从Rec.709到Rec.2020的演进标志着显示技术从“高清”到“超高清+广色域+HDR”的跨越，技术演进的体现为：色域覆盖率（35.9%→75.8%）、分辨率上限（1080p→8K）和动态范围（SDR→HDR）。这一进程依赖显示硬件、内容制作和传输标准的协同创新，目前还面临成本高和终端普及率低的挑战。
本篇分别介绍两个标准：
第一部分 Rec. 709
在摄影和视频制作中，Rec. 709（Recommendation 709）是由国际电信联盟（ITU）制定的高清电视色彩空间标准。Rec. 709 全称为 ITU-R Recommendation BT.709，发布于1990年，是高清数字视频（HDTV）领域中被广泛接受的色彩标准。它被应用于包括显示器、电视等在内的众多视频设备中，是标准动态范围（Standard Dynamic Range，SDR）所使用的色彩标准。
以下是其核心含义、参数及在摄影/视频中的具体应用：
制定机构：国际电信联盟无线电通信部门（ITU-R）。
发布时间：1990年，作为高清电视（HDTV）的全球统一标准。
核心目的：确保视频内容在制作、传输和显示过程中色彩与亮度的一致性。
1. 色域（Color Gamut）：
基于CIE 1931色彩空间，定义了三原色（红、绿、蓝）的色度坐标：
覆盖范围：约35.9%的CIE 1931可见光谱，显著小于现代广色域标准（如DCI-P3的45.5%）。
Rec.709 所用的色彩空间
2. 伽马曲线（Gamma）：
目标伽马值：2.4（实际应用常简化为2.2或2.35）。
作用：补偿显示设备的非线性响应，使暗部细节更丰富。
3. 亮度范围（Luminance）：
参考白点：D65（色温6500K），模拟自然日光。
亮度编码：8-bit或10-bit量化，标准动态范围（SDR），峰值亮度通常为100尼特（nits）。
视频拍摄与监看：
相机或摄影机的“Rec. 709模式”直接生成符合电视标准的色彩，简化后期流程。
现场监视器加载Rec. 709 LUT（查找表），预览成片效果。
后期调色与输出：
色彩空间转换：将Log或RAW素材通过LUT映射到Rec. 709色域，适配电视播放。
亮度限制：确保高光不超过100尼特，避免过曝（如云层细节丢失）。
跨平台一致性：
流媒体平台（如YouTube、Netflix的非HDR内容）默认遵循Rec. 709，确保用户设备显示一致。
| 标准 | 色域覆盖 | 亮度范围 | 主要用途 |
|---|---|---|---|
| Rec. 709 | |||
| sRGB | |||
| DCI-P3 | |||
| Rec. 2020 |
色域狭窄：无法还原真实世界的广色域（如深绿、艳红）。
动态范围低：仅支持SDR，无法呈现HDR的高对比场景。
技术过时：随着HDR（如HDR10、Dolby Vision）和广色域普及，Rec. 709逐渐被取代。
Rec. 2020：支持4K/8K HDR，色域更广，亮度更高。
HLG（Hybrid Log-Gamma）：兼容SDR和HDR显示，适合广播电视。
Dolby Vision：动态元数据优化，适配不同显示设备。
Rec.2020 色彩空间
Rec. 709是高清电视时代的基石标准，为视频制作提供了统一的色彩与亮度基准。尽管其色域和动态范围有限，但在非HDR内容制作、流媒体传输中仍是主流。随着HDR技术的普及，摄影师和调色师需逐步掌握广色域（如DCI-P3、Rec. 2020）的工作流程，以应对更高视觉需求的创作场景。
第二部分 Rec. 2020
Rec. 2020（Recommendation 2020） 是国际电信联盟（ITU）为超高清电视（UHDTV）制定的新一代色彩空间标准，旨在满足4K/8K分辨率和HDR（高动态范围）内容的显示需求。以下是其核心特点、技术参数及应用场景的详细解析：
色域覆盖：
Rec. 2020的色域覆盖约 75.8%的CIE 1931可见光谱，远超Rec. 709（35.9%）和DCI-P3（45.5%），可呈现更鲜艳的红色、绿色和蓝色。
三原色坐标：
实际挑战：当前显示技术（如OLED、量子点）尚无法完全覆盖Rec. 2020色域，高端设备（如索尼BVM-HX310）仅能实现约80%的Rec. 2020覆盖。
亮度范围：
峰值亮度：支持高达 10,000尼特（nits），远超SDR（Standard Dynamic Range）的100尼特。
对比度：理论对比度可达1,000,000:1（实际设备如三星QD-OLED约为1,000,000:1）。
技术标准兼容：
Rec. 2020通常与HDR10、HDR10+、Dolby Vision等HDR格式结合使用。
量化精度：
支持 10-bit或12-bit色深，提供更平滑的渐变（10-bit可区分10.7亿种颜色，12-bit达687亿种，10.7亿=1024*1024）。
8bit和10bit夸张化对比
相比Rec. 709的8-bit（1670万色），显著减少色带（Bandings）现象。
8bit，1670万色
超高清格式：
兼容4K（3840×2160）和 8K（7680×4320）**分辨率，满足未来显示技术需求。
5. 传输函数优化
Rec.2020引入PQ（感知量化）和HLG（混合对数伽玛）曲线，分别针对影视制作和广播电视优化，与人眼非线性感知更匹配。
通过绝对亮度（PQ）或相对亮度（HLG）映射，解决Rec.709在高光/暗部细节丢失的问题。
电影与流媒体：
Netflix、Disney+等平台的HDR内容（如《怪奇物语》《曼达洛人》）采用Rec. 2020色域，提升视觉冲击力。
拍摄设备：
高端电影机（如ARRI Alexa 65、RED V-Raptor）支持Rec. 2020输出，保留更丰富的色彩信息。
HDR游戏：
PS5、Xbox Series X支持Rec. 2020色域，游戏（如《地平线：西之绝境》）可呈现更真实的自然光影。
VR头显：
Meta Quest Pro、Apple Vision Pro通过Rec. 2020增强沉浸感。
广色域设计：
设计师在Rec. 2020色域下工作，确保作品在高端显示器上的色彩准确性。
跨媒体适配：
通过色彩管理工具（如ICC Profile）将Rec. 2020转换为印刷色域（如CMYK）。
8K广播：
日本NHK的8K卫星频道采用Rec. 2020标准，转播奥运会等大型赛事。
HLG（Hybrid Log-Gamma）：
Rec. 2020与HLG结合，实现HDR内容的实时传输。
显示设备：
目前市面仅少数高端电视（如LG G3、三星S95C）能覆盖80%以上的Rec. 2020色域。
需新型背光技术（如Mini LED、OLED）和广色域面板支持
制作设备：
支持12-bit Rec. 2020的摄影机和监视器价格高昂（如索尼BVM-HX310售价超3万美元）。
调色难度：
广色域和HDR需要专业调色流程（如DaVinci Resolve的HDR调色工具）。
文件体积：
12-bit 8K RAW视频的码率可达4Gbps，对存储与算力要求极高。
格式碎片化：
HDR10、HDR10+、Dolby Vision等标准并存，需多版本适配。
向下兼容：
Rec. 2020内容需转换为Rec. 709以适配传统SDR设备，可能损失色彩信息。
| 标准 | 色域覆盖 | 亮度范围（尼特） | 主要用途 |
|---|---|---|---|
| Rec. 709 | |||
| DCI-P3 | |||
| Rec. 2020 | |||
| Adobe RGB |
MicroLED技术：
自发光+广色域特性，有望实现100% Rec. 2020覆盖（如三星The Wall）。
AI驱动的色彩管理：
利用神经网络自动优化Rec. 2020到低色域的转换（如NVIDIA的RTX Video HDR）。
标准化进程：
ITU与好莱坞合作推动Rec. 2020成为影视工业的终极色彩标准。
Rec. 2020代表了影像技术的未来方向，其广色域、高动态范围和超高分辨率的特性，为影视、游戏、设计等领域带来了革命性提升。尽管面临硬件成本高、内容制作复杂等挑战，但随着MicroLED和AI技术的进步，Rec. 2020有望逐步普及，重新定义“真实视觉”的边界。
一种增色技巧
“只有”1670万种颜色的8bit想还原更多颜色该怎么办呢？这时我们就可以把这1670万种颜色多次混合，混合到足够“混乱”的程度后，就能产生“欺骗”人眼的新颜色。比如下图，用2种颜色“抖”出了第三种颜色。最终取得原生色深无法实现的色彩丰富程度。
