液晶电视的彩色范围与6基色技术的真伪

　　不久前，PCPOP的记者实地暗访了京城的一些家电卖场，采得第一手资料并撰写了《可笑的六基色！揭露液晶电视六大骗术》一文。文章刊登之后便迅速被各大门户网站转载，在读者中引起了一定的反响。文章所暗指的某彩电厂商也在第一时间发出了澄清说明：“研究彩色加法配色理论的人员经常采用芒塞尔色度系统（Munsell Color System）和牛顿色环（Newton Color Circle）来简化和解决配色过程中遇到的问题，在牛顿色环的R（红）、G（绿）、B（蓝）三条色轴中间，分别有C（青）、M（品红）、Y（黄）三条色轴，依据R（红）、G（绿）、B（蓝）、C（青）、M（品红）、Y（黄）之间的配色变换关系，在不同亮度下对六条色轴上的分量的相位（色调）和幅度（饱和度）进行反复调配，就能直观而有效地达到理想的彩色显示效果的要求，这就是“六基色”彩色调配处理技术的内涵。”

　　看完说明，我们还是不能对其宣称的6基色技术究竟如何在彩电中实现有所了解，下面我们只好从侧面来进行一些探讨。

　　液晶电视的彩色实现及其表现范围

　　笔者在IT168上的一篇早期文章《较量：液晶与等离子谁能掌舵平板市场》中对电视机实现彩色的原理有过详细描述，现在再转摘如下：

　　“在很早以前人们就发现, 人眼是一架不很精确的光学鉴别器，它常常将不同光谱成分的色光看成同一种颜色。例如肉眼分不出哪一种白光是由太阳光连续光谱组成的，哪一种是由红、绿、蓝三种色光组成的，这叫同色异谱现象。实验证明，任取三种互不能由其他两种混合而成的色光，都可以组成人眼能分辨的任意色光。这就是三原色现象，也是我们人工实现彩色的基础。通常的彩色显示系统都选用红、绿、蓝作为三原色。

　　选三原色红（R）、绿（G）、蓝（B）。r=R/(R+G+B)，g=G/(R+G+B)，b=B/(R+G+B)。由于r+g+b=1，所以只用给出r和g的值，就能唯一地确定一种颜色。这就是通常所说的色度图，为了使坐标值能直接表示亮度大小，国际照明协会规定采用另一种色度坐标X、Y、Z，与R、G、B间存在线性换算关系。若以x、y作为平面坐标系，将自然界中的各种彩色按比色实验法测出其x、y数值，并绘在该坐标平面内，便可得到图1所示的色度图。该色度图边沿舌形曲线上的任一点都代表某一波长光的色调，而曲线内的任一点均表示人眼能看到的某一种混合光的颜色。

是NTSC制彩电红、绿、蓝三色荧光粉的色度坐标

　　某种显示器件的彩色表现范围是由其红、绿、蓝三色材料在色度图中的坐标所围成的三角形内的面积表示的，如图1中的三角形就是NTSC制CRT彩电的彩色表现范围，其红、绿、蓝三色荧光粉的色度坐标分别为（0.67，0.33），（0.21，0.71），（0.14，0.08）。”

　　目前的彩色电视系统都是以红、绿、蓝3基色为基础的，其中摄像部分的成像元件采用3色CCD，传输部分利用的是以红、绿、蓝为基础的色差信号，显示部分也一样，显像管和等离子利用红、绿、蓝3色荧光粉来合成彩色，而液晶电视的彩色是由白色背光通过红、绿、蓝三色滤光片实现的。目前采用的CCFL（冷阴极荧光灯）背光灯的光谱特性并不好，存在杂色光，如图2所示，所能达到的最好彩色表现范围是75%的NTSC。

　　由于CCFL背光源特性不是太好，各大面板制造商都在寻求更好的替代品。首先想到的就是用发光二极管（LED）来代替冷阴极荧光灯，因为LED的色纯度更高。比如采用美国Lumileds Lighting公司的Lumileds LuxeonTM LEDs的面板其彩色再现范围可达105%NTSC，如图3所示：

液晶面板的“六基色”

　　LED背光源虽然可以大幅改善液晶电视的彩色表现范围，但其较高的价格限制了它在普通电视产品中的应用。此外为了更进一步提升液晶电视的彩色表现范围，各公司还各出奇招，这就出现了记者笔下的“四基色”、“五基色”和“六基色”的报道。如据日经BP社报道，“在过去为3原色的液晶显示器多原色化方面，在日前举行的“2005年显示信息学会（SID 2005）”第25场专题研讨会上，荷兰飞利浦研究实验室进行了2项技术发表，三菱电机做了1项技术发表。在第31场专题研讨会上，韩国三星电子进行了1项技术发表。在同期举办的展览会上，以色列Genoa Color科技公司展出了18英寸直视型液晶电视。

　　从技术内容上来分，可以划分为如下2种方式，一种是使用具有红色（R）、绿色（G）、蓝色（B）分光特性的普通3色滤色器，而光源则使用在普通的RGB基础上追加了青色（C）、黄色（Y）、口红（M）等3色的6色光源的方式（3色滤色器＋6色光源＋倍速驱动方式），另一种则是在具有RGBCYM 6色波长的光源上配合使用具有RGBCYM分光特性的6色滤色器的方式（6色滤色器＋6色光源＋普通驱动方式）。

　　飞利浦和三菱电机采用了第1种方式，而三星和Genoa公司则采用了第2种方式。飞利浦在光源中使用了荧光管，而三菱电机则使用了LED。作为第1种3色滤色器方式，以100～120Hz的频率驱动（即倍速驱动）TFT液晶面板，每个子帧必须将光源由RGB切换成CYM。而第2种6色滤色器方式，则可以采用60Hz的驱动频率，不过必须将滤色器换成RGBCYM方式，而且还形成TFT像素。”

　　注意这里日经BP社的记者还是比较具有专业素养，用的是“六色”，只是到了某些转载的记者手下才变成了“六基色”。我们来解读一下飞利浦的六色技术的本来面目，实际上它是利用了液晶面板上实现彩色显示的彩色滤光片的带通特性，将一个电视场分成两个子场，在每个子场分别点亮两套波长不同的3基色光源，合成的结果在色度图中就是两个顶点不同的三角形叠加在一起，相互错开的六个顶点将扩宽面板的彩色表现范围。

　　同样根据日经BP社的报道，在日本举行的FPD 2005上，“台湾奇美电子展出了采用3款采用4色以上多色滤色器的14英寸液晶面板。分别是采用（1）在R（红色）、G（绿色）和B（蓝色）3色基础上追加了Y（黄色）和C（青色）的5色滤色器的面板；（2）采用在RGB 3色基础上追加Y色的4色滤色器的面板；（3）采用在RGB 3色基础上追加W（白色）的4色滤色器的面板。背照灯均采用冷阴极荧光管（CCFL）。用来将RGB输入信号转换成支持5色或4色滤色器的影像信号的算法，采用了以色列Genoa Color Technologies公司的技术。”

结论

　　从以上的讨论来看，某彩电厂商宣称的“六基色”技术是一种不负责任的宣传，说得难听一点就是其市场推广部门员工的算术学得还算不错，可以精确地算出3+3=6这样的题目。电视业到目前为止在前端的节目制作和中间的节目传播方面都是采用的红、绿、蓝三基色的彩色系统，而且并没有听说要做修改。后端的显示部分，只是由于传统的采用冷阴极荧光灯的液晶背光存在彩色表现范围不够的问题，才有部分厂商在光源和滤光片上做文章，以期扩大彩色再现能力。至于某彩电厂商宣称的在电视机信号处理部分采用“六基色”来提高彩色表现能力，可能笔者太愚钝，实在无法理解。按笔者的揣测，可能类似于电视机设计中提高色温或修改γ校正曲线一类的技术，也就是根据不同人群对彩色的偏好不同，在彩色还原时对原始图像进行了不同的解释，问题是消费者的偏好一定要与设计师一样吗？