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色域指數(shù)（Rg)檢測

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發(fā)布時間：2025-07-22 07:59:16 更新時間：2025-07-21 07:59:17

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

色域指數(shù)（Rg）檢測概述

色域指數(shù)（Gamut Index, Rg）是評價顯示設備（如顯示器、電視、投影儀）或光源（如LED燈具）色彩再現(xiàn)能力的重要量化指標之一。它由國際照明委員會（CIE）在技術報告CIE 224:2017中正式提出，旨在提供一個比傳統(tǒng)色域覆蓋率（Gamut Area）更全面、更符合人眼視覺感知的色彩表現(xiàn)評估方法。Rg不僅關注設備能顯示的色彩范圍大小，更著重衡量其在整個色彩空間中色彩分布的均勻性。一個高的Rg值（接近100）表明設備能在標準參考光源（通常是D65，模擬日光）下，準確地、均勻地再現(xiàn)CIE標準色度圖中指定的參考色彩，這對于需要高色彩保真度的專業(yè)領域（如影像處理、印刷、醫(yī)療影像診斷、影視后期制作）至關重要。因此，Rg檢測已成為顯示設備和光源產品研發(fā)、質量控制及性能認證中的關鍵環(huán)節(jié)。

檢測項目

色域指數(shù)（Rg）檢測的核心項目包括：

Rg值計算：基于設備對一組標準測試色樣的色彩再現(xiàn)能力，計算其相對于參考光源的色域指數(shù)。
參考測試色樣評估：設備對CIE 224推薦的特定數(shù)量（通常為99色或140色）的標準色樣進行色彩再現(xiàn)。
色彩均勻性關聯(lián)分析：間接評估設備在色域內色彩分布的均勻程度，高Rg通常意味著更好的色彩過渡平滑性。
色彩保真度初步判斷：Rg是色彩保真度評價體系的一部分，常與色彩飽和度指數(shù)（Rf）結合使用，共同反映色彩還原的綜合表現(xiàn)。

檢測儀器

進行Rg檢測需依賴高精度的光學測量設備：

分光輻射亮度計（Spectroradiometer）：最核心儀器，用于精確測量顯示屏或光源發(fā)出的光譜功率分布（SPD）。其需具備高光譜分辨率（通?！?nm）、寬波長范圍（380nm-780nm可見光范圍）、高精度及低雜散光特性。
色彩分析儀（Colorimeter）：部分場景可作為補充或快速測量工具，但其精度和光譜覆蓋范圍通常低于分光輻射亮度計，進行嚴謹?shù)腞g檢測時仍推薦使用后者。
標準測試圖卡發(fā)生器與顯示控制軟件：用于在被測設備屏幕上順序顯示或均勻照亮標準測試色樣。
暗室環(huán)境與固定支架：確保測量環(huán)境無雜光干擾，設備位置固定且測量幾何條件（如0°/45°或CIE推薦條件）符合標準。
標準參考光源或校準板：用于儀器的定期校準，確保測量基準準確。

檢測方法

Rg檢測遵循標準化的流程：

設備預熱與穩(wěn)定：將被測顯示設備或光源置于穩(wěn)定狀態(tài)（達到工作溫度，亮度/色溫穩(wěn)定）。
儀器校準：使用標準光源或校準板對分光輻射亮度計進行校準。
測試環(huán)境設置：在暗室中，調整儀器探頭位置，確保其正對被測區(qū)域且符合標準測量幾何條件（如距離、角度）。
標準色樣顯示與測量：控制被測設備依次顯示CIE 224規(guī)定的一套標準測試色樣（如TCS99或TCS140）。對每個色樣，使用分光輻射亮度計測量其光譜輻射亮度。
色度值計算：將測得的光譜數(shù)據(jù)轉換為CIE XYZ三刺激值，進而計算每個測試色樣在特定色空間（如CAM02-UCS）下的色度坐標。
色差計算：對于每個測試色樣，計算其在被測光源/顯示器下的色度坐標與在參考光源（D65）下相同色樣的色度坐標之間的色差ΔE（通常使用CIEDE2000色差公式）。
Rg計算：Rg = 100 - 4.6 * ΔE_avg。其中ΔE_avg是所有測試色樣ΔE值的算術平均值。常數(shù)4.6將平均色差刻度映射到0-100范圍，100代表完美匹配參考光源。

檢測標準

色域指數(shù)（Rg）的檢測嚴格遵循國際和行業(yè)標準：

CIE 224:2017：國際照明委員會發(fā)布的《Colour Fidelity Index for accurate scientific use》，這是定義和計算Rg（以及Rf）的權威基礎標準。
ANSI/IES TM-30-20 / TM-30-18：美國國家標準與照明工程協(xié)會發(fā)布的《IES Method for Evaluating Light Source Color Rendition》，全面采用CIE 224的方法，定義了Rg和Rf的計算及應用，是目前北美照明行業(yè)的主流標準。
IEC 62977系列標準：國際電工委員會關于電子顯示設備測量的標準，部分章節(jié)可能引用或兼容Rg的相關概念和測量方法。
GB/T 相關國家標準：中國國家標準也在逐步采納或轉化國際標準（如GB/T XXXXX等同于CIE 224或IES TM-30），具體標準號需查閱最新版本。
行業(yè)/企業(yè)規(guī)范：顯示設備制造商（如顯示器、電視品牌）或高端照明企業(yè)常制定更嚴格的企業(yè)內部Rg測試規(guī)范。

執(zhí)行Rg檢測時，必須明確采用哪個標準版本（如CIE 224-2017, TM-30-20），因為不同版本在測試色樣選擇、色差公式、計算公式細節(jié)上可能存在差異，直接影響到測量結果的可比性。