★小乔捷★
色彩专题
大家好，我是小乔捷。
看到身后，有这么多志同道合的机油， 不断地支持与鼓励着我，我心里泛起一丝感动。
我觉得，只有用更优质更新鲜的文章，才能聊表我对大家的感谢之意。
鉴于大家普遍对“长篇篇幅”怀有天生的恐惧感，
所以我决定，将原定的顺序调整为以某个小专题的形式发帖，并大幅度精简无用的语言，
但尽管与此，却还是达不到短小精悍的程度
——因为涉及的理论、学科、材料等实在太多啦，所以就请您多多见谅了！
请大家继续支持，不吝指正。
——小乔捷? 敬上
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★小乔捷★ 谈谈显示屏之入门篇&“像素”专题
首先，再来了解几个新参数：
▊RGB几何模型 ▊
小乔捷想说：
根据我的经验，这个实在是很重要。
倘若干巴巴地解释“色温”“白平衡（白场）”“色域”“RGB通道”“灰阶”“灰度图”等概念，
是极其费劲的（一会儿您一读便知）；
而引入了“色彩几何模型”后，
所有的抽象概念，便都可以量化的表示在直观的、可计算的立体空间内，
仿佛当年笛卡尔引入坐标系促成“数形结合”一般，让人得心应手。
——所以，这部分一定要学好啊。
所谓色彩几何模型，
就是人们根据一定的量化参数，将颜色借助几何方法标示出来的一种手段。
为了下文更好地叙述，这里小乔捷只挑着讲一讲RGB几何模型的常识
（一定要区别于sRGB二维色域空间哦，楼下某位已经混淆了，一会儿再细说）。
下图所示便是一个Color Cube，
面对你的那一角上的点为纯白色；而被挡住的那一角上的点为纯黑色。
若规定了黑色原点，纯R、纯G、纯B三点的坐标位置，那么这个正方体模型也就建立起来了。
而在规定范围内的所有颜色，则全部包含于此几何模型中。
——由图，我们可以较为直观地感受到色彩间的过渡。
由于上图只演示了Color Cube的直观效果，而没有规定对应坐标轴；
且由于不透明，缺少了一个“黑点”，无法看到明度的变化，不具有实际研究价值。
所以，我们姑且作出以下定义：
取原点坐标RGB（0,0,0），令X轴为R，Y轴为G，Z轴为B，建立空间直角坐标系：
我们已经知道，
每一种颜色都是可以等效于由RGB三原色按比例组成的对应新颜色
（绝不能说每种颜色都是由三原色组成），
故而，所有的颜色都可以用空间坐标（R，G，B）来表示。
那么，只要RGB坐标轴足够长，空间足够大，
我们的所有颜色，均可以转换成图中坐标系中的唯一对应点。
——也就是说，这个三维几何模型内的所有点线面是所有范围内的RGB组成的颜色的全集。
接下来，我们姑且拿24位真彩的RGB几何模型举例
（即1600W色，RGB各256灰阶，下面会详讲；
其他的也可依此类推，这里只是选择这个普遍值来做讲解）
研究一下它的性质：
坐标原点为（0,0,0），定义为该坐标系的“纯黑色”；
Q点坐标为（255，255，255），为该坐标系的“纯白色”。
每条坐标轴，由原点0出发，以1级灰阶为单位长度（*），取[0,255]间所有自然数，
则分别会有256个数值。
图中对应的Ｍ点为纯红色，Ｎ点为纯绿色，Ｐ为纯蓝色。
连接OQ（即正方体的体对角线），
即为所有范围内的R＝G＝B（即RGB比例相同）组合的颜色构成的点集。
若将OQ看作是矢量，则沿着O→Q的方向，
则为一条过渡色条，是RGB通道的灰度图的颜色全集。
*小乔捷提醒您：“单位长度”&“长度单位”可不是一个意思哦。
▊RGB通道 & 灰度图与灰阶 ▊
“中性灰”
▊视觉色域RGB & 几何RGB ▊
“视杆细胞（视紫红质）、视锥细胞（3种感光素）& 绿光敏感度”
“CIE1931色度图&色域图”
“Phtoshop相关”
答疑解惑
——RGB=3:6:9（约为0.298912：0.586611：0.114478 ）、
RGB=1:1:1（中性灰）、[W]=[R]+[G]+[B]的联系与区别
▊色温 ▊
一、色温的由来 & 定义
先来了解黑体的特性：
黑体性质
对所有电磁波的吸收系数均为1，而透射系数为0（*）；
可以以电磁波形式释放能量；
随着温度的不同，呈现不同的颜色（可见光）。
*注意：此处的含义是：能够在任何温度下，吸收全部的电磁辐射，而完全没有反射与透射；
另：关于“绝对黑体”的疑惑，请参看请点击此处，查看79楼小乔捷的解释。
由于每一种颜色，都可以找到黑体呈现该颜色时的唯一对应温度（见普朗克轨迹），
于是我们建立起一个“颜色”→“黑体温度”的映射，
——这个对应的温度值，便被称为此颜色的“色温”。
注意
①色温并不代表真实的“温度”，尽管二者同使用单位开尔文——色温参数只是一种映射习惯，实际用来衡量光谱的分布。
②色温并不代表光强（I）或亮度（L）；
③色温不用来校准颜色，区别于定义RGB混合比例的白平衡（后面会讲）。
二、色温的应用（特指显示屏幕，暂不考虑相机）
色温越高，意味着短波成分较多，颜色整体越偏蓝绿；
色温越高，表示长波成分较多，颜色偏红黄（温馨提示:逆命题也成立哦）。
而一般，选择6500K比较合适（实际还应考虑很多因素）。
答疑解惑
——区别“颜色色温”&“屏幕色温”
◎上文提到，每一种颜色，对应一个色温；每一个色温，对应一种颜色。
那么显示屏呈现不止一种颜色，平时所说的“屏幕色温”又是如何确定的呢？
实际上，显示屏中所说的“色温”，
并非物理学或色彩学中的针对某一种颜色的光谱成分的传统概念；
屏幕色温，指的是屏幕模拟在某个色温的白光照射下物体呈现的颜色。
我们知道，不透明的物体的颜色，是由它的反射色光的性质决定的。
其只允许反射出与自己性质相同的光线，而其他颜色的光则被它吸收
（当然还有少量的镜面反射）。
屏幕色温即是设定模拟所在的白色照射光线的色温，
使得物体更具环境感或者更加真实。
▊白平衡 ▊
此处并非摄影意义中的“白平衡调节”，而是显示屏中的参数与操作。
为避免重复，小乔捷决定从以下若干方面作对比，
来使您更加清楚而明确地区分几个极易混淆的概念。
答疑解惑
——区别“色彩 RGB” &“白平衡 RGB”
◎ 我们在白平衡里，提到RGB（256:200:200）时定义为纯白色；
但当我们分析这个颜色时，我们又说（256:200:200）时为粉白色，
这是为什么？
白平衡RGB，是指在某个色温偏高的环境下，
人为定义RGB（256:200:200）时为正白色，
给显示屏一个新的调色的基准，
以和色温偏差相抵消，以使白色重新显示正常。
而色彩RGB，则是指我们单独分析某一个颜色的组合成分，
而不考虑光源、显示屏的偏色等状况。
那么，当RGB（256:200:200）时，
较标准RGB（256:256:256）表现为白色偏红
（实际上颜色还会发暗，即明度下降，这里姑且只考虑色度，忽略其影响）。
答疑解惑
——区别“色温”&“白平衡”
◎ 我们知道，在摄影中，可以使用白平衡调节（也叫白场调节）
修正色温偏差，来还原视觉效果。
——换言之，这里的“色温”等同于“白平衡”。
但在显示屏的世界里，
“色温”和“白平衡”似乎是两个不同的参数，
然而，二者均可影响颜色的还原，甚至造成偏色现象，
——那么色温与白平衡有什么联系与区别呢？
关于“色温”&“白平衡”的初级直观解释：
不透明物体的颜色由反射色光决定，受到照射光线的影响。
实际上，真正的色温，是就物体所处的环境中，白色照射光线而言的。
屏幕色温，就是模拟这种效果而设置的参数，
类似于“有色滤光镜”的效果。
白平衡，则是定义显示屏应该以怎样的RGB比例表示纯白色，
则显示其他所有的颜色，都会随着这一比例做出一致性的调整。
在某一偏色色温的光照条件下显示的标准白色，
等于正常色温光线（即白光）下的RGB的对应比例值。
色温优先于白平衡，讨论“白平衡”及其校准问题，
一定是在某个给定的色温前提之下的；
白平衡反作用与色温，并由之体现出光源色温的性质。
小乔捷将借助下面的例子，更好地展示色温与白平衡的联系与区别：
（温馨提示：由于人眼有独特的生理适应能力，
会自动进行白平衡修正，使你不易察觉微小的色温变化；
所以我们这里用未经白平衡修正过的照片作对比）
事例
小乔捷有一块纯白色布RGB（256:256:256），
在正常色温的纯白色光线下，
照片显示为标准白色实际RGB（256:256:256）；
小乔捷仍拿这块纯白布，
换在较低色温（偏暖）的光线下，
照片中的“白色”，要比第一步中的照片颜色偏暖
（例如实际RGB（255:200:200），当然随之颜色略发暗，明度也会下降，这里姑且忽略不计）。
小乔捷要告诉大家：
在第二个暖色光线下，
这个偏暖的“白色”（256:200:200）就被定义为此色温下的“纯白色”
（相当于正常色温下的256:256:256的白色）。
尽管它实际上是“粉白”，
但在这个偏暖的色温下，
所有颜色都相当于被“暖色滤光镜”加工过一般，
所以，考虑上色温的变化，
RGB（256:200:200）的粉白，就相当于此色温下的“白平衡”。
（这部分分析，有点像色彩RGB & 白平衡RGB吧）
再来是一个经久不衰而又十分恰当的的例子：
有一张纯色白纸，在日光灯下，我们看到的是白色，用相机拍下照片A；
同是这张纯白纸，在白炽灯下，我们眼见的是白色，用相机拍下照片B；
对比照片A和B，发现A的颜色，整体比B偏蓝（冷）；
经过相机白平衡调节，修正了其偏色现象。
这四句话，为我们形象地展示了
“色温”“人眼自适应能力”“CCD图像传感”“相机白平衡调节”。
我们知道，日光灯的光谱属于跳跃式的，
而日光灯的色温接近正常，表现为颜色接近日光。
而照片A，拍下了这一颜色，我们的眼睛，也接收到这种颜色；
而白炽灯就没这么简单了，
因为其光谱中，红色长波成分较日光灯多，
所以白炽灯的色温较日光灯低，
表现为与日光灯相比，颜色整体偏暖（及暖底色）。
而由于CCD不具有生理自适应能力（若不白平衡调节），
所以照片B保留下了这个基于环境色的“白色”（即偏红的白色）；
而当我们突然由日光灯切换到白炽灯时，
会明显感到眼前的白纸颜色偏黄红了
（实际上是感到所有颜色都“蒙”上了一层微红色），
只是不久之后这种感觉便消失了
——这便是人眼的独特的生理适应能力在起作用
（具体原因涉及到生物学的人眼的结构及大脑中枢的修正作用）。
而相机的“白平衡调节”则是人为通过调节RGB比例，
使得在白炽灯“微红”色温下的白色，重新调到人眼适应的“纯白色”。
,'''╭⌒╮⌒╮.',''' 是不是清晰多了呢？
╱◥██◣''o',''',,',.'.'',,',. ——别急，下面的才是重点
｜田｜田田│ '',,',.',,,',.'' 不过，有点难哦，精彩继续ing~~
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关于“色温”&“白平衡”的“Color Cube”解释：
▊亮度 ▊
这绝对是一个看起来容易说起来难的衡量参数哩！不信？ 瞧着看——
首先，从物理学、心理学、色彩学以及显示器行业参数等角度，
区别几个“亮度”（还不是汉译惹的祸！）
一是luminance（或litness，物理意义上的亮度L）；
二是brightness，
（指明度B，即色彩“三要素”之一，也用来表示色域坐标系轴之一）；
LED的亮度，我们一般用mcd为单位来表示
（你懂得，这个实际上是指光强）
小乔捷想说，在评测显示屏亮度时，我们既可以用mcd（光强），
也可以用物理上的L单位：坎每平米或者直接引用尼特。
好了，交代清楚了亮度的概念，让我们进入正题：
我们知道，屏幕颜色是由红绿蓝三原色叠加而成，
故而遵守色光亮度叠加规律。
由此可知，
由等量红绿蓝（或一组互补色光）调混而成的白色（*），
应当是色光叠加后亮度最高的。
而事实上，我们所说的屏幕亮度，
默认是该屏幕的最大色光亮度。
所以可知，我们应当取其白色显示状态下的亮度值
——也就是我们常说的“白色亮度”。
与之对应的，便是“黑色亮度”，
便组成了我们常说的“对比度”参数。
注（*）：此处涉及中性灰、人眼视觉色域RGB & 几何RGB等相关知识，这里姑且这样注明。
注意
区别“屏幕亮度”与“子像素发光亮度”的不同。
■屏幕亮度，反映了这块屏幕显示的整体亮度水平。
我们在做专业测试时，会将屏幕调制至最高对比度和最高亮度级别，
同时取RGB叠加最大亮度（白色），测量显示屏中间圆形区域亮度。
■子像素亮度，则是指RGB三个子像素（或称亚像素）各自的发光亮度。
亮度的变化，会对应产生相同R、G、B色度下的明度变化。
如在24比特模式中，每个子像素各具有由不发光到亮度最高的256级亮度变化，
使得RGB每种子像素具有256级明度变化，
即对应着[纯黑，纯R/纯G/纯B]间的256种“同色不同亮”的颜色，
再通过“三原色加法”，组合出1600W(＋)色。
相关链接
——略谈屏幕发光成色原理、
RGB子像素灰阶与发光亮度以及显示颜色计算
既然我们在上面的“注意”栏中，提到了RGB子像素明暗级别与发光亮度，
小乔捷就在这里做个知识的拓展延伸，
尽管听起来似乎与屏幕材质和原理关系更密切。
我们知道：
屏幕上的图像的颜色，是由所有像素点的颜色组成；
每个像素点的颜色，是由RGB三组子像素的颜色组成
（实际上应该还有人眼的视觉混合作用，这里姑且不提）；
每种子像素（RGB）的颜色的明暗过渡（如，正红，绯红，通红……直到暗红，黑色*），
是由该点的发光亮度决定的；
每种不同的亮度，是由此子像素点的“荧光反应”强度决定的；
而荧光反应的强度，又与经过此点的“电流强度”成正比。
*注：要与“深浅”区别开：
表里提到的“明暗”指的是由纯黑色（亮度为0）过渡到正R/G/B的256个级别色，
即“明度”；
而非绘画里的反映颜料与加水比例的“深浅”（如由白色到纯红的过渡），
或是反映颜料覆盖能力的“透明度”（如由透明无色到纯红的过渡）。
PS：实际上，“加水”本身不就同时包含了深浅与透明度嘛！
由上面的逻辑推理过程，我们可知，
通过控制电流，便可以使得每一种子像素的颜色产生256级明暗变化，对应灰度图，即256级灰阶。
那么我们可以将之转化为一道简单题：
集合R，集合G，集合B，各包含256个互不相同的元素，
且R、G、B三集合间不存在任何交集，
问：从中任取3个元素作为一个新元素，组成一个新集合M，
则M的新元素个数为多少？
呵呵，这下思路是不是就清晰啦，
所以总颜色数为256×256×256=16777216（即1600W色）=2^24
（即24位真彩，之所以习惯换算成2的乘方，是由计算机的0/1二进制决定的）
▊对比度 ▊
既然介绍完了亮度知识，那么对比度也就水到渠成了。
——简单地说，就是最高亮度与最低亮度的比值。
“最高亮度”
这里包含两个含义：
指最高屏幕亮度级别
对于手机而言，就是指在系统设置里的“显示”中，将“亮度”设置为“最高”（最亮）。
指RGB叠加最高亮度
由能量理论，我们易知，混合色的亮度大于各部分亮度。
通过上面“亮度”的分析，我们已知纯白色光为最佳选择。
当然，你也可以这样证明：
已知：
RGB三通道，
以各自坐标值为标准，分别取三等值点（即体对角线上点）
得到，
灰度图→R：纯R
全黑
灰度图→G：纯G
全黑
灰度图→B：纯B
全黑
又∵
灰度图：白色
黑色
且灰度=亮度，
∴对应亮度：最亮————全黑（不发光）
又∵
[W]=[R]+[G]+[B]
∴Lw=Lr+Lg+Lb（*）
∴Max（L)=Lw
注（*）：此处涉及中性灰、人眼视觉色域RGB & 几何RGB等相关知识，这里姑且这样注明。
对于兔子来说，将背景效果调至“动态”，将亮度调高，选择一幅白色图片。
测出中间区域的亮度值L亮；
再在屏幕的非选通状态，测出亮度L暗；
则对比度=L亮/L暗。
由于OLED屏的自发光特性，所以暗色纯正；
又由于SAP技术的运用，使得亮度大大提升，所以L亮也不俗；
所以，嘿嘿，你懂得~
感谢安邦的爹爹版主的光临与赏识
！小乔捷在此谢过大家的支持！
让我们不断学习，共同进步吧
。
