Цветно възприятие в реалния свят и на вашия телевизор
Още през 2015 г. едно просто запитване относно цвета на конкретната рокля е предизвикало широко разпространен интерес към начина, по който възприемаме цвета. Факт е, че способността за възприемане на цвета е сложна и не е точна.
Това, което наистина виждаме
Нашите очи не виждат действителен обект (и), това, което наистина виждате, е светлината, отразена от предмети. Цветът, който виждат очите ви, е резултат от това, какви светлинни вълни се отразяват или абсорбират от обекта. Въпреки това е малко вероятно цветът, който виждате, да е напълно правилен.
Фактори, засягащи цветовото възприятие
Възприемането на цветовете в реалния свят се влияе от няколко фактора:
- Физични свойства на обект: Дължините на светлината на обекта се отразяват или абсорбират естествено поради физическия му състав.
- Час на деня: обектът се вижда в сутрешна, следобедна или нощна светлина.
- Местоположение: Предметът се вижда при външна светлина (слънчев или облачен ден) или изкуствена вътрешна светлина (и вид вътрешна светлина).
- Цветово възприятие: Естествени вариации в начина, по който всяка двойка човешки очи възприема цветови вълни.
- Цветова слепота: Неестествени вариации в начина, по който някои хора виждат цветови вълни.
В допълнение към цветовото възприятие в реалния свят, във фотографията, печат и видео има допълнителни фактори, които трябва да имате предвид:
- Инструментът, използван за заснемане на изображението: Възможностите на камерата за откриване на цветови вълни в комбинация с времето на деня и местоположението.
- Устройството за показване, използвано при възпроизвеждане на изображението: Телевизор, видеопрожектор, Печат възпроизвежда изображения с различни методи.
- Дисплей или калибриране на принтера: Ако преглеждате изображението в печат или видео дисплей, стандартът, използван за калибриране на това устройство за възпроизвеждане на цветове, засяга това, което виждате.
Въпреки че има прилики и разлики в цветовото възприятие по отношение на приложенията за фото, печат и видео, нека влязохме от видеото на уравнението.
Записване на цвят
- Първо, трябва да "заснемете" изображението. Видеокамерата трябва да вижда светлината, отразяваща предмети и преминаваща през обектива. Въвеждащата светлина се състои от всички цветове, отразени от целевия обект (и). Тази светлина навлиза в обектива и удря чип (в старите дни, преди чиповете, светлината трябваше да мине през специално изградена вакуумна тръба).
- След като светлината се приземи върху чипа, има процес, използван от чипа, и поддържаща схема, която превръща светлината в аналогови електрически импулси или цифрови кодове (1's, 0's). Този преобразуван сигнал се изпраща към приемно устройство (в този случай към телевизор или видеопрожектор), което ще преобразува входящия електрически импулс (аналогов) или цифров код обратно в изображение, което се показва или прожектира върху екран. става трудно. Тъй като фотоапаратът получава светлината отразена от обект в даден момент от времето и дисплейното устройство трябва да представи точно цвета на заснетия резултат.
Тъй като нито устройството за улавяне или показване не може да възпроизведе всички цветове, които са отразени от обектите от реалния свят, двете устройства трябва да "предполагат" въз основа на специфични "изкуствени" цветови стандарти, които са в основата си, три основни цвята модел. Във видео приложенията трите цветни модела се представят от червено, зелено и синьо. Различни комбинации от трите основни цвята в различни съотношения се използват за пресъздаване на сивата скала и всички цветови нюанси, които виждаме в природата.
Показване на цвета чрез телевизор или видео проектор
Тъй като няма окончателна коректност по отношение на това как хората възприемат цвета в естествения свят и има ограничения, които улавят точен цвят с помощта на камера. Как се примирява в домашната среда, когато гледате телевизия или видео проектор?
Отговорът е двукратен, видът на използваната технология, която позволява на телевизионния / видеопроектор да показва изображения и цветове и фини настройки на способността им да показват възможно най-точен цвят в рамките на предварително определен цветен стандарт.
Ето кратък преглед на технологиите за показване на видео, използвани за показване както на черно-бели и цветни изображения.
Емисей технологии
- CRT - Електронният лъч, произхождащ от гърлото на телевизионната тръба, сканира редове от фосфор на линия по ред, за да се получи изображение. Тъй като лъчът удря всеки фосфор, фосфорът се възбужда и образува образа. Цветът се получава от червени, зелени и сини фосфорни, развълнувани в правилната комбинация, за да се получи специфичен цвят.
- Плазма - Фосфорите се запалват от прегрята заредена газ (подобно на флуоресцентна светлина). Комбинациите от червени, зелени и сини фосфор (означени като пиксели и подпиксели) произвеждат посочения цвят.
- Технологията OLED - OLED може да се реализира по два начина за телевизори. Една от възможностите е WRGB, която съчетава бели OLED самоизлъчващи подпиксели с червени, зелени и сини цветни филтри, докато друга опция е да използвате само подбройни червени, зелени и сиви под-пиксели без добавени цветни филтри.
Предавателни технологии
- LCD - LCD пикселите не произвеждат собствена светлина. За да може LCD телевизор да покаже изображение на телевизионен екран, пикселите трябва да бъдат "осветени". Това, което се случва в този процес, е, че светлината, преминаваща през пикселите, бързо се затъмнява или се разяснява в зависимост от изискванията на изображението. Ако пикселите са достатъчно осветени, много малко светлина преминава, което прави екрана по-тъмен. Добавя се цвят, тъй като светлината преминава през LCD чипа, а след това през червени, зелени и сини цветни филтри.
- 3LCD - Използва се при видеопрожекция, работи по подобен начин на LCD телевизора, но вместо това чипове, разпръснати през целия източник на екрана, бялата светлина преминава през три LCD чипа и Prism и след това се проектира върху екран.
Предавателната и излъчваща комбинация - LCD с квантови точки
За приложението за телевизионно и видео показване, Quantum Dot е изкуствено създаден нанокристал със специални свойства, излъчващи светлина, които могат да се използват за подобряване на яркостта и цветовата ефективност, показвани в неподвижни и видео изображения на LCD екрана.
Квантовите точки са наночастици с регулируеми свойства на излъчване, които могат да абсорбират по-висока енергийна светлина от един цвят и да излъчват по-ниска светлина от друг цвят (донякъде като фосфор на плазмен телевизор), но в този случай, когато те са ударени с фотони от външна светлина източник (в случая на LCD телевизор с подсветка със син LED), всяка квантова точка излъчва цвят със специфична дължина на вълната, която се определя от нейния размер.
Квантовите точки могат да бъдат включени в LCD телевизор по три начина:
- Разположена вътре в тънката стъклена тръба (наричана Edge Optic) в структурата на светлинния източник на телевизора между синия светодиоден източник на светлина и светлинното табло (структурата, която разпространява светлината в зоната на екрана) за осветени светодиоди / LCD телевизори .
- На "слой за усилване на филма", поставен между синия светодиоден източник на светлина и LCD чиповете и цветните филтри (за телевизори с Full Array или директно осветени LED / LCD).
- На чип, където квантовите точки са интегрирани директно на син LED за използване в конфигурации на ръба или в пряко осветени конфигурации.
За всяка опция светлината на Синьото LED натиска Quantum Dots, които след това се вълнуват, за да излъчват червена и зелена светлина (която също се комбинира със синьо, идващо от светодиодния източник на светлина). След това цветната светлина преминава през LCD чиповете, цветните филтри и на екрана за показване на изображението. Добавеният слой Quantum Dot позволява на LCD телевизора да показва по-наситена и по-широка цветова гама от LCD телевизорите без добавения слой Quantum Dot.
Рефлективни технологии
- LCOS (също наричан D-ILA и SXRD) LCOS е вариант на 3LCD и се използва при видеопрожекция. Вместо да преминава през всяка от трите LCD чипа, а след това през цветните филтри и обектива, LCD чипът се намира върху отразяващата основа, така че когато цветният светлинен източник минава през чипа, автоматично се отразява обратно и се изпраща през обектива към прожекционния екран.
- DLP (3-Chip) - използва се във видеопрожектори - Ключът към DLP е DMD (цифрово устройство с микро-огледало), при което всеки чип се състои от малки огледала с възможност за накланяне. Това означава, че всеки пиксел на DMD чип е отразяващо огледало. Видео изображението се показва на DMD чипа. Микросигналите на чипа (всеки микросигър представлява един пиксел), след което се накланя много бързо, докато се променя изображението. Това създава основата на сивото за изображението.
- В 3-Чип DLP видео проектор се използват три източника на светлина (или бялата светлина преминава през три призма). Цветната светлина след това се отразява от три DLP чипа (те са всички нива на сивото, но всеки получава различна цветна светлина). Степента на накланяне на всеки micromirror по отношение на цветовия източник на светлина в даден момент определя цветовете в изображението. Отразената светлина след това преминава през обектива на проектора към екрана.
Отразяваща / пропускателна комбинация
- DLP (1-Чип) - Използва се във видеопрожектори - В това устройство има един източник на бяла светлина, отразен от един чип DLP DMD. След това се добавя цвят, тъй като отразената светлина преминава през високоскоростно цветно колело, през обектива и след това на екрана.
За по-нататъшни технически обяснения за DLP, разгледайте нашата статия от другата страна: DLP Video Projector Basics.
Показване на стандартите за калибриране на цветовете
Така че, сега, когато електроника и механика са разработени за това как цветно изображение стига до вашия телевизор или видео прожекционен екран, следващата стъпка е да разберете как тези устройства могат да възпроизведат цвета възможно най-точно, въпреки техническите ограничения.
Това е мястото, където прилагането на цветовите стандарти в видимото цветово пространство става важен.
Някои от стандартите за калибриране на цветовете за телевизори и видеопрожектори, които се използват в момента, са:
- NTSC - Основният стандарт за аналогов цвят (САЩ).
- Rec.601 - Подобрение над основния стандарт NTSC.
- Rec.709 - За използване с HDTV и HD видео проектори.
- Rec.2020 - Предназначени за употреба с 4K Ultra HD телевизори и видеопрожектори.
- sRGB - за използване предимно в PC монитори за показване на графики.
Използвайки комбинация от хардуер (колориметър) и софтуер (обикновено чрез лаптоп), човек може да настрои възпроизвеждането на цветовете на телевизора или видео проекторите на един от по-горните стандарти (в зависимост от цветовите спецификации на телевизора) чрез корекции, / настройките на дисплея или сервизното меню на телевизора или видеопрожектора.
Примери за основни инструменти за калибриране на видео, които можете да използвате без нужда от техник, включват тестови дискове като Digital Video Essentials, Disney WOW (World of Wonder) DVD и Blu-ray тест дискове, Spears и Munsil HD Benchmark , дисплеят THX Calibrator и приложението за настройване на THX Home Theatre за съвместими iOS и Android телефони / таблети.
Пример за инструмент за основно калибриране на видео, който използва колориметър и софтуер за компютри, е системата за калибриране на цветовете Datacolor Spyder.
Пример за по-обширен инструмент за калибриране е Calman от SpectraCal.
Причината, поради която горепосочените инструменти са важни, е, че както вътрешното, така и външното осветление оказват влияние върху способността ни да виждаме цвят в реалния свят, същите тези фактори също влизат в игра , как изглежда цветът на вашия телевизор или видео проекция, като се има предвид колко добре можете да регулирате вашия телевизор или видео проектор.
Настройките на калибрирането не само включват неща като яркост, контраст, наситеност на цветовете и контрол на нюансите, но и други необходими настройки, като Цветна температура, Баланс на бялото и Гама.
Долния ред
Възприемането на цветовете в реалния свят и обстановката за гледане на телевизия включва сложни процеси, както и други външни фактори. Цветното възприятие е по-скоро игра на познаване, отколкото прецизна наука. Човешкото око е най-доброто средство, което имаме и въпреки че във фотографията, филмите и видеото точният цвят може да бъде маркиран с определен цвят стандарт, цвета, който виждате на екрана с отпечатана снимка, телевизор или видео проекция, дори ако те отговарят на 100% от специфичните спецификации на цветовите стандарти, все още не могат да изглеждат съвсем същите като това, което може да изглежда при реални условия.