钱元凯:液晶显示器的选择与校准

2020-11-10 admin

          为了提高我市摄协会员和广大影友摄影专业知识,市摄影家协会邀请全国著名影像专家钱元凯教授到我市进行摄影专业知识讲座,11月8日下午,钱教授于用三个小时在市工会大会议室为大家作了一堂细致的摄影器材专业知识讲座。下面是钱教授讲课的课件。
 




  液晶显示器的选择与校准
 
一、 LCD的工作原理
        在两片偏振方向互相垂直的偏振片间装入液晶,后面用冷阴极发光管(CCFL)或发光2极管(LED)作光源照明。在每个像素上有一对电极,用一个三极管作开关形成电场。3 极管关断,无电场,液晶分子无序排列,透过后偏振片的偏振光的偏振方向自动偏转90度,可从前偏振片射出,像素发光。3极管充分导通,液晶层间形成强电场,液晶分子有序排列,透过后偏振镜的偏振光偏振方向保持不变,被前偏振镜阻断,像素不发光,改变3极管导通的程度即改变电场的强度,即可改变液晶分子排序的程度,改变偏振光偏转的角度,
从而改变像素的亮度。每个像素前分别设置红、绿、蓝的滤色镜,以便发出不同的色光。每3个相邻的红、绿蓝像素为一组,形成一个可产生各种颜色的有效像素。

、LCD显示器的主要技术指标
1.屏幕尺寸:图像处理屏幕最好大于24英寸
2.分辨率:最大分辨率就是液晶屏的最佳分辨率。目前常用图像处理屏幕分辨率与尺寸的关系见右相机分辨率的提高及液晶屏幕技术的进展,这两年UHD屏幕的价格大幅回落,甚至接近QHD的价格,使用体验却有几大的提升因此目前UHD应当是摄影人购买屏幕的首选项。
3.最大亮度:一般在150——500cd/M2(尼特)之间处理静态图像仅需85-150尼特,一般室内多设为120尼特
4.动态范围:屏幕最亮与最暗的亮度之比,液晶一般在250:1——1000:1之间称为静态对比度,调图希望有效的静态对比度至少达能到300:1现在用“动态调整”法可以实现所谓“动态对比度”到1百万:1——1千万:1。但是仅对视频或游戏有利,对于摄影人观赏或处理静态图像时并无实际意义。
5.色彩深度:一般低档TN面板做到16(26万种颜色),依靠抖动实现“真彩色”,此时厂商宣称可显示“17.2M”种色彩真正中、高档的液晶显示器至少达到24位(单通道8位),应能显示17.6M种颜色。现在新一代液晶屏可以实现30位(单通道10位)产生10亿颜色已经远远超过人眼感知的范围,因此不必刻意追求但是如果价格合理,可以作为选购的一个因素。此外还要注意,:10位色彩深度对显卡与信号接口也有更高的要求,尤其是在运行高档电子游戏时,若显卡或接口能力不足,应关闭10位色深,仍使用8位色深。
6.可视角度:以对比度达到正面直视的亮度的10%为可视角度的界限TN面板只能达到160度。正视与斜视时巨大的亮度差异只能适用于文字处理。为了保证图像调整的精度,用于图像调整的显示器可视角度必须足够大(水平与垂直方向均应超过178度),因此宽视角是摄影人选择显示器的不可或缺的最低标准。目前IPS与VA面板都是视角的,应优先考虑
7.色域:随着影友水平的提高,液晶屏的色域(能显示的颜色的范围)也提上了议事日程:过去笔记本电脑的TN面板屏幕色域仅达到NTSC标准色域的35-45%,现在台式液晶屏幕IPS面板色域一般在NTSC标准色域的70%—75%,而广色域的IPS面板色域达到NTSC标准色域的100%甚至更高。对于一般的影友,液晶屏的色域至少应达到sRGB的色域(即大约NTSC色域的72%)。相机采集颜色的能力(尤其在RAW格式下)比sRGB高得多。对于多数中高档的影友,为了能充分发挥数码相机记录色彩的能力,特别是经常打印输出的高档影友,为了充分发挥打印机输出色彩的能力,都使用AdobeRGB的色域,因此应当优先选择100%AdobeRGB宽色域(或略微超过NTSC色域)显示器才能看到自己作品的真面目并严格控制打印的质量。
   视频拍摄的兴起,也对显示器的色域提出更高的要求:高清电视要求Rec709色域,与sRGB基本相同,而用屏幕观看数字电影标准色域应当是DCI-P3,约为90%NTSC已经远远超过sRGB,接近AdobeRGB。而4K电视的色域希望达到Rec2020,这个色域已经超过AdobeRGB范围,正成为面板厂商的努力方向。(详见《附录5》)因此想要充分享受观影、观剧的乐趣,色域也应当是选购显示器的重要内容。
习惯上将色域高于95%AdobeRGB或95%NTSC或127%sRGB的屏幕称为“色域”,我则建议至少选择色域达到99%AdobeRGB105%NTSC的屏幕目前寛色域面板多数是AH-IPS、Nano-IPS、QLED的面板。
8.响应时间:又分“黑白转换”与“灰色(灰阶)转换的时间,后者要求较严格。对于图像处理希望灰阶响应时间能等于小于10ms对于视频制作,灰阶响应时间最好能达到6-4mS。最新的灰响应可达到1-2ms,主要用于电子游戏。

屏幕分辨率代号分辨率 屏幕尺寸(英寸) 评价
FHD/1920×1080(1200) 24 价格低廉
QHD/2560×1440 27 性价比较高
UHD(4K)/3840×2160 27-32 档次较高

9.坏点数量:RGB三色中有一个损毁即为坏点,有些销售商却强调仅当一个像素的三原色均失效(恒定为白点或黑点)才算是坏点,购买前应了解清楚。一般FHD屏幕坏点允许不超过3个、QHD屏幕不超过6个,但是不能位于屏幕中部,而且必须分开。若要求屏幕无坏点(完美屏),一般商家会额外收费。
10.接口类型
   A.VGA(模拟)接口:,由于计算机与液晶显示器都是数字设备,而VGA是模拟接口,只能传递模拟信号,使用VGA连接计算机,由于两次数/模与模/数转换,必将影响传输的信号质量,因此仅老式的投影仪或笔记本电脑连接,才考虑VGA接口,其他情况不宜采用
   B.DVI接口(DVI-A为模拟接口、DVI-D为数字接口、DVI-I是模、数通用接口),是液晶显示器即将被淘汰的接口。只能传输视频信号,无法传输音频信号。
   C.HDMI与Display Port(PD)接口:这是新一代的数字接口,能同时传送音频与视频信号,不仅带宽高(传送能力强、速度快),还能减少各种信号的干扰。HDMI是目前的主流接口DP接口更适用于4K高清4K显示器。这两种接口也在不断升级换代,使用4K显示器,应首先考虑HDMI2.0或DP1.4的接口。
HDMI接口DP接口更成熟、稳定、可靠因此只要分辨率与刷新率够用,应优先使用HDMI接口
DP接口可以实现菊花链技术(同时串联多台屏幕),DP1.4还支持HDR与电子游戏中的Free Sync/G-Sync,因此有这些需求时应优先考虑DP1.4接口

以上三种接口的形状见下图;


HDMI Cable  1.3
High Speed HDMI Cable1.4版省略数据线的简略版。
High Speed HDMI Cable With Ethenet 才是真正的1.4版。
 2.0版应在信号插头上印制2.0的字样。
两种信号线长度都应以够用为好,最长不宜超过8米。
11.OSD(屏幕调节菜单)项目:色彩调整至少应有色温微调,最好能有R、G、B分色调整的功能。最新的显示器有“6校色”功能属于高端调整的范围了
12.漏光:满屏黑屏显示时,观察画面边缘是否有明显变亮的光带。
 13.易用性:
屏幕可升降、旋转90度,适于出版机构排版特别适于手机投屏。
窄边框:视觉更简练、美观,更适于多屏幕拼接。
配送遮光罩(对窄边框屏幕尤其重要
壁挂(有标准壁挂螺孔)
有OSD(屏幕菜单)控制摇杆或独立控制
有内置音箱
有TYPE-C接口,便于连接笔记本电脑、手机、耳机,或为外设充电。
 
显示器的新动向:
1.屏幕、高分辨率
27-30英寸4K(3840×2160)高分辨率的显示器。随著4K高清电视与相机分辨率的提高,4K屏幕对摄影人与一般用户观剧有极佳的使用体验近两年价格回落,已成为中高影友的首选。但是4K屏幕若用于电子游戏,需要配置昂贵的高端显卡因此虽然适于修图、并不适于高级的游戏。
2.护眼功能
减少背光LED所发出的伤害视网膜的蓝光、减少闪烁、用减少反光,在长时间使用时保护视力。但是蓝光导致屏幕发黄,因此应首先选择可调蓝光强度的显示器,修图选“图片模式,否则修图时应关闭防蓝光”或护眼功能
3.曲面
屏幕呈现曲面,使用玩游戏有极好的沉浸感。可惜由于屏幕是弯曲的柱面,屏幕图形会有轻微的透视变形,并不适于修图
4.游戏增强功能
  通过所谓动态同步、低运动模糊、变频技术(又称智能同步(Free Sync垂直同步G-Sync Compatible、动态刷新率(Adaptive Sync))等,使速变化游戏画面更清晰、连续通过暗场控制(又称黑色稳定、暗部均衡、光)提部层次这些功能无助于修图,摄影人均应关闭。注意:多数变频功能要求使用DP1.4接口。
5.HDR功能
  真正HDR功能要求屏幕最高亮度超过800尼特、最低亮度低于0.05尼特、色域超过DCI-P3,10-12色深,使用HDR10或杜比Vision的数据文件,得到与实际自然界类似的视觉效果。目前只能在个别高端超大屏幕的OLED电视上才能实现电脑显示器上所谓的HDR功能,只是能解读HDR文件适当的压暗亮度、提亮暗部,得到类似HDR的效果这种虚拟HDR功能会改变图像固有的关系,因此只能用于影视或游戏中,调图时必须关
6.多种显示模式
  根据看图、观影、游戏、阅读、上网等不同的任务,屏幕选择适当的色温、亮度、对比度。调图应选择图片或sRGB,最好选择自定义,由摄影人用屏幕校色仪校准屏幕。
7.新型的显示器件
  主要量子点(QLED显示器及有机二极管(OLED)显示器两种传统的IPS显示器相,QLED色域更宽、更节能,OLED能弯曲,有极高的静态对比度。目前QLED在显示器中称为Nano-IPS显示器,属于高端产品,OLED仅用于电视手机屏幕。
8.分屏显示
  将一个屏幕分成多个区,每个区可以执行不同的任务或运行不同的软件在多任务工作时可以提高工作效率。
这个功能特别适用于4K或更高分辨率的显示器
8.硬件校色
使用显示器内置的控制芯片控制显示器的颜色,由于与计算机主机的显卡无关,因此一旦校准颜色,与任何计算机相联都能保证色彩正常。硬件校色显示器属于高档显示器,多数出厂前校准,有较高的色准与屏幕均匀性。多数硬件校准显示器实现分屏,还能预置多种色域,根据不同的任务随时切换,因此是职业摄影师特别是涉及平面设计、印前设计多栖摄影首选。
  Windows电脑只能通过硬件校色的显示器存储切换不同色域的色彩模式,苹果笔记本电脑则可以在“显示”偏好设置的“颜色控置面板的“显示器描述文件”窗口中,点选不同的配置文件随时切换。不同用途的屏幕设置状态如
表所示。



小结:
多数PC笔记本电脑窄视角、窄色域仅适于看图,不适于调图。苹果视网膜的笔记本可以调图,但是sRGB色域与细小的文字,使用体会也并不理想。两种摄影人都可以考虑用笔记本电脑外接宽视角的IPS面板的台式显示器调图。但是首先必须确认笔记本电脑显卡的能力与接口的类型,尤其Windows的笔记本,不要盲目选择高分辨率的显示器,以防笔记本电脑显卡无力驱动台式机的显示器。如果你仍在使用TN面板的台式机显示器,为了看到你拍摄图像真实面貌,为了得到准确的调整效果,更应该换成IPS面板显示器了。
 
四、 摄影人如何选择显示器
1.选择的方案:摄影人选择显示器首先要坚持宽视角,然后主要关心色域与尺寸:可参考以下原则处理:
n 色域       AdobeRGB           sRGB                尺寸     24-27英寸       27-32
n前期拍摄  以AdobeRGB为主   以sRCB为主            分辨率    FHD/QHD        UHD
n 用途      经常打印输出      主要网络输出              用途     多种用途   主要用于图像调整
经济条件    比较宽裕          追求性价比             经济条件  追求性价比      比较宽裕
如果除去调图,还其他的用途,则应参考下页格,显示器各项参数应满足所涉及用途最高的需求
  
下面我们按照不同的需求,根据2020年6月国内市场的实际情况,给出5组选购的具体机型及其特性与参考价格、同一款产品不同商家的报价都不相同,我们尽可能选择旗舰店或官网的报价。也有的选择市场的平均价格。保证质量,我们建议尽量到旗舰店或官网购买

 

2.显示器-主机-信号接口的关系
 修图用电脑、显示器与CPU、显卡、信号接口间有一定的关系。选购显示器时应考虑这些关系以保证系统能顺利运行。右下表给出了其间的关系。
游戏对显卡的要求比修图更高,如果你还想用这台电脑玩电子游戏,则需要更强的显卡。
若不玩游戏,还可以考虑丽台图像处理专用显卡,如:QuadroP600/P620(中档)及P1000(高档)代替显卡
   选择显示器前,应根据所选显示器的具体型号,到京东、淘宝或中关村在线搜出相应的型号,记录下他的接口类型与规格,再与你电脑的CPU、显卡信号接口相对照,你的电脑硬件最好应等于或强于表中的
能。


类型 规格 适应的分辨率/刷新率 色深 声道
VGA   QHD/60Hz 24位
DVI 通道 FHD/60Hz 24位
通透 UHD/30Hz  QHD/60Hz
HDMI HDMI1.3 QHD/60Hz  FHD/120Hz 36位 8
HDMI1.4 UHD/30Hz  QHD/60Hz 8
HDMI2.0 UHD/60Hz  QHD/120Hz 24
DP DP1.2 UHD/60Hz  QHD/120Hz 48位
声道
DP1.4 5K/60Hz UHD/120Hz FHD/240Hz
 如果你的电脑使用的是AMD的CPU与显卡可以到网上搜CPU与显卡的天梯图”,在图中从intel的CPU与NVIDIA显卡找出对应功能的AMD的CPU与显卡的型号。
   显示器与电脑间最好有相的接口,若不同,DVIHDMIDP不同接口间转换线转换后的带宽(信号传输能力由两者中最弱的确定)。右给出各种接口的信号传输能力。
3.市场值得摄影人购买的显示器
(1)最廉价的修图显示器
适于对于价格极敏感的摄影人使用
IPS/PLS、VA面板,LED背光照明100%sRGB色域。 (接笔记本最好有笔记本的相应接口)。
23-24英寸,分辨率1920×1200(1080)  价格在400-600元之间。,               
27英寸,分辨率2560×1440   价格在800-1200元之间。
 
(2)宽视角、宽色域,极高的性价比《附录1》
FHD可供一些老旧笔记本电脑外接。QHD不仅可作为笔记本也可做台式机的显示器。
 
(3)UHD宽视角、sRGB色域《附录2》
适于不打印输出、主要在网输发布照片以黑白摄影为主、对价格敏感的中低档影友使用
 
(4) UHD宽视角、AdubeRGB色域《附录3》
适于考虑打印输出的中高级影友及职业摄影师使用
 
(5)硬件校色宽视角、宽色域高档显示器《附录4适于同时从事摄影、视频处理、平面设计印前处理的人士影像的质量及质量的稳定性严格要求的职业摄影师使用

五、 显示器的设置
显示器与计算机通过信号线相连接后,还需要计算机上对显示器进行一系列的设置,以便显器进入最佳状态。
1.笔记本外接显示器
  将显示器与笔记本信号线连接,PC机同时按下Win图标键P键呈现4组图标,显示4种工作状态(下页


苹果笔记本连接后开机也有类似的状态,分别称为 “镜像扩展合盖
 扩展(默认状态:打开“系统偏好设置-显示器”选择“排列选项窗口中出现两个屏幕,拉动屏幕上的白条,白条的屏幕是主屏,菜单显示在主屏上。
   合盖首先将笔记本外接电源,接好鼠标与外接键盘(有线或蓝牙),合上屏幕外接屏幕即开始工作。
镜像勾选镜像显示器的勾选框。两个显示器呈现相同的内容。(勾选镜像是第一优先,必须退出镜像才可进入其他模式
  建议优先使用投影仪与合盖模式:屏幕易于设置,计算机显卡负荷较轻。
2.设置显示器分辨率、文字大小、屏幕方向、色彩深度
液晶最高分辨率清晰度与锐度最高,因此默认的分辨率均是最高分辨率。
玩游戏时若显卡带宽不够,为了提高刷新率则必须降低清晰度。外接屏幕镜像或复制模式将两个屏幕分辨率调成相同。除此之外,我们应尽可能使用液晶屏最高(默认分辨率。
  超高清的屏幕文字太小,必须放大,……为了使显示器进入最佳工作状态,显示器使用前经常需要调整。
(1)WIN7
的调整(A图)


(1)WIN7的调整(A图)
从桌面单击鼠标右键,从弹出菜单中点击“屏幕分辨率”①B,在打开的“屏幕分辨率”②B窗口中选择调整“分辨率”③B屏幕方向”11B。若文字太小,单击“缩小文本和其他项目 ④B,打开“显示”④窗口。点选其中“较大”⑤B选项满意则点击应用”⑥B退出。若文字仍然小,点击设置自定义文本大小 ⑦B,进入自定义DPI设置”⑧B窗口。选择自己设置更高的放大倍率⑨B,点击“确定”⑩B,计算机要求注销原设置,选择注销,自动关机重启,文字变大了这种方法仅放大文字与软件窗口,分辨率清晰度仍保最佳。
(2)Win10(A图)
   从桌面单击鼠标右键,从弹出菜单中点击“显示设置”①A进入显示②A设置窗口。在“分辨率”③A窗口中选择分辨率,更改文本、应用等项目大小” ④A窗口中选择文字的放大倍率,在方向”⑩A窗口中选择屏幕方向。若文字太小,点击“高级缩放设置”⑤A,进入“高级缩放设置”窗口,从“自定义缩放大小”⑥A窗
口中输入需要的放大倍率,打开“Windows修复应用防止模糊的开关⑦A。点击“应用”⑧A,弹出“立即注销”⑨A的提示,点击该提示关机注销重启
(3)Win设置色彩深度(B图


 从控制面板点选显卡的控制面板,
   AMD显卡选择RADEON设置(B图中的A分图)像素格式选择YCbCr4:4:2,颜色深度选10bpc如果游戏,还应点选打开“Redeon显示变频技术
  NVIDIA显卡从控制面板(B图B分图)点击变更分辨率,进入选择分辨率页面B图C分图选择与前面Win所设置的分辨“应用以下设置”中“桌面颜色深度选最高(32位,“输出颜色格式YCbCr442,“输出颜色深度”选10bpc,输出动态范围”选“完全
(4)苹果设置C图
   点击“系统偏好设置”①图标打开系统偏好设置面板 ②,点击其中的“显示器 图标进入显示器面板,


点击“显示器选项④,在分辨率中点“缩放”,并在其中点选文字大小合适的的率选框⑤A如果是外接显示器,先打开“排列”选项并选择相应的外显示器,再返回显示器选项,此时缩放选项如⑤B所示,若按下“Option”同时点选“缩放则有更多的选项。在“显示器选项中还能选择刷新率,对于外显示器还可以选择旋转方向
3.Photoshop、Camera Raw、Lightroom的设置
 (1)文字大小Windows下超高分辨率的屏幕导致菜单图标太小,图像处理软件无法操作。 因此Adobe公司的各种图像处理软件中都有根据屏幕分辨率调整文字大小与用户界面的功能
 下面Photoshop为例


 点击Photoship “编辑①主菜单,在弹出的下拉菜单中点击“首选项,再点击首选项中的“界面”③,打开界面的控制面板④。在其中选择 “用户界面字体大小 ⑤中适当的字体尺寸“UI缩放”⑦中适当的缩放比率⑧最后点击“确定”⑨按钮退出。选择在Phtoshop下次重启后生效。
   Lightroom与Bridge也有类似的功能:在启动“编辑→“首选项” →“界面”后Lightroom可选字体大小,Bridge可选用户界面缩放。
 4.图像处理软件的颜色设置
   选购AdobeRGB宽色域的显示器后,应当对图像处理软件
颜色进行必要的设置,以便充分发挥宽色域的效果。

Photoshop为例对于多数摄影人建议在数码相机上拍摄RAW格式AdobeRGB的JPEG格式
  在Photoshop 编辑下拉子菜单中点击颜色设置”①,进入“颜色设置面板对于多数购买了AdobeRGB
色域面板的摄影人,建议“RGB工作空间”选AdobeRGB③,灰色选Gray Gamma2.2④。色彩管理方案中“RGB”“转换为工作中的RGB” ⑤,“配置文件不匹配缺少配置文件”均勾选“打开时询问”⑥。“转换意图”选可感知⑦。选择完成点击确定”退出
  在Adobe Camera Raw的“工作流程面板” ⑨“色彩空间”选“AdobeRGB” ⑩。
相应地Lightroom首选项,“外部编辑选项卡”中的色彩空间也选AdobeRGB。
不同档次与不同拍摄目的的摄影人,软、硬件的色彩设置各相同。
  我们在下表中三种情况列出不同摄影人色彩设置的相关选项供大家参考。未列出的项目均
与上文相同。

屏幕的标准状态及其判断
1.图像调整用显示器的标准状态及判定
任何显示器由于个体差异、使用中硬件的老化、电路参数的飘移,都会产生各种误差,主要表现在亮度、对比度、色温(白点)、珈玛值及色彩还原等方面。一般用于数码影像判读与调整的液晶显示器标准参数为:
色温:6500K(印刷行业用5000K)
珈玛值:2.2
亮度:120尼特(允许100-140尼特)
对比度:以出厂设置为准,越高越好。
没有亮度计屏幕亮度可用以下方法测定:在Photoshop桌面上显示一张R=G=B=255的全白图像,用数码相机长焦镜头焦距设无穷远,点测光对屏幕中心测光。对屏幕作自定义白平衡,垂直于屏幕拍摄屏幕中心部分。通过曝光补偿使拍摄图像的RGB值在122-132之间。 读出此时的曝光时间,屏幕亮度由右表得出:
相机设ISO200,F11,标准状态下应为t=1/15秒(120尼特),曝光时间在1/13(95尼特)——1/20(150尼特)均为合格。
我们可以用附件“屏幕图像q1-3-lcd”中的图像作为屏幕桌面,判断屏幕显示状态是否正常。 注意要选择文件名称与屏幕实际分辨率相同的图像文件作为桌面,若有问题则需要对屏幕进行调整。屏幕图像的使用方法详见文件“屏幕图像q1-3-lcd”中所附的“屏幕调整参考图使用说明书”
 
以下《附件》表格中型号栏内***S**A ***N**D分别表示显示器的色域***%sRGB***%AdobeRGB***%NTSC、**%DCI-P3.
《附件1》

附件二

附件三

附件四

《附件5》几种典型色域的分布图
Rec709(BT709) sRGB
sRGB≈72%NTSC
DCI-P3≈90%NTSC



(摄影:孙普弟)