第II部分：灰色色标与彩色精确度
引言
这是一篇包括四个部分的对CRT、LCD、等离子及DLP显示器技术进行深入的比较，以分析每种技术的相对优势和弱点之系列文章的第II部分。在第I部分里，我们测量、分析并比较了每种显示器技术的主要技术参数，如黑电平、色温、峰值亮度、动态范围和显示器对比度等。在第II部分里，我们将继续考察灰色色标、灰度系数、基色色度和彩色色域等，看看这些参数如何影响彩色和灰色色标的精确度。
我们利用本公司自己的《2004年DisplayMate最佳视频硬件指导书》(2004 DisplayMate Best Video Hardware Guide)选取了每种显示器技术中的佼佼者。被选中的产品包括：一台40英寸直视式LCD显示器(NEC公司的LCD4000)、一台61英寸等离子显示器(NEC公司的61XM2)、一台50英寸DLP背投式显示器(Optoma公司的RD-50)、以及一台小得多的19英寸CRT专业高清演播室用监视器(索尼公司的PVM-20L5)，后者被用作彩色和灰色色标精确度的参考标准。需要强调指出的是，本文的创作目的是对四种不同的显示器技术进行比较，而不是对上述几款型号做编辑部评论。通过对每种技术中性能最佳之产品进行比较，我们可以有效地考察这种技术的现状。我们将考察基本图像和图像质量等性能参数，而不考察任何一款具体型号的详细实现方法或其特异性。
测试方法
本文的中心思想是：利用合适的高级测试仪表，在相同的时间、相同的条件下，按照相同的程序，细致地设置、测试和评估所有的显示器技术。所有的显示器均被并排放置，以便在一间完全黑暗的实验室里，同时对它们进行比较性观看。同时观看使我们能够看出这些显示器之间存在的细微差别。我们使用了各种基于计算机和视频的测试图形，此外还使用了DVD、电视和计算机应用程序，包括从我公司自己的DisplayMate for Windows多媒体版本(见网址：www.displaymate.com)中选取的多种测试图形。所有的光度学和色度学测量都是利用一台柯尼卡美能达(Konica Minolta)公司的CS-1000进行的，后者是一款高端实验室用分光光度计，对显示器发出的光线具有1度的狭窄受光角。这种高级仪器对不同显示器技术之间的精确比较来说是至关重要的。参看第I部分中关于测试方法和所使用的测试仪表的详细讨论。
灰色色标
在第I部分中，我们测量了显示器亮度的两个极值：黑电平和峰值光强白电平。这里我们将详细地考察介于两个极值之间的所有光强，我们称之为显示器的灰色色标(技术上称之为传递函数)。这是显示器的本质特征，它决定了显示器自身特有的外观和性能特征。尽管每种显示器技术都有其自己的本机灰色色标(我们称之为显示设备的传递特性)，但显示器内部的电子信号处理电路将修正这一特性，生成我们实际看到(和测量)的灰色色标。有两个理由可以说明这种修正是必要的。第一，大多数显示器技术的本机灰色色标对精确的图像再现来说要么是不适用，要么是非最佳的；第二，我们需要一个标准的灰色色标，以便使图像在任何显示器或显示器技术上都能被精确地再现。被人们所接受的标准是CRT显示器的本机灰色色标。CRT显示器之所以成为标准，有两个原因：第一，它是直到不久前唯一独领风骚的显示器技术，所以新技术要想为人们所接受，必须效仿它的行为；第二，事实证明，CRT显示器的本机灰色色标实际上非常接近于理论上的理想色标(参看下文)。我们实在是太幸运了，因为CRT显示器最早出现，并且作为一种成像设备很好地为我们服务了超过75年的时间。
事实证明，“灰色色标”是一个不合适的用词，因为这种关系实际上描述的是所有颜色的亮度标度，而不仅仅是作为白色之阴影的灰色(参看下面的图2)。这是因为，同一个函数形式必须应用于红、绿、蓝三种显示器基色中的每一种，以便使显示器的色平衡不会随亮度的改变而改变。由于所有的颜色都是三基色的混合体，所以必须将同一种亮度关系应用于所有的颜色而不仅仅是灰色/白色。(每种颜色都有其自己独特的峰值亮度值，但亮度变化关系必须全都相同。)正如我们很快就会看到的那样，灰色色标的形状不仅在很大程度上影响图像的亮度和对比度，而且影响其色调和色饱和度。
在进一步讨论之前，我们必须首先规定，灰色色标的含义究竟是什么。它就是显示器在特定的输入信号电平下生成的亮度，即可见光的数量(光度学术语为照度，参看第I部分)。(这一定义适用于图像中的每个像素。)例如，最大信号生成峰值白色，而零信号则生成最接近于显示器所能生成的黑色。我们利用一组本公司自己的DisplayMate fo
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