巨幕、球幕影院一向是天文館、博物館、科學(xué)館的招牌項(xiàng)目，吸引著游客們前往體驗(yàn)它們帶來的震撼。然而屏幕尺寸本身已不再能滿足觀眾的需求。隨著 4K 圖像在生活中的普及，觀眾的期望值也隨之提高。近期許多場館借機(jī)休整，升級硬件設(shè)施。他們深知，唯有順應(yīng)需求的不斷探索才能持續(xù)給觀眾帶來驚喜。

如何配置巨幕/球幕影院？影響圖像質(zhì)量的關(guān)鍵因素有哪些？今天將通過四篇連載之二跟大家一起探討色彩是怎樣綜合其他因素作用于我們的視覺體驗(yàn)。

讓圖像鮮活起來

顯示技術(shù)發(fā)展至今，人們愈發(fā)期待接近真實(shí)的圖像。在大大小小的屏幕上模擬現(xiàn)實(shí)世界，顏色扮演著關(guān)鍵角色。你也許不一定知道，高動(dòng)態(tài)范圍（HDR）可以助色彩和細(xì)節(jié)一臂之力，提高觀眾的視覺體驗(yàn)。

改善巨幕/球幕的圖像質(zhì)量

顏色是關(guān)鍵之一

科視科學(xué)家 Mike Perkins 提出全新的 3D 視覺空間概念，他稱之為“色彩容量”，用以解釋 HDR（高動(dòng)態(tài)范圍）和 WCG（寬色域）如何協(xié)同作用，生成更出色的圖像。

在數(shù)字圖像中，我們可以將所有像素分成三類：真實(shí)光源、漫射光源或鏡面光源（參考圖 1）。

圖1: 像素類型

› 直射光 來自真實(shí)光源，比如陽光或燈光。

› 漫射光 類似瀝青馬路表面，環(huán)境光經(jīng)由物體表面向四處漫反射，物體外觀因而更柔和。

› 鏡面表面 類似擋泥板或車身，光線經(jīng)過鏡面反射給予物體硬朗的金屬質(zhì)感。

在大多數(shù)真實(shí)場景下，漫反射和鏡面反射同時(shí)存在。當(dāng)鏡面反射直面觀眾時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生“鏡面高光”。細(xì)看肖像畫中人的眼球，常常發(fā)現(xiàn)白色高光的存在，就是這個(gè)原理。高光賦予了人眼靈動(dòng)的感覺。

HDR 對顏色的影響

在標(biāo)準(zhǔn)對比度的顯示設(shè)備上，圖像的鏡面高光部分亮度有限，觀眾一定會(huì)感覺圖像過于“平淡”。在 HDR 顯示設(shè)備上，增加的亮度并不用于平均提亮圖像，而是用于提亮鏡面高光區(qū)域。參考圖 2 和圖 3，局部的反差非常明顯。

圖2: 圖像缺少鏡面高光

圖3: 模擬鏡面光的色調(diào)

HDR 會(huì)使黑色汽車的外觀富有曲線感，而汽車大燈和輪轂等細(xì)節(jié)也更為逼真，同時(shí)圖像的大部分區(qū)域并未受影響或提亮。

▶科視 Eclipse 真 HDR 4K 投影系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高達(dá) 20,000,000:1 的對比度和廣闊的色域（幾乎涵蓋 Rec.2020 / Rec.2100 色域）。

圖4 HDR圖像具有復(fù)雜的光線組合

針對風(fēng)扇葉片上測得的亮度進(jìn)行 3D 繪圖（圖 4），可看到無鏡面高光的“平淡”圖像的輪廓幾近扁平。采用 HDR 技術(shù)后，風(fēng)扇葉片的細(xì)微色調(diào)得以體現(xiàn)。HDR 將自然光照下的輪廓進(jìn)行再現(xiàn)，圖像效果更為逼真。

HDR 技術(shù)與 RGB 純激光投影機(jī)的寬色域結(jié)合，將顯示效果推至極致。

色彩是一種三維現(xiàn)象，色域面積因峰值亮度而成倍增加，因此可以讓我們獲取顯示設(shè)備所提供的所有色彩容量。Rec.709 內(nèi)容可在 100 cd/m2 的校準(zhǔn)顯示設(shè)備上呈現(xiàn)。而 HDR10 顯示設(shè)備可支持 1000 cd/m2 或更高的峰值亮度（大多數(shù)家用高清電視的亮度水平接近 300 cd/m2）。

在圖 5 中 ，CIE 1931 的 2D xy 色彩空間中 HDR 10 的三角形看起來并不大。然而，如果添加亮度作為第三維數(shù)據(jù)并旋轉(zhuǎn)圖形，則可以看到顯示的總色彩容量遠(yuǎn)超 Rec.709（圖 6）。

圖5: Rec.709與HDR10的2D色域?qū)Ρ?/p>

圖6: 將亮度添加到CIE1931色域，則HDR10的色彩容量要大得多

圖7 在IPT色彩空間中，HDR10的色彩容量是REC.709的7倍

圖 7 中，HDR10 的色彩容量大約是如今我們所用的 DIGSS 2.0標(biāo)準(zhǔn)下 REC.709 色彩的 7 倍。

HDR 顯示設(shè)備可準(zhǔn)確模擬現(xiàn)實(shí)世界 ，它兼具更高的峰值亮度和更寬的色域。科視 RGB 純激光投影技術(shù)擁有 HDR 功能（科視 Eclipse 激光投影機(jī)）可在巨幕/球幕影廳中呈現(xiàn)更逼真的色彩。