 亮度,在黑暗环境(周围光线水平低于 150 lux)下屏幕亮度不能低于 80 cd/m2, 否则会导致人眼不舒适与视力损伤,在室外且非阳光直射环境中(周围光线水平 2000~ 2500 lux)屏幕亮度需高于 300 cd/m2, 否则无法清楚地看到屏幕内容。
  • 像素密度,在 iPhone 上的 Retina 屏幕推出之后广为人知,与屏幕不同距离时对像素密度的需求也不同,手机一般为 300 PPI, 笔记本电脑上至少需要 150 PPI 才能避免直接看到像素点,而 200 PPI 以上才能算得上优秀。
  • 色域覆盖,在多屏对比测试中,有经验的影像行业工作者可以较为轻松分辨出色域覆盖 67% sRGB 和 92% sRGB 的屏幕,而若是不显示标准色卡只是播放视频与图片,上述人群面对两款覆盖都超过了 85% sRGB 的屏幕就无能为力了。对于普通用户,他们无法直接区分出屏幕色域覆盖的多少,在经过初步的知识普及之后,能比较出 60% sRGB 与 90% sRGB 的区别。
  • 对比度,这是一个近年来容易被忽略的参数,对比度越高,说明黑白对比越分明,也就是说在阅读时文字更加清晰锐利,看查看图片视频时可以减少黑色亮度过高的情况发生。


在此专栏之前的文章中,对于屏幕部分的测试,我们都会给出一些结果,下边我们就会以之前 X1 Carbon/Yoga 中的数据为例来解释一下它们代表着什么。

屏幕色准与色域覆盖


(上图上部分为 X1 Yoga, 下部分为 X1 Carbon)

ΔE 平均: 0.19, 最大: 0.90. ΔE 代表屏幕显示颜色是否准确, ΔE 越大偏色越严重,一般来说平均 ΔE 在 3 以下人眼就很难分辨出差别,如果在 1 以内,那么可以说这是一块相当准确的屏幕。所以 X1 Yoga 上的 2K 屏幕在经过校准之后已经足以进行专业使用,相对而言,X1 Carbon 的 1080P 屏幕则要稍微差一点。


(上图左为 X1 Yoga, 上图右为 X1 Carbon)

色域覆盖:X1 Yoga 98.8% sRGB, 71.7% Adobe RGB. X1 Carbon 85.6% sRGB, 62.6% Adobe RGB, 其中 sRGB 与 AdobeRGB 都指的是色彩空间。

在知道了覆盖大小之后,配合上图我们能看出,如果单算能显示颜色多少(色域容积),其实两款屏幕是差不多的,但 X1 Yoga 更精准的覆盖了 sRGB, 使得能显示的颜色没有多余。而 X1 Carbon 在青绿色和粉色两个部分的覆盖并不全面,而在显示深蓝色,黄绿色,黄色和橙色时已经超过了 sRGB 所定制的范围(超过的部分并不是一件好事,我将会在下面的色彩管理部分详细说明)。

对于 PC, Mac 或是 iOS Android 来说,最为适合描述屏幕色域的就是 sRGB 和 Adobe RGB:

  • sRGB 是由 Microsoft 在 1997 年主导的标准,由于 Windows 强大的用户基础,所以从 PC, Mac 再到相机、扫描仪、打印机、投影仪都支持 sRGB, 几乎互联网上的所有的内容也都是以 sRGB 为准的,大约能覆盖 35% 的 CIE(人眼可见颜色)。
  • Adobe RGB 全称应为 Adobe RGB 1998, 由 Adobe 定制,在 sRGB 的基础上增加了 CMYK 色域,相对于 sRGB 主要改善了青绿色的覆盖,被更广泛的应用于印刷行业。大约能覆盖 50% 的 CIE(人眼可见颜色)。
  • NTSC 由美国国家电视标准委员会在 1953 年订制,目的是为了给当时刚出现不久的 CRT 彩色电视定制一套标准,由于实在是太过于古老(Apple DOS 3.1 诞生于 1978 年, MS-DOS 诞生于 1980 年)早已不适用于现代显示器,更最重要的是对于 PC(广义的)和移动设备来说,几乎没有内容创作者是以 NTSC 为工作空间的,它保留下来最多的用途还是用于比较其他的色彩空间。


对于 TV 或者家庭影院,最为适合描述屏幕色域的应该是 DCI - P3 和 Rec.2020:

  • REC-709 是 sRGB 的影视行业名称,属于早期彩色电视所用的色域标准,也是目前最为广泛的色域标准,我国影视行业至今仍在使用此标准。
  • DCI - P3 是一个近几年开始用于数字电影的色域,在 2017 年,你看到的美国数字电影都必须覆盖 DCI-P3.
  • REC-2020 是 Rec. 709(sRGB)的升级版,是由 International Telecommunication Union-国际电信联盟于 2012 年 8 月提出的(UHD 4K)高清电视色域标准。



色域标准发展时间线(图片来自 Color IQ

综上:NTSC 实际是一个根本没有人遵守的色域标准,然而还有很多不专业的评测机构和厂商喜欢采用 NTSC 来标明自己的色域覆盖,即便消费者通过这个数值并不能直观的了解这块屏幕到底表现怎么样。

专业的评测机构如 Rtings.comHDTV test 早已放弃了 NTSC, 只使用 DCI-P3 和 Rec.2020 来评价显示器的色域覆盖表现。

所以如果你现在还看到有人用 NTSC 来描述电子产品的屏幕还振振有词,赶紧拉黑他吧,十有八九是个不懂装懂半瓶子晃荡的。


(各类色彩空间标准对比图)

为什么对于大部分人来说色域覆盖高过 sRGB 并不是什么好事

这就必须要引出一个概念:色彩管理

1.你的操作系统并不会支持超过 sRGB 的颜色,如果没有校色的话,那将会是一场灾难,你看到的所有东西颜色都是不准确的。

继续拿上边 X1 Yoga / Carbon 来举例:


因为 X1 Carbon 能显示的深蓝色,黄绿色,黄色和橙色时已经超过了 sRGB 所定制的范围,所以当系统告诉屏幕:你给我显示最蓝的蓝时,未经过色彩管理的屏幕会直接显示它能显示最蓝的蓝而不是 sRGB 中最蓝的蓝。

如果你还没懂,我再举个简单的例子:

假设你是一个北京人,现在你在一家湘菜馆吃饭,点了一道剁椒鱼头,现在你有五个选项,不辣、微辣、中辣、特辣、变态辣。我们都知道北京说的辣和湖南说的辣肯定是不一样的。比如:

北京不辣=湖南不辣;

北京微辣=湖南有那么一丢丢辣;

北京中辣=湖南微辣;

北京特辣=湖南中辣;

北京变态辣=湖南特辣;

北京忍受不了的辣=湖南变态辣。

那么作为一个北京人没有经过大脑思考(没有色彩管理),本来想要的是北京变态辣(sRGB 中的最蓝)但是湘菜厨师直接做成了湖南变态辣,也就是北京忍受不了的辣(屏幕里最蓝的蓝)。

结果是什么?自然是太辣了受不了(太蓝了过饱和)。如下图本来左边是正常的颜色,结果显示出来成了右边的效果:白人肤色开始发黄,右边的姑娘脸都成了蜡黄。(仅为示意)


同理,如果你要玩游戏,几乎所有的界面设计都是针对 sRGB 来的,这时你如果在用未经过色彩管理的屏幕,那么你看到的画面也都是不真实的。

2.Chrome 并不支持除了 sRGB 之外的颜色,并且完全没有色彩管理功能。

比如下边网页里的图片是以 AdobeRGB 拍摄并且存储的:

WIDE GAMUT ADOBE RGB LCD Monitors Screens Troubleshooting Over Saturated sRGB Color Reviews on the Web Tutorial


当你把鼠标放到图片上,如果你现在用的是 Chrome 你就会发现整体都偏绿(上图左),这就是因为上文中说过的 Adobe RGB 相对于 sRGB 主要增加了青绿色覆盖的缘故。


注* 最新版本的 Chrome For Windows 已经支持 ICC V4

如果你用 Safari 这样具有完整色彩管理支持的浏览器,那么你就能看到和题图一样正常的白色。想进一步了解 ICC V4, 可以访问:Is your system ICC Version 4 ready?


我左边最新版本的 Chrome 依旧只支持 ICC version 2, 而 Edge 就没有问题。那么 Edge 就跟 Safari 一样好了吗?并没有。

Safari 拥有的是完整色彩管理支持,Chrome 是完全不支持色彩管理,Edge 和 IE 支持 ICC V4 , 如果你手头有两块屏幕,一块是 100% Adobe RGB, 一块是 100% sRGB, 这时候你要在 IE, Edge 上查看一个以 Adobe RGB 存储的图片,那么你会发现,实际上你看到的图片还是和真实的不一样。

这是因为,IE, Edge 支持的只是不完整的色彩管理,它会把所有色彩空间都转换为 sRGB, 那么你图片中超过 sRGB 的 Adobe RGB 那一部分就又没用了。


顺带插一句:Android 上的 Chrome 就更惨了,根本不支持 ICC, 事实上整个 Android 的色彩管理都是一团糟,这个以后再细说吧。


3.其实我们常见的颜色并不是很多。

人眼可见的全部颜色(CIE)有几种不同的表示方式,下图是各个色彩空间在 50% 亮度下的 2D 截图。


最左边为 CIE xy(1931 年),中间为 CIE *b*, 最右为 CIE u'v'. 它们描述颜色都是相同的,CIE xy 的问题在于对绿色分配了过多空间,所以后两者均为了修正它而生。


但是对于 sRGB 和 Adobe RGB 来说,CIE a*b* 则是最直观的观察方法。

尽管我们说过,sRGB 只覆盖了 35% 人眼可见颜色,但是人眼可见颜色,并不代表人眼每天都常常看到的颜色。也就是说:色彩空间通常定义了很大一部分颜色,但是其中大部分颜色并不是我们能常看到的。

比如在左边这张主要为蓝色白色的图片中,图片本身并没有包含太多颜色。所以对于显示这张图片的显示器来说,可能 100% 覆盖与 70% 覆盖并没有什么区别。


所以我也做了一个小测试,记录下了三部电影中出现的颜色,结果如下:

外圈为 sRGB, 中间的每一个点都代表一个颜色,这么算下来似乎也只覆盖了 70%~80% 的 sRGB. 当然这只是我自己做的一个小测试,样本容量不够大,不过我相信就算样本容量足够,85% 以上 sRGB 覆盖的屏幕也足够让一般用户无法分辨了。

举一个实际的例子,现在我们有两块屏幕,它们的色域覆盖分别为 66% sRGB 和 94% sRGB. 差距很大对不对,这都差了 30% 了。


但是显示国产电视剧的时候基本没有区别,两个杨洋还不都是一样好看。

光看上边这几张图你能看出来哪块是色域覆盖高的屏幕吗?我猜肯定没人行。

色域覆盖到底有什么用呢?想要看到明显的区别,还是需要显示更艳丽的颜色:


这张对比图中右边的红色已经到了极限,没法还原真正的鲜红色,为了保证准确性,所以采用 X-Rite 出品的 ColorPicker 验证,结果如下:


同取夕阳下的部分,可以看出两种颜色的差距已经很大了。

接下来对比夜晚的冷色调,原本天空的极紫蓝偏紫,在右边的屏幕里成了浓紫蓝偏紫。


原本深邃的天空成了泛白的颜色,自然是有问题的。

再来一个更强烈的对比:


在大部分偏浓郁的紫色和红色时,右边色域覆盖不足的缺点被明显暴露出来,


云的极紫蓝偏紫成了浓蓝,夕阳的浓红成了亮橙。

放出两块屏幕色域覆盖对比图,可以看到左边几乎和 sRGB 重合,而右边的屏幕在鲜绿,紫色,红色均有相当大的未覆盖面积。


这也就是为什么在之前对比的时候如果没有这些颜色时,两块屏幕并没有什么区别,而如果遇到了偏爱浓郁风格且正好有紫色,粉色,青绿色,橙色图像时差距那么大的原因。

从这里我们又得到一条结论:

评价屏幕色域时如果只有色域覆盖百分比,并不能很好的说明问题,因为有的屏幕是缺少蓝色,有的是缺少红色,有的是缺少黄色,如果要详细了解具体缺什么,还是需要看 CIE a*b* 下的 sRGB 对比覆盖图。所以说,100% sRGB = 72% NTSC ,60% NTSC = 45% sRGB 这种转化的说法都只是理想情况下,实际上的差距可能比你想象的要大。

所以现在你应该已经知道,对于不打算自己校色的普通用户来说,色域覆盖并不是越高越好

特别是对于 Windows 上使用 Chrome 的用户。如果你的显示器覆盖色域超过了 sRGB 并且未经校色,那么你很可能看到的都是过饱和甚至完全不正确的颜色,虽然第一感觉是艳丽,但这都不是这些颜色原本应该有的样子。

  • 如果你拥有一台覆盖超过 sRGB(比如覆盖 100% Adobe RGB)的 PC, 除非有印刷需求,那么它对你可能并没有什么用,而且若是不经过校色,你看到的东西几乎都是偏色的,在经过校色之后,你看到的网页,视频图片,玩到的游戏,依旧跟 100% sRGB 没有什么区别,因为制作这些内容的人都是以 sRGB 工作的。
  • 最理想的状态就是正好覆盖 100% sRGB, 这样对于普通用户来说,它基本不用经过校色就可以使用(当然对于专业需求还是要校色的)。其次就是色域覆盖超过 85% sRGB 的屏幕。
  • 对于普通用户来说,他们看到的图片,视频等几乎不会包含不常见的颜色,所以 80% sRGB 或者是 100% sRGB 其实是没有太大区别的,依旧可以体验到和 100% sRGB 屏幕非常近似的效果。
  • 对于 55% ~ 80% sRGB 来说,超过 60% 就属于及格范畴,如果你从来没有见过更好的显示,只要色准和可视角度都不错至少也能看。不过跟上一档 80%~100% 不同,覆盖越高的情况下,提升就越难被感知,比如 85% 和 95% 基本看不出什么区别,而 65% 和 75% 的差别又是比较大的。所以在这个阶段里还是越高越好。
  • 很不幸,如果一块屏幕只能覆盖 55% sRGB 或者更少,那么就有点可惜了... 除非特别便宜,或者这款产品的成本都花在了别的地方,要不然就是个坑。

回顾一下 15 寸 Macbook Pro With Retina 的屏幕:

和下图 X1 Yoga 的 2K 版本屏幕一样,基本都精准覆盖了 sRGB.


所以这两块屏幕对于普通人来说只要色温合适且没有太大偏色,确实不需要校色也可以达到比较好的效果。

顺带插一句,手机上其实也是如此,比如 iPhone 6s 上开始使用 100% sRGB 屏幕,在 iPhone 7上不出意外应该也是和 iPad Pro 上一样的 Display P3, 这个色彩空间是基于 DCI-P3 和 sRGB 基础上的 Apple 定制版,可被理解为 sRGB(BT.709) 的升级,主要增加了橘色、绿色部分的色彩。

关于 Display P3 是什么,它会怎样影响 iPhone 7 的照片,详见:iPhone 7 的照片是以 Display P3 为色彩空间描述的,这意味着什么?


DCI-P3 被用于数字电影,预计 2020 年会被广泛应用到电视系统与家庭影院当中,所以当 iPhone 7 已经采用了更大范围色域屏幕的时候,开发者们也是需要升级到更高级别屏幕的。

关于开发者应该做什么详见:iPhone 7 给Apple的Display P3 广色域生态补上最后一块拼图 - 峰兄's Sketch Book - 知乎专栏

最后,如果还有什么疑问,欢迎评论留言,还是请尽量不要私信,我私信提醒已经关了很久,基本一两周才会看一次。

编辑于 2018-02-26

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