Krāsu uztvere reālajā pasaulē un jūsu TV
Atpakaļ 2015. gadā vienkārša izmeklēšana par to, kāda krāsa bija īpaša kleita, radīja plašu interesi par to, kā mēs uztveram krāsu. Fakts ir tāds, ka spēja uztvert krāsu ir sarežģīta, nevis precīza.
Ko mēs patiešām redzam
Mūsu acis neredz faktisko objektu (-us), ko jūs patiešām redzat, ir gaisma, kas atspoguļojas objektos. Krāsa, kuru redzat acis, ir tas, ko gaismas viļņa garumi ir atspoguļoti vai absorbēti objektā. Tomēr maz ticams, ka krāsa, kuru redzat, ir pilnīgi pareiza.
Faktori, kas ietekmē krāsu uztveri
Reālās pasaules krāsu uztveri ietekmē vairāki faktori:
- Objekta fizikālās īpašības: gaismas viļņa garums objektam dabiski atspoguļo vai absorbē tā fiziskās grūtības dēļ.
- Dienas laiks: objekts ir redzams no rīta, pēcpusdienā vai nakts gaismā.
- Atrašanās vieta: objekts ir redzams āra apgaismojumā (saulainā vai mākoņainā dienā) vai mākslīgā iekštelpu gaismā (un iekštelpu gaismas).
- Krāsu uztvere: dabiskas variācijas, kā katrs cilvēka acu pāri uztver krāsu viļņu garumus.
- Krāsu aklums: nedabiskas variācijas, kā daži cilvēki redz krāsu viļņu garumus.
Papildus reālās pasaules krāsu uztverei, fotoattēlam, drukāšanai un videoklipam ir jāņem vērā arī citi faktori:
- Instruments, ko izmanto attēla uzņemšanai: kameras iespējas, lai noteiktu krāsu viļņu garumus kopā ar dienas laiku un atrašanās vietu.
- Attēla ierakstīšanas ierīce, kas tiek izmantota attēla reproducēšanai: TV, video projektors, Drukājiet attēlus, izmantojot dažādas metodes.
- Displejs vai printera kalibrēšana: ja skatāties attēlu drukātā formā vai video demonstrēšanas ierīcē, standarts, kas izmantots, lai kalibrētu šo ierīci krāsu reproducēšanai, ietekmē to, ko jūs redzat.
Lai gan ir līdzības un atšķirības krāsu uztverē attiecībā uz fotoattēla, drukāšanas un video lietojumprogrammām, noregulējam vienādojuma video pusē.
Krāsu uzņemšana
- Pirmkārt, jums ir jākoncentrē attēls. Video kamerai ir jāredz gaismas atstarojošie objekti un nāk caur objektīvu. Ievades gaisma sastāv no visām krāsām, kas atspoguļojas mērķa objektā (-os). Šis gaisma nonāk lēca un nokļūst mikroshēmā (vecajās dienās pirms mikroshēmas gaisma bija jāiet cauri speciāli uzceltai vakuuma caurulei).
- Kad gaisma nokļūst mikroshēmā, tiek izmantots mikroshēmas un atbalsta shēmu process, kas pārveido gaismu vai nu analogos elektriskos impulsos, vai ciparu kodos (1, 0 's). Šis pārveidotais signāls pēc tam tiek nosūtīts uz uztverošo ierīci (šajā gadījumā TV vai video projektoru), kas pārveidos ienākošo elektrisko impulsu (analogo) vai digitālo kodu atpakaļ attēlam, kas tiek parādīts vai projicēts ekrānā. Tomēr šeit tas kļūst grūts. Tā kā kamera saņem gaismu, kas atspoguļojas objektā noteiktā brīdī, un displeja ierīcei precīzi jānorāda uzņemtā rezultāta krāsa.
Tā kā ne uztveršanas vai attēlveidošanas ierīce nevar reproducēt visas krāsas, kas atspoguļotas no reālās pasaules objektiem, abām ierīcēm ir "uzminēt", pamatojoties uz īpašiem "mākslīgiem" krāsu standartiem, kuru pamatā ir trīs galvenās krāsas modelis. Videoklipu lietojumos trīs krāsu modeli attēlo Red, Green un Blue. Dažādas trīs galveno krāsu kombinācijas dažādās proporcijās tiek izmantotas, lai atjaunotu pelēktoņu un visas krāsas nokrāsas, ko mēs redzam dabā.
Krāsu rādīšana, izmantojot televizoru vai video projektoru
Tā kā nav galīgas pareizības par to, kā cilvēki uztver krāsu dabiskajā pasaulē, un ir ierobežojumi, kas iegūst precīzu krāsu, izmantojot kameru. Kā tas tiek saskaņots mājas vidē, skatoties TV vai video projektoru?
Atbilde ir divkārša, izmantotais tehnoloģijas veids, kas ļauj televizoram / videoprojektoram attēlot attēlus un krāsu, un precīzi noregulējot to spējas, lai pēc iespējas precīzāk attēlotu krāsu iepriekš noteiktā krāsu standartā.
Šeit ir īss pārskats par video displeja tehnoloģijām, kas tiek izmantotas, lai parādītu gan B & W, gan krāsu attēlus.
Izstarojošās tehnoloģijas
- CRT - elektronu staru kūļa, kura izcelsme ir fotokameras kakliņš, lai iegūtu attēlu, skenē fosfora rindas pa līnijām. Tā kā gaisma uztver katru fosforu, fosfors tiek sajūsms un rada attēlu. Krāsu ražo sarkans, zaļš un zils fosfors, kas ir pareizi apvienoti, lai iegūtu noteiktu krāsu.
- Plazma - fosforus iesedz pārkarsēts uzlādēts gāze (līdzīga fluorescējošai gaismai). Sarkanā, zaļā un zilā fosfora (saukta ar pikseļiem un apakšpikseļiem) kombinācijas rada norādīto krāsu.
- OLED -OLED tehnoloģija televizoriem var tikt izmantota divējādi. Viena no iespējām ir WRGB, kas apvieno baltos OLED pašizlūkošus subpikseļus ar sarkaniem, zaļiem un ziliem krāsu filtriem, savukārt cita iespēja ir izmantot pašreizejus sarkanos, zaļos un zilos pogas, kuriem nav pievienotu krāsu filtru.
Transmissive Technologies
- LCD - LCD pikseļi nerada savu gaismu. Lai LCD TV parādītu attēlu televizora ekrānā, pikseļiem jābūt "atpakaļgaitas" režīmam. Šajā procesā notiek tas, ka gaisma, kas pārvietojas pa pikseļiem, strauji samazinās vai izgaismos atkarībā no attēla prasībām. Ja pikseļi ir pietiekami aptumšoti, parādās ļoti maz gaismas, padarot ekrānu tumšāku. Krāsa tiek pievienota, jo gaisma pārvietojas caur LCD mikroshēmu un pēc tam caur sarkaniem, zaļiem un ziliem krāsu filtriem.
- 3LCD - Izmanto video projicē, darbojas līdzīgi kā LCD televizoram, bet tā vietā, mikroshēmas, kas izkaisītas pa visu ekrāna avotu, balta gaisma tiek izvadīta caur trim LCD mikroshēmām un Prism un pēc tam tiek projicēta uz ekrāna.
Caurlaidīgā / izstarojošā kombinācija - LCD ar kvantu punktiem
Attiecībā uz TV un video demonstrēšanas lietojumprogrammu Quantum Dot ir mākslīgs nanokristāls ar īpašām gaismas izstarojošām īpašībām, ko var izmantot, lai uzlabotu spilgtumu un krāsu veiktspēju, kas tiek rādīti nekustīgajā un video attēlā uz LCD ekrāna.
Kvantu punkti ir nanodaļiņas ar regulējamu emisiju īpašībām, kas var absorbēt lielāku enerģijas krāsu un izstarot zemāku citas krāsas gaismu (nedaudz līdzīgs fosforiem uz plazmas TV), bet šajā gadījumā, kad tās tiek skartas ar fotoniem no ārpuses avots (LCD TV ar zilu LED apgaismojumu) katrs kvantu punkts izstaro specifiskas viļņa garumu, kuru nosaka tā izmērs.
Quantum Dots var ievietot LCD TV trīs veidos:
- Televizora gaismas avota struktūra iekšpusē no plānas stikla caurules (saukta par malu optiku), kas atrodas starp zilu LED malu gaismas avotu un Gaismas vadotņu plāksni (konstrukcija, kas izstaro gaismu visā ekrāna zonā) LCD televizori .
- Uz "filmas uzlabošanas slāņa", kas novietots starp Blue LED gaismas avotu un LCD mikroshēmu un krāsu filtriem (Full Array vai Direct-Lit LED / LCD televizoriem).
- Uz mikroshēmas, kur kvantu punkti ir integrēti tieši zilā gaismas diodei, ko var izmantot gan malu, gan tiešās gaismas konfigurācijās.
Katrai opcijai zilais LED gaismas signāls nokļūst uz kvantu punktiem, kas pēc tam tiek sajūsmināti tā, ka tie izstaro sarkano un zaļo gaismu (kas arī ir apvienots ar Blue, kas nāk no LED gaismas avota). Pēc tam krāsainā gaisma iet caur LCD mikroshēmas, krāsu filtrus un uz ekrāna attēla displejam. Pievienotais Quantum Dot emisijas slānis ļauj LCD televizoram uzrādīt vairāk piesātinātu un plašāku krāsu gammu nekā LCD televizori bez pievienotā Quantum Dot slāņa.
Atstarojošās tehnoloģijas
- LCOS (dēvēts arī par D-ILA un SXRD) LCOS ir 3LCD variants, un to izmanto video projicēšanā. Tā vietā, lai gaisma nokļūtu caur katru no trim LCD mikroshēmām, un pēc tam ar krāsu filtru un objektīvu, LCD mikroshēma atrodas virs atstarojošās pamatnes, tādēļ, kad krāsains gaismas avots iet cauri mikroshēmai, tas automātiski tiek atspoguļots atpakaļ un nosūta caur objektīvu uz projicēšanas ekrānu.
- DLP (3-chip) - Lieto video projektoros - DLP atslēga ir DMD (Digital Micro-Mirror Device), kurā katra mikroshēma sastāv no maza izmēra spoguļiem. Tas nozīmē, ka katrs DMD mikroshēmas pikselis ir atstarojošs spogulis. Video displejs tiek parādīts DMD mikroshēmā. Mikroshēmas uz mikroshēmas (katrs mikromirroris ir viens pikselis), pēc tam attēls mainās ļoti strauji. Tas rada attēla pelēktoņu pamatu.
- Ar 3-chip DLP videoprojektoru tiek izmantoti trīs gaismas avoti (vai balta gaisma iet caur trim prizmas). Tad krāsaina gaisma atspoguļo trīs DLP mikroshēmas (tās visas ir pelēktoņas, bet katra no tām saņem atšķirīgu krāsu). Katra mikromirža slīpuma pakāpe attiecībā pret krāsu gaismas avotu jebkurā konkrētā laikā nosaka krāsas attēlā. Atspoguļotā gaisma pēc tam tiek novadīta caur projekcijas objektīvu uz ekrāna.
Atstarojoša / pārlaidīga kombinācija
- DLP (1-chip) - izmanto video projektoros - šajā vienībā ir viens balts gaismas avots, kas tiek atspoguļots no viena DLP DMD mikroshēmas. Tad tiek pievienota krāsa, jo atstarotā gaisma iet caur ātrgaitas krāsu ratu, izmantojot objektīvu, un pēc tam uz ekrāna.
Lai iegūtu papildu tehniskos paskaidrojumus par DLP, iepazīstieties ar mūsu pavadīto rakstu: DLP video projektoru pamati.
Krāsu kalibrēšanas standartu rādīšana
Tātad, tagad, kad elektronika un mehānika ir izstrādātas, kā krāsu attēls nonāk jūsu televizora vai videoprojekcijas ekrānā, nākamais solis ir noskaidrot, kā šīs ierīces var reproducēt krāsu pēc iespējas precīzāk, neskatoties uz tehniskiem ierobežojumiem.
Šajā gadījumā krāsu standartu piemērošana redzamajā krāsu telpā kļūst svarīga.
Daži no pašlaik izmantotajiem televizoru un video projektoru krāsu kalibrēšanas standartiem ir šādi:
- NTSC - pamatstandarta analogā krāsa (ASV).
- Rec.601 - NTSC standarta uzlabošana.
- Rec.709 - Lietošanai ar HDTV un HD video projektoriem.
- Rec.2020 - paredzēts izmantošanai ar 4K Ultra HD televizoriem un video projektoriem.
- sRGB - Lietošanai galvenokārt datora monitoros, lai parādītu grafiku.
Izmantojot aparatūras (kolorimetra) un programmatūras kombināciju (parasti, izmantojot klēpjdatoru), persona var precīzi noregulēt televizora vai videoprojektoru krāsu reproducēšanas spēju atbilstoši kādam no iepriekš minētajiem standartiem (atkarībā no televizora krāsu specifikācijām), izmantojot korekcijas, kas sniegtas video / displeja iestatījumi vai TV vai videoprojektora pakalpojumu izvēlne.
Piemēri pamata video (krāsu) kalibrēšanas rīki, kurus jūs varat izmantot bez tehniķa, ietver testa diskus, piemēram, Digital Video Essentials, Disney WOW (World of Wonder) DVD un Blu-ray pārbaudes diski, Spears un Munsil HD standarts , THX kalibrēšanas disks un THX mājas kinozāles tune-up lietojumprogramma saderīgiem iOS un Android tālruņiem / planšetdatoriem.
Pamata video kalibrēšanas rīka piemērs, kurā izmanto Colorimeter un datorprogrammatūru, ir Datacolor Spyder krāsu kalibrēšanas sistēma.
Plašāka kalibrēšanas instrumenta piemērs ir SpectraCal Calman.
Iemesls, kādēļ šie instrumenti ir svarīgi, ir tāds, ka iekštelpu un āra apgaismojuma apstākļi ietekmē mūsu spēju redzēt krāsu reālajā pasaulē, tie paši faktori arī sāk spēlēt, kā krāsa izskatās jūsu televizorā vai videoprojekcijas ekrāns, ņemot vērā, cik labi var pielāgot jūsu televizoru vai videoprojektoru.
Kalibrēšanas pielāgojumi ietver ne tikai tādas lietas kā spilgtums, kontrasts, krāsu piesātinājums un nokrāsas vadība, kā arī citi nepieciešamie pielāgojumi, piemēram, krāsu temperatūra, baltās krāsas balanss un gamma.
Bottom Line
Krāsu uztvere reālajā pasaulē un TV skatīšanās vide ietver sarežģītus procesus, kā arī citus ārējos faktorus. Krāsu uztvere ir vairāk par guessing spēli nekā precīzu zinātni. Cilvēka acs ir labākais mūsu rīks, un, lai gan fotografēšanas, filmas un video gadījumā precīzu krāsu var marķēt ar noteiktu krāsu standartu, krāsu, kuru redzat drukātā fotogrāfijā, televizorā vai video projekcijas ekrānā, pat ja tie atbilst 100% specifiskas krāsu standartu specifikācijas, tomēr tie var izskatīties tieši tādi paši kā tas, kā tas varētu izskatīties reālos apstākļos.