Boox Nova Air C 的前光源如何使用可以讓色彩更漂亮?

文石最新一代的7.8吋彩色電子紙平板Nova Air C算是Nova 3 Color的後繼者,因此有改進許多前代不足的地方,其中前光源就是主要改進的項目之一。以前Nova 3 Color 為人所詬病的一個點就是當前光源開啟後,畫面的顏色會明顯的偏藍偏冷,而藍光冷光相對來講也比較刺眼,強度若設定不當長時間看下來眼睛還是會有點不舒服。還好文石的開發團隊算是有聽到使用者的心聲,因此在這一代的Air C中特別加入了暖色光,讓使用者可以針對不同的情境去調色。不過這也帶來了新的問題,冷光與暖光到底要如何使用?以前黑白的機種如Max Lumi雖然也有冷暖光可以調整,但是調的好調不好頂多只影響到白背景的顏色呈現,開暖色光白背景就偏紅,開冷光白背景就偏藍,非常的單純,尤其黑白電子紙開前光的機會又比彩色電子紙來得少。但今天這個問題換成彩色電子紙就不一樣了,冷光與暖光的調整不僅僅是會影響白底,還會影響到濾光片的混色,因此這就值得我們去研究前光該如何開,才能讓顏色的呈現更真實漂亮。

Nova Air C相比於Nova 3 Color,多了暖前光的設置,不過冷暖前光該如何使用呢?

在我花了一番功夫實際測試研究後,我發現前光源的學問真的沒有想像中簡單,如果沒有這樣仔細思考研究過,我大概還是會亂開一通,破壞了彩色電子紙應該有的飽和度與對比度。我相信很多人應該也會有類似的問題,因此在此分享給各位,讓大家不需要再像我花那麼多時間去摸索嘗試而能夠馬上得到一個好的照明與呈色效果。

在正文開始之前,我想先問一個問題,看看你知不知道答案?請看下圖:

文石的官方文宣中提到Nova Air C在顏色顯示方面的提升
文石的官方文宣中提到Nova Air C在對比度方面的提升

以上官方宣稱的飽和度與對比度表現提升的數據,是在哪種情況下測出來的?是指完全不開前光的情況下,還是指開前光的情況下呢?還是兩個都是?如果是開前光的情況下,那到底是開哪一種前光的情況下呢?是冷暖光全開,還是暖光全開,亦或是冷光全開呢?

如果你還無法確定問題的答案那也不要緊,在看完本篇文章後,你將會對前光源的學問有個全方位的了解。

Nova Air C 三種前光的RGB屬性

Nova Air C有冷光、暖光與冷暖同步的光(以下為方便起見簡稱同步光)三種,很多人可能會直覺的認為冷光就是偏藍,暖光就是偏紅,同步光應該就是酸鹼中和不冷不暖應該偏白,但,真的是這樣嗎?我比較好奇的是,冷光到底多藍,暖光到底多紅,同步光到底多白?冷光暖光加在一起真的會中和成白光嗎?

因此我們就來看看冷光全開、暖光全開、與同步光全開下,前光源經屏幕反射後的RGB比例到底如何?

實驗方法

相對暗室中[註一],分別全開Air C的冷光、暖光、同步光,畫面使用文石內建筆記本的白底。使用拍攝儀器為單眼相機(Canon EOS 760D),為了讓曝光一致使用手動模式( M mode),曝光設定為快門1/50、光圈值f/9、ISO值800、自動白平衡關閉、焦距85mm、自動對焦(對焦點一致)。Nova 3 Color前光全開與Air C並排拍攝,做為比較組。拍攝完後的照片同步到Macbook中並匯入Keynote,使用Keynote的色彩選擇工具選取影像中相同屏幕區的色塊並進行RGB profile 的比較。

至於閱讀器的Eink中心裡面的色彩設定,是參考此篇文章中的設定,Nova Air C 與Nova 3 Color 都設為一樣的值,兩者的刷新模式皆為系統普通刷新,應用優化Regal刷新,其他應用優化的設定皆一致。

實驗結果

左側為Nova Air C冷光全開,右側為Nova 3 Color前光全開
左側為Nova Air C暖光全開,右側為Nova 3 Color前光全開
左側為Nova Air C同步光全開,右側為Nova 3 Color前光全開
左側為Nova Air C 冷前光時白底的RGB數值,對比右側Nova 3 Color前光全開
暖光全開時白底的RGB值
同步光全開時白底的RGB值

討論

從實驗中我們可以看到Air C冷光全開時色調一樣有稍微的偏藍(B值比例較高),偏藍的程度其實跟Nova 3 Color差不多[註二],只不過Nova 3 Color 前光全開時的亮度再稍微亮了一點(數值較大),因此Air C在冷光全開下是比較沒有像Nova 3 Color那麼刺眼。

從實驗中也可以發現最接近白光的其實並不是同步光全開,而是冷光全開。同步光全開時畫面其實是偏紅橘色的,並不是如我們想像中的冷暖中和而變白。我們可以從RGB的分佈看出來,同步光全開時R值與G值的色偏情況比冷光全開時B值的偏移還嚴重,而暖光全開時更不用說了,直接憑感覺就可以知道色偏情形非常明顯,畫面一整個紅(橘)通通。因此這邊有趣的發現是,如果想讓彩色圖片與照片的顏色與原本照片的色調(hue)比較接近的話,是選擇冷光全開,而非同步冷暖全開。我們可以看以下的圖片呈現:

左邊為Nova Air C冷光全開,右邊為Nova 3 Color冷光全開
左邊為Nova Air C冷暖光同步全開,右邊為Nova 3 Color冷光全開
特寫對比:左邊是冷光全開,右邊是同步冷暖全開。可以發現冷光全開比較接近真實的色彩,圖像對比度也比較好。右邊畫面偏橘黃外,還有點濛濛的感覺。
左邊為Air C 冷暖同步全開,中間為Air C冷光全開,右邊為Nova 3 Color 冷光全開。(可點擊照片放大看細節)

根據上方的實驗結果,我們可以合理的猜測,元太在開發Kaleido Plus 2 (On-cell Kaleido Plus)面板的時候,所使用的前光源應該就是文石Nova Air C所使用的冷前光,而暖前光看起來只是文石因應消費者需求額外加上去的東西,並沒有特別的做研究去調整讓影像在暖色光的情況下一樣可以有好的顯示效果。

另外各位從第一張圖片可以發現,Nova Air C開冷前光的表現比Nova 3 Color 要好很多,Nova 3 Color 畫面是明顯偏藍的,但是Air C不會。但是我們的RGB屬性測起來Nova Air C 在白底的時候冷前光偏藍的程度跟Nova 3 Color 差不多,那為什麼實際顯示照片與圖片時,Nova 3 Color 畫面偏藍的情形感覺更嚴重?

因為真正的差異並不是在白色底,而是在黑色底。讓我們來看一下黑色底時兩者冷前光全開時的表現(此處ISO值改為1600,因為人的眼睛曝光度也會跟著調整):

左側為Nova Air C冷光全開,右側為Nova 3 Color前光全開
左側為Nova Air C暖光全開,右側為Nova 3 Color前光全開
左側為Nova Air C同步光全開,右側為Nova 3 Color前光全開
左邊為Air C 冷光全開的RGB值,右邊為Nova 3 Color前光全開的RGB值

從上圖我們可以看到在黑色底時Nova 3 Color的偏藍明顯嚴重很多,藍移了34,但是Air C只藍移了15,跟白色底時的偏移量差不多,因此Air C不是只有增加暖前光而已,在冷前光的表現上也真的改進很多。

也許有人會問為什麼黑色不是全黑?黑色墨水不是應該要吸收所有的色光嗎?這就是反射式顯示器一直以來需面對的問題之一,因為反射式顯示是靠光反射來呈色,採用的是前光源而非直射背光,而前光源都是設置在螢幕四周,並以導光板讓光源較均勻的分佈到屏幕中央,但是導光後的入射光源角度在碰到墨水分子前容易在中間幾層結構中產生光散射(瑞利散射),因此我們所看到的亮度其實是散射光造成的。

散色光會造成許多問題,如各位看到的黑色不夠黑,另外也會產生色偏,因為波長短的藍色光特別容易造成散色[註三],而色偏與黑度不夠又同時會降低飽和度與對比度。我想不管是Nova 3 Color 還是Nova Air C所謂的冷前光,應該都是採用白光LED,但因為散色效應而導致畫面偏藍,不過因為最新一代的Air C所採用的On-cell技術減少了中間的層次,再加上導光板的設計可能有再調整,而大幅減少了散色現象,讓冷前光在開啟時對比與飽和度有顯著的提升。看到這邊,一開始我問各位的問題答案似乎已經非常明顯了,各位猜對了嗎?

答案是兩者開燈(冷前光)時做比較,對比度明顯提升,飽和度也些微提升。兩者不開燈的情況下對比度提升的非常少。
再放一張照片供各位做比較。不用說應該就知道哪一個是Air C了吧?

最好的表現並不是冷光全開

剛剛不是才說冷光全開時對比度飽和度都有明顯的提升嗎,為什麼現在又說冷光全開不是最好的表現了?因為除了冷光全開外,我們其實還有別的選擇。

上一節有提到,Air C的冷前光全開時,還是有點藍色偏移,而同步光全開時,往紅色偏移很多,那有沒有可能在冷前光全開的同時,開一點點的暖光,中和藍色的偏移量,產生白光?其實是可以的,經過我的測試後,當冷前光全開的同時,暖前光開在一半的位置,白底反射就會非常接近灰色,也就是RGB值的比例幾乎一致,此時的影像在對比度與飽和度上,又會比冷光全開更好!

冷光全開時,暖光約50%的比例(嚴格來說是第17格),可以調成白光,顯色表現更好
左邊為Air C冷光全開,中間為Air C白光,右邊為Nova 3 Color冷光全開。可以看到中間膚色的飽和度與髮絲的清晰度又更好。
左邊為Air C冷光全開,中間為Air C白光,右邊為Nova 3 Color冷光全開。可以看到上方的紅色飽和度跟下方黃色飽和度又更好了。

以上的照片其實我都有使用Keynote的顏色選取工具一一去比對過RGB值,飽和度跟對比度真的有提升,但礙於篇幅我就不再放上這些照片了,各位自己可以實際測試看看。

另外白光不是只有唯一種調法(100%冷光 + 50%暖光),因為大部分在使用的時候我其實不建議人前光源全開,因為這樣會比較傷眼。冷前光可以只開50%,再搭配一些暖光來調成白色前光,如何調整我後面會再說明。這段的重點是要強調,如果要開前光使用,只要能調和成白光,就會有最好的顯示效果。

最好的表現並不是白色前光

剛剛不是才說調成白光會更好,怎麼馬上又打臉了?因為我們還有更好的選擇。

其實真正色彩飽和度與對比度表現最好的設定,非常的簡單,那就是不開前光。什麼?!不開也是使用前光的方式之一啊!其實我在之前寫的文章《彩色電子紙的前光迷思》一文中,已經有提過這件事了,有興趣的人可以再看一下此文。裡面有兩張圖我拿來放在此處供各位參考:

右側的Kaleido Plus,就是Nova 3 Color 所採用的技術,注意前光關閉時飽和度數值較高表現較好。
右側的Kaleido Plus,就是Nova 3 Color 所採用的技術,注意前光關閉時對比度數值較高表現較好。

為什麼不開前光的色彩飽和度與對比度會比較好?之前有提到導光板導引前光的入射角度會造成比較明顯的光散色,但是使用外來的環境光源並不需要從屏幕四周照射,因此入射角可以比較大,造成的散色效果會小很多[註四]。但是有個問題,外來光源一般距離屏幕都比較遠,再加上彩色濾光片的吸光效果,如果外來光源不夠強,畫面就會偏暗,色彩會偏深色(但是是飽和度比較好的深色)。因此建議不開前光時,周圍環境光源一定要充足,最好是使用檯燈,可以得到比開前光還好的效果,而且不開前光的電子紙也會省電很多。

左邊是在室內光源不充足的情況下,冷光全開看電子紙。右邊是在檯燈下看。照片刻意留邊讓各位感受環境光線。可以看到不開前光時對比度與飽和度都比較高,只是檯燈從上方照射,畫面的光不是很平均,但實際眼睛看時表面不會有明顯的明暗差異。
將上方的照片局部放大看,有發現右邊的飽和度較高嗎?Kaleido Plus 2開前光 對比不開前光的飽和度落差已經少很多了。        
同上圖,看一下同一個色塊RGB值的分佈。現在看得出彩度的差異了嗎?

如何調整前光源成白光?    

相信將屏幕調成白光這件事很多人應該不用教就會了,但我還是分享一下我覺得比較方便的做法。

從前文我們可以知道冷前光才是主要的光源,而暖前光是輔助用的,因此我若真的要開前光時,我會先開冷前光並配合當下的環境亮度調整成比合適的亮度再低一點點的程度[註五],然後看著畫面中的白底一點一點地增加暖前光,當你發現畫面開始有點偏紅時再往回一格兩格就是白光的位置。

我一般會到「手勢設置」的地方,將右側改為暖前光,在系統欄處先開啟合適的冷前光後再用手勢去微調暖前光的量會比較方便。當然若你平時沒有聽有聲書或音樂的習慣,可以將另一側手勢改為冷前光,會更為方便。

依情境使用暖光與冷光

雖然調成白色光,可以讓影像在前光源開啟的情況下呈現效果最好,但是並不是所有的時候我們都該如此。有暖光的好處就是我們可以依當下的使用情境去調整最適合的色溫。

研究顯示,在睡前若接觸過多的藍光,會抑制褪黑激素的分泌,造成睡意降低甚至失眠。因此一般手機與平板都有夜間瀏覽模式,開啟後會減少藍色光使畫面偏紅。因此在睡前閱讀的話我建議開一些些暖色光就好,冷前光就完全不用。

另外在看全彩漫畫的時候,其實也可以依漫畫的風格來調整冷暖色。例如蝙蝠俠系列是陰鬱沉重的,漫畫中大量用了許多藍色調,若要開前光時,用偏冷的光看是比較配合主題的,而神力女超人系列,就比較多暖色調,因此就適合開暖前光來搭配主題。

黑暗騎士,陰鬱的高譚市,整部漫畫色調偏藍的情況下很適合冷光加強藍色。
豹女與神力女超人在夕陽下的這段,很適合暖光加強表現(此圖是暖光全開有點誇張了點)
同個畫面用冷光的感覺

環境光源的演色性也扮演重要的角色

前文有提到不開前光時,影像的飽和度與對比度是最好的,但是這一般是指在具有好的演色性的光源下。一般來說在中午的日光下顯色效果會最好[註六],而在近傍晚時的日光就偏黃紅色,顯色效果就較差。室內燈光也是一樣的,有些人家中的燈是使用暖光燈,照在電子紙上畫面一樣會有色偏,因此建議選擇好一點的檯燈,在檯燈下閱讀。

結語

Boox Nova Air C雖然增加了暖色光,但目前看起來暖色光只是因應消費者需求而生,沒有特別的去做良好的調整。因此在冷暖光同步(相同刻度)的情況下,畫面一樣會有色偏(偏暖),但這樣的介面設計又會讓使用者誤以為冷暖同步是白光,而造成影像顯示的品質較差。若在開前光下要得到不色偏且較好的色彩飽和度與對比度,需要使用者自行去摸索冷光與暖光所佔的比例,這樣大幅降低了方便性。因此建議文石的開發團隊在暖光源各個刻度的照度調整上再進行優化,讓冷暖光同步的情況下盡可能產生白光,才能夠增進使用者體驗。

最後,在前光源的使用建議上,一般在充足光源下不開前光的顯色效果是最好的。不開前光額外的好處是比較省電,眼睛也比較不會酸澀疼痛[註七],因此若室內光線不好建議購置檯燈,在檯燈下閱讀。若環境光源不好且無法改變現狀時,開前光以單開冷色的前光源會有比較好的色彩飽和度與對比度,而對色彩再講究一點的人,可以自行摸索冷光與暖光的比例調和成白光,會有在使用前光源的前提下最好的顯色效果。

註解

註一、為了避免環境光線如日光、檯燈造成的影響,因此在拍攝時房間內的窗簾是完全拉上的,室內也不開燈。我大部份都是在晚上拍攝,如果有在白天拍攝的部分,只能說是盡量做到暗室的程度。

註二、色偏大致算法為數值最高的原色與數值最低的原色的差距。顏色的顯示會偏向最高數值的顏色,以此例來說,B值是RGB中最高的數值,因此顏色看起來會偏藍,偏移的程度就是B值減去數值最低的R值。RGB三種顏色的數值都一樣時就是零色偏,代表零彩度,也就是灰色的意思。

註三、這也是天空為什麼是藍色的原因。

註四、這也是為什麼夕陽是紅色的,而日正當中是白光。

註五、合適的亮度是指能夠輕鬆就看清楚黑白文字的程度。

註六、但是不建議長時間在日光下閱讀,有時候日光的照度強到超過眼睛能調節的程度,看久了還是會傷眼,而且其中還有很多紫外線的成分。

註七、電子紙的前光源若強度使用錯誤,基本上跟手機平板一樣傷眼。



附錄

Nova Air C的前光源32格刻度的照度其實有再調整過,單開冷色光或暖色光時,如果跟Nova 3 Color 放在同刻度下比較,照度是比較低的,因此如果你之前曾使用Nova 3 Color,習慣開50%的前光,換成Nova Air時就變成要開70%的前光才有相同的照明。不過這樣的調整是好事,代表我們在低光源處可以做更精細的調整,更符合電子紙使用的需求。以下附我自己量測的照度圖表供各位參考:

同步光全開時在同個刻度下,亮度是比較強的
電子紙前光再怎麼開,照度都比手機平板正常使用下來得低很多,比較不傷眼

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