从P3色彩空间说起
明基PD2706U 4K专业色准显示器的标配
来自：春星开讲｜达芬奇调色
大家好，这里是“春星开讲”。这一次我们聊一聊P3色彩空间的话题。首先我们来做一个有趣的试验，直观感受一下P3色彩空间（有时也称为P3色域）。大家可以在线访问网址https://webkit.org/blog-files/color-gamut/Webkit-logo-P3.png查看一张图片。如果你所使用的显示器是sRGB色域的，那么在浏览器中，只能看到红色方块，不能在方块上看到任何图案。如图所示（模拟效果）。
但是，如果你的显示器支持P3色域，你将会在浏览器中看到如下图案，红色方块中会出现Webkit的Logo（模拟效果）。
通过以上测试可以检查你的显示器是否支持P3色域，并且我们也能感受到P3色域可以显示出更多的色彩细节。接下来，春星开讲为大家细致地说一说什么是P3色彩空间，它有何种用途以及P3和sRGB、Rec.709色彩空间的差异。并且我也希望引入“有用的P3色域”这一理念，因为并不是所有的影像创作环境都需要用到P3色域，另外并不是所有的P3色域显示器都能满足“色准”的要求。
什么是P3色彩空间
P3是一个RGB色彩空间。大家比较熟悉的P3色彩空间分为DCI-P3和Display P3。简而言之DCI-P3用于数字电影而Display P3用于广色域显示器。但是要详细说明二者的区别则要多花一些笔墨了。
DCI-P3
2005年，位于加利福尼亚好莱坞的“DCI（数字电影倡导组织）”发布了数字电影系统规范1.0版，它定义了后来被称为DCI-P3的色彩空间。DCI-P3色域比Rec.709色域更大，能够显示更加丰富的色彩。
Display P3
Display P3是Apple公司创建的色彩空间，它使用DCI-P3的基色，但使用了不同的白点和Gamma值。现在有越来越多的设备可以支持显示Display P3色彩空间。除了Apple公司的各条产品线均支持外，像明基PD系列所有覆盖了P3色域的显示器也都支持Display P3色域。
多种P3色彩空间的差异
如前文所述，P3色彩空间有多个不同的规格，常见的是用于显示器的Display P3和用于数字影院的DCI-P3。下面的表格总结了它们的具体参数。
表格中的色彩空间名称做了一些调整，以P3开头，连线后面的是白点，括号中是备注。
P3-DCI（Theater）
首先来看一下P3-DCI（Theater），这是用于数字影院的色彩空间。其蓝色基色与Rec.709、sRGB和AdobeRGB相同，主波长为464.2nm。红色基色是比sRGB和AdobeRGB稍深的红色，主波长为614.9nm。最显著的区别是绿色基色，它比sRGB或AdobeRGB更接近光谱轨迹线。DCI-P3的绿色基色的主波长为544.2nm。AdobeRGB的绿色基色更偏蓝，主波长为534.7nm。sRGB的绿色基色更偏黄，在549.1nm处。P3-DCI（Theater）覆盖了CIE 1931色度图的45.5%，该图描述了1920年代通过实验确定的日光人类视觉（明视觉）的色域。
P3-DCI（Theater）色彩空间专为在完全黑暗的影院环境中观看而设计。电影放映机使用Gamma值为2.6的简单曲线，标称白色亮度为48cd/m2（尼特），白点定义为~6300K的相关色温。
注意：把P3-DCI（Theater）的白点称为“D63”是不正确的（虽然有些人口头上会这么说），因为该白点不是CIE标准光源，也不在“普朗克轨迹线”上。DCI白点略微偏绿，这是对电影院常用的氙弧灯泡放映机优化了最佳光输出的结果。
说句题外话，一个氙弧灯泡在高亮度模式下，一般工作数百个小时就需要更换，而且灯泡的能耗非常高，这样就拉高了放映成本，对影院的运营成本造成负担。于是某些影院就偷偷调低了灯泡亮度，不能满足48cd/m2（尼特）的标准白，影响了观影体验。如果是3D电影的话，观众带上眼镜后就更是雪上加霜了。
随着放映技术的发展，长寿命、低能耗的激光光源正在逐步取代氙弧灯光源。激光电影放映机的主要优势是高稳定性、低能耗、高亮度、高对比度和宽色域（接近Rec.2020色域）。对于新型的激光光源来说，白点就不用像氙弧灯那样规定在~6300K了。
虽然DCI-P3是由DCI（数字电影倡导组织）开发的，但许多相关技术标准是由“SMPTE（电影和电视工程师协会）”发布的，例如SMPTEEG432-1和SMPTERP431-2。2010年11月10日，SMPTE发布了SMPTEEG432-1:2010，其中包括使用D65白点（约6503.51K）而不是DCI-P3的约6300K白点的色彩空间的变体。2011年4月6日，SMPTE发布了SMPTERP431-2:2011，其中定义了参考观看环境。
P3-D65（Display）
P3-D65（Display）就是常说的Display P3，它和P3-DCI（Theater）的相同之处在于都采用了一样的基色。除此之外，还是有很多不同之处的。
首先是白点不同。P3-D65（Display）没有使用~6300K的白点，它使用CIE标准光源D65作为白点，这是自发光显示器（sRGB、Rec.709和AdobeRGB）的最常见的标准白点。
其次是Gamma不同。P3-D65（Display）使用了和sRGB相同的Gamma曲线，其Gamma值约为2.2（注意sRGB的Gamma曲线不是纯幂律曲线）。P3-DCI（Theater）使用的是Gamma值为2.6的纯幂律曲线。
最后是白色亮度不同。P3-DCI（Theater）的标称白色亮度为48cd/m2（尼特），但是P3-D65（Display）没有限定它的白色亮度的极值。也就是说显示设备的白色能达到多少尼特，就可以调到多少尼特。因为P3-D65（Display）显示设备主要还是在明亮的环境中使用，而不是像影院那样的全黑环境。用户也会根据环境光的亮度对屏幕亮度进行调节。当然，有些设备（例如手机、笔记本电脑）还装配了光线传感器，可以自动调整屏幕的亮度和色温。
P3-D65（HDR）
P3-D65还被用来描述某些HDR影片的色彩空间。由于目前能够满足BT.2020色彩空间的显示设备还很少，所以在制作阶段，调色师们通常会把色彩空间限制到P3色域。如图所示。
这样，虽然输出的母版文件是2020色域的，但是由于限制了输出色域到P3-D65，因此在播放的时候会更加安全，因为不是所有的显示设备都能百分百覆盖2020色域。
P3-D60（ACES Cinema）
在使用ACES进行色彩管理并对院线电影进行调色的时候，有多种ODT（输出设备转换）文件可供选择。例如P3-D60、P3-D65、P3-DCI（D60 sim.）和P3-DCI（D65 sim.）等。对于P3-D60而言，它会输出具有 D60 白点的 RGB 编码图像数据，调色师需要使用 D60 白点的 P3 色域监视器进行调色参考。如果使用校准为P3-DCI色彩空间的电影放映机进行调色，则需要选择P3-DCI（D60 sim.）模拟成D60的白点，或者P3-DCI（D65 sim.）模拟成D65的白点。
Display P3对比sRGB和Rec.709
说起sRGB色彩空间，大部分读者不会感到陌生。sRGB是HP（惠普）和Microsoft（微软）于1996年合作创建的标准RGB（红、绿、蓝）色彩空间，用于显示器、打印机和万维网。
sRGB使用了与Rec.709标准相同的基色，二者的色域小于Display P3色域。如图所示。
Display P3和sRGB的蓝色基色是相同的，但是Display P3拥有更饱和的红色基色和绿色基色。这也同时引入了更加饱和的品色、黄色和青色。
Display P3和sRGB拥有相同的白点（D65）和Gamma值（约2.2，旨在匹配家庭和办公室观看环境）。D65这个名字暗示相关色温（CCT）应该是 6500 K，而实际上它更接近 6504 K。
对于白点亮度而言，sRGB规定的亮度峰值是80尼特，而Display P3没有规定亮度峰值。前文已经讲过，由于技术发展，sRGB所规定的80尼特已经不重要了，很多显示器的亮度峰值已经达到250尼特甚至500尼特。
sRGB可以说是对显示设备色域的最低要求。一般来说，只要某个色域大于 sRGB，我们就把这种色域称为广色域（Wide-gamut）。例如P3色域和2020色域都是广色域，广色域显示器可以更加生动、准确地反映现实的颜色。
Display P3和Rec.709拥有相同的白点（D65），但是Gamma值是不同的。Display P3显示器的Gamma值为2.2，Rec.709显示器（或监视器）的Gamma值为2.4（这是为了匹配昏暗的观看环境，照度为10勒克斯）。Rec.709显示器（或监视器）需要按照100尼特的白色峰值进行校准。
在影视后期生产中，如果要制作Rec.709标准的影片，是不能直接使用Display P3进行工作的。但是P3色域足够大，因此满足P3色域的显示设备可以被校准到Rec.709色彩空间。
近三十年以来，我们制作的电视节目和网络节目绝大多数都是以Rec.709色彩空间为标准的。图片往往会采用sRGB色彩空间，但是视频很少按照sRGB色彩空间标准进行制作。从内容这一侧来说，视频内容使用Rec.709色彩空间，图片内容使用sRGB色彩空间。从显示这一侧来说，电视机使用Rec.709色彩空间，显示器大多会使用sRGB色彩空间或Rec.709色彩空间甚至是Display P3色彩空间，这是可以由用户去设定的。至于手机使用的色彩空间以sRGB色彩空间为主，少量手机支持Display P3色彩空间，手机的色彩空间的可调性很低。
至于DCI-P3色域，则主要用在院线电影的后期调色环节。为了模拟数字电影院的放映颜色，需要把显示器的色彩空间修改为DCI-P3，调色环境也必须是全黑的。所以，在制作电视节目和网络节目的时候，是用不到DCI-P3色域的。
近几年来，HDR视频内容的需求快速上升，这让P3色域有了真正的用武之地。如果显示器同时支持P3色域和HDR显示，那么就能用来观赏HDR影片了。
对于影像内容创作者来说，因为不同项目终端播放的需求不同，往往要在多个色彩空间中进行切换，并且切换步骤越少越好，最好是一键搞定。明基PD2706U新品将常用的sRGB、Rec.709、Display P3、DCI-P3、HDR都预设了独立的菜单模式，使用者一键切换即可预览不同的输出效果。
通过官方软件Display Pilot里自带的ICC Sync功能，在切换显示器的色彩空间之后，和色彩空间相对应的主机ICC文件也会自动切换。
如果没有这个功能，在切换色域之后就必须手动切换电脑的ICC文件，对于大部分用户来说，这种复杂的切换非常浪费时间。
色彩管理
sRGB是为Web（网络）定义的标准色彩空间。如果一个图像既没有“色彩空间标记”也没有嵌入“颜色描述文件”，那么它通常会被假定为sRGB色彩空间。
如今，广色域（Wide-gamut）显示设备越来越多，广色域（Wide-gamut）内容也纷至沓来。为了让设备和内容相得益彰，让标准色域和广色域都能够准确还原，色彩管理就成为不可或缺的关键环节。良好的色彩管理需要满足多个条件：
第一，浏览器和播放器要能够和操作系统通讯以查询到显示设备的色域（知道它是sRGB的还是P3的）。第二，在内容制作的时候，要为图像和视频添加“颜色描述文件”。第三，浏览器和播放器要能够识别内容的“颜色描述文件”，这样才能才能让不同的色彩空间“各得其所”。最后，显示设备也需要按照国际标准进行严格校准。因为没有硬件的支持，再好的软件算法都没有依托。
在P3色域上观看709影片？
很多人会有一个疑问，因为网络和电视的片源绝大部分都是709色域的，这在709显示器和手机上观看不会有什么问题。但是假如我的观看设备是P3色域的，用来观看709色域的影片会出现什么问题呢？
这个问题也要分成两种情况来分析。第一种是播放器做了色彩管理，明确地知道片源的色域也知道显示设备的色域，那么就会正确地显示出709色域的画面。第二种情况是播放器没有做色彩管理，那么大概率会把709色域“硬拉”到P3色域，进而显示出更加鲜艳的画面。当然，还会有更多的情况有待分析，限于能力，这已经不是笔者所能回答的了。
务实且有用的P3色彩空间
目前，先行者们已经勾勒出了未来视听产品的绝佳体验。那就是超高的分辨率（8K、16K），超高的峰值亮度（10000尼特），超宽的色域（Rec.2020）,高帧率（50帧/秒或120帧/秒）和沉浸式音频。
理想很丰满，现实很骨感。时间已经进入了2023年，不用说8K显示设备了，就连4K显示设备也没有完全普及。一万尼特的峰值亮度和2020色域也只能出现在实验室中，市场化的时机还不成熟。所以还是要务实一些，稳中有进是个不错的发展路径。2020色域太宽了，那就先把P3色域普及一下。最容易普及的是显示器、手机和电视机。然后再逐步过渡到2020色域。
因此在选择显示器的时候，如果您的制作内容以电视节目和网络节目为主，那么选择满足Rec709标准的显示器就可以了，无需盲目追求广色域。如果您有P3色域内容的制作要求，那么笔者就建议选择满足P3色域的显示器。当然，满足P3色域也意味着更高的价格。从“色彩保险”的角度说，P3色域的显示器能够完全覆盖Rec.709色域，所以不仅能制作P3色域的内容，同时还可以制作Rec.709色域的内容。当然，这一切的前提是要有一个良好的色准，否则谈色域就显得有些多余。
明基PD2706U显示器
对于从事影视后期或影像内容创意输出的人而言，一款能够支持P3色域的显示器正在变得越来越重要。于是明基PD2706U显示器进入了我的眼帘，它的外包装保持了明基系列显示器一贯的设计风格，如图所示。
开箱之后可以看到底座、支架、连线、说明书、Hotkey Puck G2控制器等等。
组装后就看到如图所示的样子了。明基PD2706U显示器采用了窄边框设计，简洁优雅，底座面积足够大，不会造成站立不稳的感觉。
笔者使用过多款P3色域的显示器或监视器，对色彩校准和色彩管理也积累了一些经验，所以拿到设备之后往往先不看官方标称的数据，而是先自行验证一下。对于这次收到的明基PD2706U显示器来说，我已经知道它是P3色域的显示器，但是我也想看看这个P3是什么样的P3。于是我把明基PD2706U显示器的显示模式设置为“用户”，这样可以获得它的“原生”色域，相当于未经调校的初始状态。如图所示。
然后使用DisplayCAL软件配合i1Display校色仪对明基PD2706U显示器的色域进行测量。如图所示。
备注：由于i1Display校色仪只是一款入门级校色仪，其精度不高，且校色仪自身也应该定期校准。所以本次测量结果肯定会出现误差，仅供参考。
测量后可以发现明基PD2706U显示器的原生色域远远超过sRGB色域，达到140.7%的sRGB。和Adobe RGB相比略小一些，达到96.9%的Adobe RGB。平均色准Delta E 值0.79，最大值为3，也是相当不错的。如图所示。
以上数据仅供参考
我们知道，sRGB和BT.709色域的红绿蓝三基色的坐标是完全相等的。所以在色域图上进行比较，可以看到彩线构成的三角形远大于虚线构成的三角形。可以直观地感受到140.7%的sRGB是个什么概念。
以上数据仅供参考
如果和Display P3色域进行比较，可以看到红色和绿色是非常接近的，只有蓝色还稍有距离。如图所示。
以上数据仅供参考
要知道，目前能够满足100%P3色域的显示器还是很少的，能够满足的要么非常昂贵，要么是非液晶面板。
在显示器的“用户”色彩模式下，可以获得显示面板的原生色域。原生色域就像是一个原材料，虽然足够大，但是不够准。因此还要对原生色域进行剪裁和校准，以适用于不同的使用情境。
因此在现有条件下，最重要的事情就是把显示器的宽色域校准到P3色域中。好在明基PD2706U显示器已经帮用户提前进行了校准，您可以直接把显示器设置为Display P3模式，如图所示。
虽然前面讲了很多广色域的好处，但对于影视调色来说，在屏幕的原生色域已经确定的情况下，色彩的准确度比色域的宽广度还要重要一些。因此，除非用户自己有足够的校准能力，否则还是建议使用显示器出厂时设置的各种色彩模式进行工作。例如对SDR视频进行调色的时候选择REC.709模式，对电影进行调色的时候选择DCI-P3色域。
Display Pilot
使用明基显示器，笔者非常喜欢Display Pilot这款应用程序。它可以快速精确微调显示器的多种参数，能够轻松保存和使用最适合您的显示器配置。所有的调整都可以通过软件来控制，而无需使用显示器屏显菜单（OSD）。您可以在明基官网找到并下载这款软件。网址是https://www.benq.com/en-us/monitor/software/display-pilot.html。
双色彩模式
其中有一个非常棒的功能叫作“双色彩模式”，开启这个功能之后，屏幕将分成左右两部分来显示不同的色彩模式。
例如左侧显示Display P3而右侧显示Rec.709模式。为了让大家看到这个效果，只能通过拍照的方式来呈现，靠截屏软件截出的图片的左右颜色是没有差异的。
ICC Sync
明基PD2706U显示器支持ICC Sync功能。这会自动在MacOS色彩管理中设置ICC配置文件，以匹配所选的色彩模式，从而确保色彩管理应用程序中的色彩准确性。
例如色彩模式设置为Rec.709的时候，在开启了ICC Sync的情况下，如果打开Mac系统偏好设置中的“显示”面板，就会看到颜色描述文件已经被设置为ITU-R BT.709 Reference Display了。
如果在Display Pilot中，将色彩模式设置为DCI-P3，则“显示”面板中的颜色描述文件会被设置为SMPTE RP 431-2-2007 DCI（P3）。如图所示。
如果不开启ICC Sync功能，颜色描述文件就不会自动切换，只会显示默认的BenQ PD2706U这个文件。因此，只要您的明基显示器支持ICC Sync功能，那么就建议开启这个功能。
总结
不知不觉，这篇文章竟然写了五千多字。笔者始终觉得，学以致用，不管我们懂得了多少理论，始终要用理论来指导实践。前文不厌其烦地讲解和比较了不同的P3色域，有些P3用来定义照片或者视频的色域，有些P3则直接对应到硬件设备（例如显示器、手机或电视机）的色域。
但是这些辨析是有意义的，结合到明基PD2706U的使用上，对于影视调色来说，Rec.709、DCI-P3和Display P3是三个非常重要的色彩空间，可以说“开箱即用”。如果用户拥有校色仪和校准能力，那么还可以在“用户”模式的基础上按照自己的需求进行校准。
对于想要一键切换各种模式的用户来说，Display Pilot绝对是个好帮手。限于篇幅，笔者并没有详解每一个功能，而是把和色彩管理关系最密切的“双色彩模式”和“ICC Sync”功能提取出来进行了说明。
最后再次强调一下。“色准”比“宽色域”还要重要。色域广虽然能显示出更丰富的色彩，但也不是越广越好，而是要按照不同的色彩标准进行“剪裁”与“校准”。如果没有良好的色准，并且你的日常创作中根本用不到P3色域，那么无脑选择号称是P3色域的显示器反而是有害的。
在选择显示器的时候，也要视具体情况而定。前文说过，如果您的制作内容以电视节目和网络节目为主，那么选择满足Rec709标准的显示器就可以了。如果您有P3色域内容的制作要求，那么笔者就建议选择满足P3色域的显示器。
随着显示技术的发展，P3色域的显示设备终将全面取代709色域的显示设备。我们也盼望着那一天早日到来！
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