DaVinci：CIE 色度图示波器

CIE 色度图示波器将画面中的颜色转换为色度坐标，并与参考色域和白点一起显示，帮助观察颜色分布、比较色域范围，以及检查输出转换前后的色彩变化。

在广色域素材处理、多种交付格式制作和中性参考分析中，它能提供直观的色彩依据。配合波形图与分量图，还可以进一步检查亮度和通道范围。

一、CIE 色度图显示原理

1、色度与颜色位置

CIE 色度图（CIE Chromaticity）基于国际照明委员会（CIE）的色度学体系，将颜色绘制在二维坐标图中。它主要帮助我们观察颜色偏向哪个方向，以及这些颜色与参考色域、白点之间的位置关系。

色度图汇总整幅画面的像素。同一处迹线可以来自不同物体，分析具体对象时，可结合取样位置提示或明确的局部分析范围。

图 1：实景像素的色度分布与 Rec.709、P3-D65 参考色域

画面中的红花、绿叶和蓝色花瓶会形成不同区域的分布；接近中性的对象则通常聚集在参考白点附近。

2、CIE 1931 xy

图 2：CIE 1931 xy 色度图示波器

CIE 1931 xy 使用横轴 x、纵轴 y 表示颜色的位置。

计算时，先用 X、Y、Z 三个数值描述颜色，再将其中的 X、Y 分别除以三者之和，得到色度坐标：

• x = X ÷（X + Y + Z）

• y = Y ÷（X + Y + Z）

这样得到的 x、y 主要描述颜色的色度位置；大写 Y 则保留相对亮度信息。将 x、y 与 Y 结合，就能同时描述颜色的位置和明暗。

图中常见的马蹄形轮廓表示可见光的色度边界。弯曲部分称为“光谱轨迹”（Spectral Locus），对应不同波长的单色光；连接两端的直线称为“紫线”，对应光谱两端的红光与蓝紫光混合形成的颜色。

彩色背景帮助辨认大致的颜色方向，其显示效果受屏幕色域限制；分析时应以坐标、边界和实际信号分布为依据。

3、CIE 1976 u′v′

DaVinci Resolve 还提供 CIE 1976 uv 模式，其色度坐标通常记作 u′、v′。

图 3：CIE 1976 uv 色度图示波器

在 xy 图中，不同区域内相同的坐标距离，可能对应不同程度的视觉颜色差异。u′v′ 通过重新安排坐标位置，使这种差异更加均衡，便于比较颜色分布。若要精确评价人眼感受到的色差，还需结合亮度及相应的色差模型。

图 4：同一图像的 xy 与 u′v′ 坐标

切换坐标模式后，外轮廓、色域三角形和像素分布会一起改变形状，画面本身保持原状。比较调整前后时，应使用相同的坐标模式。

4、色度与亮度的关系

当同一颜色只是按比例变亮或变暗，而各颜色分量的比例保持一致时，它在色度图中的位置可以保持不变。用 XYZ 表示，就是 X、Y、Z 同比例增加或减少，计算得到的 x、y 不变。

因此，同一个色度位置可以对应不同的亮度。理想中性灰与中性白也可以位于同一位置，明暗差异则需要结合亮度信息判断。

图 5：亮度变化与色度位置

纯黑的 X、Y、Z 都为零，无法通过上述公式得到色度坐标。接近黑色时，微小的噪声也可能引起明显的坐标变化。因此，检查中性对象时，宜选择曝光适当的灰色或白色区域。

二、启用与显示设置

1、打开 CIE 色度图

在“调色”（Color）页面打开“示波器”（Scopes）面板，从类型菜单中选择“CIE 色度图”。

也可通过“工作区”（Workspace）菜单中的“视频示波器”（Video Scopes）打开浮动窗口。

快捷键：Ctrl/Command + Shift + W

使用多窗口布局时，可同时显示 CIE 色度图、波形图和分量图，分别观察色度范围、亮度变化和通道边界。

2、选择坐标与参考色域

打开 CIE 色度图的设置，可选择 CIE 1931 xy 或 CIE 1976 uv。

图中显示当前参考色域的名称、RGB 原色坐标与白点信息。通过“附加色域”（Additional Gamut），还可增加第二个色域三角形，用于比较不同范围。

例如，同时显示 Rec.709 与 P3 参考边界，可观察两者在红色、绿色等方向上的范围差异。

3、主要显示选项

图 6：CIE 色度图显示设置

CIE 色度图

CIE Chromaticity

调整信号迹线的显示亮度。提高亮度便于观察较淡的分布，适当降低则有助于辨认密集与稀疏区域。

标线

Graticule

调整参考标线的显示亮度，使像素分布与坐标参照保持适当的视觉对比。

显示 2 倍放大

Show 2X Zoom

放大图形与标线，便于检查局部细节。比较不同画面时，应保持相同的放大状态。

显示标线

Show Graticule

控制参考标线的显示，便于按需要观察图形。

这些选项用于调整观察方式。实际色彩转换通过项目色彩管理、节点处理及输出设置完成。

三、色域三角形与白点

1、原色与参考范围

RGB 色域三角形的三个顶点，分别表示该色域红、绿、蓝三原色的位置。将这三种原色按不同比例混合，可以得到三角形内部的色度位置，因此三角形可作为判断颜色覆盖范围的参照。

图 7：实景色度分布与参考色域

常见的 Rec.709、P3 和 Rec.2020 具有不同的原色定义，因此呈现不同的边界。

选择较大的参考三角形，可以增加比较依据；画面中的颜色仍由实际信号和色彩处理决定。

2、色域与色彩空间

色域主要回答“能够覆盖哪些颜色”，色彩空间还规定“这些颜色怎样用数值表示”，包括原色、参考白点，以及信号数值与光强之间的转换关系等。

例如，sRGB 与 Rec.709 使用相同的原色色度坐标和 D65 白点，因此在色度图中具有相同的三角形。但解释图像中的 RGB 数值时，还需采用各自对应的传递特性。

P3 的不同应用也可能采用不同白点和传递函数。比较色域时，应同时确认名称、原色坐标和白点，避免仅依据三角形外观判断整个处理流程。

3、白点与黑体轨迹

白点（White Point）规定色彩空间中参考白色的位置。Rec.709、sRGB 等常用 D65 白点，灰卡等中性对象的取样位置可与它进行比较。

图中的白点标记是固定的参考位置；画面中的中性对象是否偏色，则要看其实际像素分布是否偏离这一位置。

黑体轨迹（Blackbody Locus）是一条色温参考曲线，表示理想黑体随温度变化时的颜色位置。沿着曲线，可以观察颜色从偏暖向偏冷变化的大致方向。

D65 是标准日光参考，位于黑体轨迹附近。校正中性对象时，应以目标白点为依据，同时检查绿—洋红方向的偏移，并结合现场光照判断。

四、CIE 色度图的主要应用

1、检查颜色与目标色域的关系

可按以下顺序进行分析：

（1）确认素材的输入色彩空间、伽马和色彩管理设置正确。

（2）确认当前观察的信号阶段，以及图中标注的主参考色域。

（3）根据交付目标设置附加色域，观察实际分布与目标边界的关系。

（4）重点检查高饱和灯光、鲜艳服装、花朵及产品颜色。

（5）结合画面和其他示波器，判断需要处理的区域。

在信号解释和参考设置正确的前提下，像素分布超出目标三角形，说明这些颜色的色度位置超出了目标色域，需要在输出转换时重点检查。

分布位于三角形内时，还应检查亮度和 RGB 通道数值。

例如，某种颜色的色度位置虽然在范围内，亮度仍可能超过输出允许的上限。因此，色度图适合检查颜色的位置，完整的输出范围判断还需结合波形图与分量图。

2、比较色域转换结果

广色域内容转换为较小色域时，部分鲜艳颜色可能超出目标范围。色域映射（Gamut Mapping）用于调整这些颜色，使其适应目标色域，并尽量保持原有的颜色关系与层次。

比较转换前后时，可观察：

• 高饱和颜色是否逐渐收敛到目标范围。

• 主要物体的颜色关系是否连贯。

• 原有色彩层次是否仍然清晰。

• RGB 通道是否出现剪切或异常堆积。

可根据项目流程调整输出变换、色域压缩或局部饱和度，并同时检查肤色、产品色和画面气氛。

比较过程中，应始终明确每一阶段所采用的色彩空间解释与参考边界。

3、检查中性参考

对于曝光适当、处于可靠光照下的灰卡，或能够确认本身接近中性的物体，可通过局部取样观察其色度是否接近目标白点。

图 8：中性参考与 D65 白点

图中只分析方框内的灰色书封像素。偏暖区域的取样位置向暖色方向偏移，接近中性的区域则靠近 D65。

操作时，可先使用色温（Temperature）调整冷暖，再使用色调（Tint）调整绿与洋红方向的平衡。完成后，结合分量图检查参考区域的 RGB 关系，并复查肤色与整体环境。

彩色物体会分布在白点之外，判断白平衡应围绕可靠的中性参考展开。

4、比较不同交付目标

同一项目需要制作 Rec.709、P3 或其他版本时，可通过附加色域比较共同覆盖的区域，以及较小色域之外的颜色。

这一观察有助于识别需要重点复查的内容，例如舞台灯光、霓虹、鲜艳花朵和高饱和产品色。

各版本仍应分别确认输出变换、亮度目标与编码设置，并在相应监看条件下检查最终画面。

五、局部分析与辅助验证

1、定位具体对象

启用“显示限定器焦点环/线”（Display Qualifier Focus）后，将检视器（Viewer）切换到限定器（Qualifier）模式，在画面上移动取色器，可通过示波器中的位置提示联系具体对象与信号分布。

需要只分析某个区域时，可在临时分析副本中进行实际裁切，并确认示波器分析的输出范围。

图 9：全画面分布与局部取样

灰卡取样宜避开强烈反光、极暗阴影和明显的彩色环境反射，以获得更稳定的判断依据。

2、保持信号解释一致

RGB 数值需要结合色彩空间才能确定其代表的颜色。同样一组 RGB 数值，如果采用不同的原色、白点或传递函数，计算得到的色度位置也可能不同。因此，读取 CIE 色度图之前，应先确认软件正在按什么色彩空间解释信号。

具体应检查以下设置：

• 素材的输入色彩空间与伽马。

• 项目工作空间及相关色彩变换。

• 当前观察阶段与输出目标。

• 色度图的坐标模式、参考色域和放大状态。

这些条件明确后，图中的位置和边界比较才具有一致的含义。

3、结合其他示波器

• 波形图：检查主体明暗、高光及阴影范围。

• 分量图：比较 RGB 通道，检查中性关系和单通道剪切。

• 矢量图：观察色相、色度变化与肤色方向。

• CIE 色度图：比较像素色度与参考色域、白点的位置关系。

将这些信息与实际画面结合，可以兼顾信号范围、色彩层次和创作效果。

小结

CIE 色度图示波器通过色度坐标、参考色域和白点，辅助分析颜色分布与输出范围。读图前应确认信号解释和观察阶段，并结合波形图与分量图检查亮度、通道边界及细节，使色域判断更完整。

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