Tillbaka i 2015, en enkel utredning om vilken färg en specifik klänning utgjorde utbrett intresse för hur vi uppfattar färg. Faktum är att förmågan att uppleva färg är komplex och inte exakt.
Vad vi verkligen ser
Våra ögon ser inte verkliga föremål, vad du verkligen ser är ljuset reflekterat av objekt. Den färg som dina ögon ser är resultatet av vilka ljusvåglängder som reflekteras eller absorberas av objektet. Det är dock osannolikt att färgen du ser är helt korrekt.
Faktorer som påverkar färguppfattning
Realvärldens färguppfattning påverkas av flera faktorer:
- Fysiska egenskaper hos ett objekt: Våglängderna av ljus ett föremål återspeglar eller absorberar naturligt på grund av sin fysiska smink.
- Tidpunkt på dygnet: Objektet ses i morgon, eftermiddag eller nattljus.
- Plats: Objektet ses i utomhusljus (soligt eller molnigt) eller konstgjord inomhusljus (och typ av inomhusljus).
- Färguppfattning: Naturliga variationer i hur varje par mänskliga ögon uppfattar färgvåglängder.
- Färgblindhet: Onaturliga variationer i hur vissa personer ser färgvåglängder.
Förutom den verkliga färguppfattningen, i foto, utskrift och video finns det ytterligare faktorer att tänka på:
- Instrumentet används för att fånga bilden: Funktionerna hos en kamera för att upptäcka färgvåglängder i kombination med tid på dygnet och platsen.
- Den visningsenhet som används vid reproduktion av bilden: TV, videoprojektor, Skriv ut reproducera bilder med olika metoder.
- Display eller skrivarkalibrering: Om du ser bilden i tryck eller en bildskärmsenhet påverkar den standard som används för att kalibrera den enheten för färgreproduktion vad du ser.
Även om det finns likheter och skillnader i färguppfattning när det gäller foto, print och videoprogram, låt oss noll in på ekvationsens videosida.
Capturing Color
- Först måste du "fånga" bilden. En videokamera måste se ljuset som återspeglar objekt och kommer genom en lins. Ingångsljuset består av alla färger som reflekteras utanför målobjektet. Det ljuset kommer in i linsen och träffar ett chip (i gamla tider, före marker, måste ljuset passera genom ett speciellt byggt vakuumrör).
- När ljuset landar på chipet, är det en process som används av chipet, och stödkretsen, som omvandlar ljuset till antingen analoga elektriska pulser eller digitala koder (1 s, 0 s). Den här konverterade signalen skickas sedan till en mottagningsenhet (i detta fall en tv- eller videoprojektor) som omvandlar inkommande elektrisk puls (analog) eller digital kod tillbaka till en bild som visas eller projiceras på en skärm. Dock finns här det blir knepigt. När kameran mottar ljuset reflekteras av ett objekt vid en given tidpunkt och displayenheten måste presentera färgen på det fångade resultatet exakt.
Eftersom varken fångst- eller visningsenheten kan reproducera alla färger som återspeglas från de verkliga världsobjekten måste båda enheterna "gissa" på grundval av specifika "man-made" färgstandarder, som vid sin grundpunkt har en tre primär färg modell. I videoprogram är den tre färgmodellen representerad av röd, grön och blå. Olika kombinationer av de tre primära färgerna i olika förhållanden används för att återskapa gråtonen och alla nyanser som vi ser i naturen.
Visar färg via en TV eller videoprojektor
Eftersom det inte finns någon definitiv korrekthet på hur människor uppfattar färg i den naturliga världen, och det finns begränsningar som fångar noggrann färg med hjälp av en kamera. Hur är detta förenat i hemmiljö när du tittar på tv eller en videoprojektor?
Svaret är dubbelt, vilken typ av teknik som används som gör det möjligt för en TV / videoprojektor att visa bilder och färg och finjustera sin förmåga att visa färg så noggrann som möjligt inom en förutbestämd färgstandard.
Här är en kort översikt över videodisplayteknik som används för att visa både svartvita och färgbilder.
Emissive Technologies
- CRT - En elektronstråle med ursprung i ett bildrörs hals skannar rader av fosfor i en linje för rad för att producera en bild. När strålen träffar varje fosfor är fosforen upphetsad och producerar bilden. Färgen produceras av röda, gröna och blåa fosfor som upphetsas i rätt kombination för att ge en specifik färg.
- Plasma - Fosforerna tänds av överhettad laddad gas (liknande ett fluorescerande ljus). Kombinationer av röda, gröna och blåa fosforer (refererade till som pixlar och delpixlar) ger den angivna färgen.
- OLED - OLED-tekniken kan implementeras på två sätt för tv-apparater. Ett alternativ är WRGB, som kombinerar vita OLED-självutgivande subpixlar med röda, gröna och blåa färgfilter, medan ett annat alternativ är att använda självemitterande röda, gröna och blåa subpixlar utan tillsatta färgfilter.
Transmissiv teknik
- LCD - LCD-bildpunkter ger inte sitt eget ljus. För att en LCD-TV ska kunna visa en bild på en TV-skärm måste pixlarna vara "bakgrundsbelyst". Vad som händer i denna process är att ljuset som reser genom pixlarna snabbt dimmas eller lyser, beroende på bildens krav. Om pixlarna är dimmade nog, får mycket lite ljus igenom och skärmen blir mörkare. Färg läggs till när ljuset går genom LCD-chipet och sedan genom röda, gröna och blåa färgfilter.
- 3LCD - Används i videoprojektion, fungerar på likartat sätt som LCD-TV, men istället sprids chips genom en hel skärmkälla, vitt ljus passerar genom tre LCD-chips och ett prisma och projiceras sedan på en skärm.
Den Transmissive / Emissive Combination - LCD med Quantum Dots
För tv- och videodisplayanvändning är en Quantum Dot en konstgjord nanokristall med speciella ljusavgivande egenskaper som kan användas för att förbättra ljusstyrkan och färgprestanda som visas i stillbilder och videobilder på en LCD-skärm.
Quantum Dots är nanopartiklar med justerbara emissiva egenskaper som kan absorbera högre energiljus av en färg och avger lägre ljus av en annan färg (något som fosfor på en Plasma-TV), men i det här fallet när de träffas med fotoner från ett yttre ljus källa (vid en LCD-TV med en blå LED-bakgrundsbelysning) avger varje kvadratdot färg för en viss våglängd, vilken bestäms av dess storlek.
Quantum Dots kan integreras i en LCD-TV på tre sätt:
- Placerad inuti ett tunnglasrör (kallad en Edge Optic) inuti TV: ns ljuskälla struktur mellan en blå LED-kantljuskälla och Light Guide Plate (strukturen som sprider ljuset över skärmområdet) för kantljusdiod / LCD-TV.
- På ett "filmförstärkningsskikt" placerat mellan en Blue LED-ljuskälla och LCD-chip och färgfilter (för Full Array eller Direct-Lit LED / LCD TV).
- På ett chip där kvanta punkter integreras direkt på en blå LED för användning i antingen kant eller direkt upplysta konfigurationer.
För varje tillval träffar Blå LED-lampan Quantum Dots, som sedan är exalterade så att de avger rött och grönt ljus (vilket också kombineras med Blå som kommer från LED-ljuskällan). Det färgade ljuset passerar sedan genom LCD-chips, färgfilter och på skärmen för bildvisning. Det extra Quantum Dot-emissiva skiktet gör det möjligt för LCD-TV att visa en mer mättad och bredare färgskala än LCD-TV utan det extra Quantum Dot-skiktet.
Reflekterande teknologier
- LCOS (även kallad D-ILA och SXRD)LCOS är en variant av 3LCD och används i videoprojektion. I stället för att passera ljus genom var och en av de tre LCD-chipsen och sedan genom färgfiltren och linsen är LCD-chipet på toppen av en reflekterande bas, så när en färgad ljuskälla passerar genom chipet reflekteras den automatiskt tillbaka och skickas genom linsen till projektionsskärmen.
- DLP (3-Chip) - Används i videoprojektorer - Nyckeln till DLP är DMD (Digital Micro-Mirror Device), där varje chip består av små lutbara speglar. Detta innebär att varje pixel på ett DMD-chip är en reflekterande spegel. Videobilden visas på DMD-chipet. Mikromirror på chipet (varje mikromirror representerar en pixel) vippar sedan mycket snabbt när bilden ändras. Detta ger grunden för gråskalans grund för bilden.
- I en 3-Chip DLP-videoprojektor används tre ljuskällor (eller vitt ljus passerat genom tre prismer). Det färgade ljuset reflekterar sedan av tre DLP-chips (de är alla gråskala, men alla har olika färgade ljus). Höjningsgraden för varje mikromirror i förhållande till färgljuskällan vid vilken tid som helst bestämmer färgerna i bilden. Det reflekterade ljuset passerar sedan genom projektorns lins till skärmen.
Reflekterande / Transmissiv Kombination
- DLP (1-Chip) - Används i videoprojektorer - I detta arrangemang finns en enda vit ljuskälla som reflekteras av en enda DLP DMD-chip. Därefter tillsätts färg som reflekterat ljus passerar genom ett höghastighets färghjul, genom linsen och sedan till skärmen.
För ytterligare tekniska förklaringar om DLP, kolla in vår följeslagartikel: DLP Video Projector Basics.
Visar färg - kalibreringsstandarder
Så nu när elektroniken och mekaniken har utarbetats om hur en färgbild kommer till din TV- eller videoprojektionsskärm, är nästa steg att ta reda på hur dessa enheter kan reproducera färg så exakt som möjligt trots tekniska begränsningar.
Det är här tillämpningen av färgstandarder inom det synliga färgutrymmet blir viktigt.
Några av färgkalibreringsstandarderna för TV-apparater och videoprojektorer som används för närvarande är:
- NTSC - Den grundläggande standarden för analog färg (U.S.).
- Rec.601 - Förbättring över grundläggande NTSC-standard.
- Rec.709 - För användning med HDTV och HD Video Projectors.
- Rec.2020 - Avsett för användning med 4K Ultra HD-TV och videoprojektorer.
- sRGB - Används mestadels i PC-skärmar för visning av grafik.
Med hjälp av en kombination av hårdvara (färgmätare) och programvara (vanligen via en bärbar dator) kan en person finjustera en tv- eller videoprojektors färgreproduktionsförmåga till en av ovanstående standarder (beroende på TV: ns färgspecifikationer) via justeringar som tillhandahålls i antingen videon / visningsinställningar eller servicemenyn på TV- eller videoprojektorn.
Exempel på grundläggande video (färg) kalibreringsverktyg som du kan använda utan att behöva en tekniker inkluderar testskivor, som Digital Video Essentials, Disney WOW (World of Wonder) DVD och Blu-ray-testskivor, Spears och Munsil HD Benchmark, THX Calibrator Disc och THX Home Theater Tune Up App för kompatibla iOS och Android telefoner / tabletter.
Ett exempel på ett grundläggande videokalibreringsverktyg som använder en Colorimeter- och PC-programvara är Datacolor Spyder Color Calibration System.
Ett exempel på ett mer omfattande kalibreringsverktyg är Calman by SpectraCal.
Anledningen till att verktygen ovan är viktiga är att precis som inomhus och utomhusbelysningsförhållanden påverkar möjligheten för oss att se färg i verkligheten, kommer samma faktorer också att spela in hur färgen kommer att se ut på din TV eller video projektionsskärm, med tanke på hur bra din TV eller videoprojektor kan justera.
Kalibreringsjusteringar omfattar inte bara saker som ljusstyrka, kontrast, färgmättnad och färgtonstyrning utan även andra nödvändiga justeringar, till exempel Färgtemperatur, Vitbalans och Gamma.
Poängen
Färguppfattning i den verkliga världen och TV-visningsmiljöer innebär komplicerade processer, liksom andra externa faktorer. Färguppfattning är mer av ett gissningsspel än en exakt vetenskap.Det mänskliga ögat är det bästa verktyget vi har, och även om fotografering, film och video kan korrekta färger märkas till en viss färgstandard, färgen du ser på en tryckt fotografi, TV eller videoprojektionsskärm, även om De uppfyller 100% av en specifik specifikation för färgstandarder, men kan fortfarande inte se exakt ut som hur det kan se ut under verkliga förhållanden.
