海信在 CES 2026 上发布了有四个基色的 RGB MiniLED 电视,在原来的基础上增加了一颗青色,实现了更广的色域和“更好的视觉健康”。本文的分析是对这款电视的无实物表演。

宣传中的蛛丝马迹

首先,这个 CIE 1931 xy 色度图上的 RGB MiniLED 都有五个基色了,左上角的那个青绿色可能是错画上去的,从这个图上可以看出,马蹄形的 CIE 1931 xy 色度图上,如果用一个三角形区域去覆盖它,在计算覆盖率的时候是很吃亏的,但这不代表三基色不好,更多可能是色度图的问题。

海信四基色 RGB MiniLED 宣传图 1

另一组图片中的色坐标看着比较正常,也符合宣传稿里的说辞,接下来会用这个图进行分析。

海信四基色 RGB MiniLED 宣传图 2

这个色度图看起来是一个被拉伸过的 1976 UCS,用 Photoshop 把视频截图和 1976 UCS 上的光谱轨迹叠在一起对齐,然后可以通过像素位置简易的测量色坐标。

叠放宣传图和 CIE 1976 UCS 上的光谱轨迹

发布会上的视频里,从三基色转向四基色的动画是把原来的蓝色坐标,分别向左右移动,变为两个点,也多次提到了与蓝色相关的一些特性。所以这个青色多基色的重点应该就是蓝色部分转变为两个基色,红绿色除了更加纯的光谱,改动较少。

根据上面的描点,蓝色的色坐标从 (0.1991, 0.0878) 变为 (0.2195, 0.0626),增加的青色为(0.1282, 0.1873),原来的蓝色差不多处于现在的蓝色和青色的连线上,偏蓝一些的位置。如果推测主波长的话,原本的蓝色在 456 nm,新的蓝色在 448 nm,青色在 473 nm 左右,红色和绿色则是 531 和 639 nm。

当然,描点可能不准,海信画的可能也只是示意图,接下来的分析完全有可能全错,对于多基色的有关内容还是可供参考的,比如海信这次主要宣传的更好的视觉健康和更广的色域。

视觉健康和节律

这颗青色 LED 的波长可能在 475 nm 附近,相比其它显示器的 450nm 左右,有更少的短波成分。广告中写到,有害蓝光仅占 15%,比 QD-OLED 低 50%,比 QD-MiniLED 低 75%,可能指的就是原本蓝光 LED 的功能更多的由这颗青色 LED 承担,更长的波长使其有害蓝光占比降低,符合所谓“硬件低蓝光”的说法。

有关显示器的“蓝光危害”,大致可以分为两个部分:对视网膜的损伤和对节律的影响。

对视网膜的损伤存在较大争议,其原理是高能量的短波长光可能氧化视网膜细胞,但一些实验表明,需要很高强度的照射才能形成显著的伤害,屏幕发光这点剂量不足以导致视网膜的损伤,且比较关注 415-455 nm 这些较短的波长。换用青色的 LED,另一颗新的蓝光 LED 虽然波长相比原来更短,但功率应该会大幅减小,在计算这部分蓝光占比的时候,自然很占优势。

而另一项更具实证的,有关显示对节律的影响,原理在于显示器对自带感光功能的视网膜神经节细胞(ipRGCs)的刺激,这种细胞虽然不直接参与成像,但已被证实会调节下丘脑的视交叉上核,调节人体节律,比如抑制褪黑素的分泌。ipRGC 中的视黑素对 480nm 左右的光最敏感,其光谱敏感度介于 S-cone 与 M-cone 之间,新的青色 LED 的峰值波长与光谱,很可能与 ipRGC 的响应高度重叠,相比原来的蓝光对人体的节律影响更大。

ipRGC 的光谱响应

图源自:M. Ohtsu, A. Kurata, K. Hirai, M. Tanaka, and T. Horiuchi, “Evaluating the influence of ipRGCs on color discrimination,” J. Imaging, vol. 8, no. 6, p. 154, Jun. 2022, doi: 10.3390/jimaging8060154.

超广色域

根据宣传,新的四基色能够达到至多 110% 的 BT.2020,显然,这里指的是面积比而不是覆盖率。按照我们粗略的描点,在 CIE 1931 xy 色度图上,四基色能够达到 107.2% 面积比和 98.03% 的覆盖率,从更有价值的覆盖率来看,已经完全可以称得上是 BT.2020 显示了。

CIE 1931 xy 色度图上的海信 RGB MiniLED 色域覆盖

保持红色和绿色不变,把青和蓝变为原本的蓝色点,面积比为 99.1%,覆盖率则是 93.9%,基本符合上一代 RGB MiniLED 的性能,先前猜测青色 LED 可能占据主要的地位,蓝色 LED 才是作为补充,那么如果只使用 RG-Cyan 作为三基色,仍然能够达到 97.3% 的面积比和 94.7% 的覆盖率。仅将蓝色 LED 更改为青色,覆盖率反而获得了提高?这实际上是 CIE 1931 xy 色度图的问题,该图在蓝色部分的面积过于压缩,从蓝色到青色只移动了一小段距离,反而使得青色更接近 BT.2020 的蓝基色,导致算出来的覆盖率虚高。

如果我们换做稍微均匀一些的 CIE 1976 UCS,重新计算覆盖率,则 RGB-Cyan 为 98.9%,原本的蓝基色组成的 RGB 为 93.1%,只使用青色组成的 RG-Cyan 降低至 86.7%,更接近预期的表现。

CIE 1976 UCS 上的海信 RGB MiniLED 色域覆盖

新的四基色 RGB-Cyan 在 CIE 1976 UCS 上仍然能够达到极高的 BT.2020 覆盖率,且大多数颜色都可以仅用 RG-Cyan 实现,无需那颗更短波长的蓝光参与。四基色的面积比更是达到夸张的 128.8%。

从 CIE 1976 UCS 上可以看出,缩短蓝光的波长,可以让蓝基色向左下角移动,在计算色域面积比和覆盖率的时候,会比较有优势,具体来说,可以拓展品色,紫色和深蓝色的色域,海信举的例子是极光。从这个角度看,实现超广色域和超高的面积比,要更多归功于这颗蓝光 LED。另外,也充分说明对于超广色域设备来说,不应该再使用 CIE 1931 xy 色度图计算覆盖率或面积比。

四基色显示的配色

根据混色原理,三基色显示可以通过在线性的色度图上,三角形的三点上的基色比例确定,一个颜色对应一组确定的基色比例。但四个基色乃至多个基色,在调配基色比例的时候就有更高的自由度,理论上可以产生无数种基色比例来混合出所需的颜色。

更高的混色自由度需要更强的显示驱动性能,更复杂的算法,但也带来了更灵活的调整空间,除了颜色的匹配以外,还能够额外进行约束。比如说期望多基色配出的光谱具有更低的 ipRGC 响应来优化节律,这时候配色算法可能会倾向于减少青色 LED 的使用,或者希望有更低的短波蓝光,这时候配色算法就会让青色 LED 更多的加入,还可以用来优化显示的同色异谱等问题。

同期发布的另一款四色产品是加入了一颗黄色,虽然黄色大概率处于红色和绿色的连线上,对于色域的贡献比较小,但使用黄色和蓝色来配出白光可能能够优化功耗,这也是多基色配光的策略之一。

另一种更简单的策略是将四个基色分为两组,划分四边形为两个三角形,看作是两种普通的三基色显示器处理,首先判断目标颜色在哪个三角形内,然后直接路由到那三个基色的显示驱动上。对于这个 RGB-Cyan 电视,一种可能的处理方法是 RG-Cyan 和 RB-Cyan,前者负责大约 85%的面积,后者则补充极光色,品色,蓝紫色。这种方法更简单,还可以直接套用现有算法,缺点可能是 R 和 C 的连线附近的颜色出现两种特征化模型切换导致颜色的跳变。

对这款四基色产品来说,还有一个潜在的问题是背光是四色 LED,但前面的滤色片好像还是三个,如何综合调控背光亮度,滤色片通过率是个比较大的挑战,还需要考虑分区间的串扰等等。