תפיסת צבע בעולם האמיתי ובטלוויזיה שלך
חזרה בשנת 2015, חקירה פשוטה לגבי מה צבע שמלה מסוימת עורר עניין נרחב איך אנחנו תופסים צבע. העובדה היא, את היכולת לתפוס צבע מורכב, ולא מדויק.
מה שאנחנו באמת רואים
העיניים שלנו לא רואה בפועל אובייקטים (ים), מה שאתה באמת רואה את האור משתקף אובייקטים. צבע העיניים שלך הוא תוצאה של מה אורכי גל אור משתקפים או נספגים על ידי האובייקט. עם זאת, אין זה סביר כי הצבע שאתה רואה הוא לגמרי נכון.
גורמים המשפיעים על תפיסת צבע
תפיסת הצבע בעולם האמיתי מושפעת ממספר גורמים:
- מאפיינים פיסיקליים של אובייקט: אורכי הגל של האור אובייקט משקף או סופג באופן טבעי בשל האיפור הפיזי שלו.
- שעה של יום: האובייקט נראה בבוקר, אחר הצהריים, או באור לילה.
- מיקום: האובייקט נראה באור חוצות (יום שמש או מעונן) או אור מלאכותי מלאכותי (וסוג של אור מקורה).
- תפיסת צבע: וריאציות טבעיות כיצד כל זוג של עיניים אנושיות תופס אורכי גל צבעוניים.
- עיוורון צבעים: וריאציות לא טבעיות כיצד אנשים מסוימים רואים אורכי גל צבעוניים.
בנוסף לתפיסת הצבע של העולם האמיתי, בתצלומים, בהדפסה ובווידאו יש גורמים נוספים שיש להביא בחשבון:
- מכשיר המשמש לכידת תמונה: היכולות של המצלמה כדי לזהות אורכי גל צבע בשילוב עם זמן של יום ומיקום.
- התקן התצוגה משמש לשחזר את התמונה: טלוויזיה, מקרן וידאו, הדפסה לשכפל תמונות באמצעות שיטות שונות.
- כיול תצוגה או מדפסת: אם אתה מציג את התמונה בהדפסה או בהתקן להצגת וידאו, הסטנדרט ששימש לכיול התקן זה לשחזור צבע משפיע על מה שאתה רואה.
למרות שיש קווי דמיון והבדלים בתפיסת צבע לגבי צילום, הדפסה, ויישומי וידאו, בואו אפס בצד הווידאו של המשוואה.
לכידת צבע
- ראשית, אתה צריך "ללכוד" את התמונה. מצלמת וידאו צריכה לראות את האור המשקף את האובייקטים ומגיע דרך עדשה. האור הנכנס מורכב מכל הצבעים משתקפים אובייקט היעד (ים). האור הזה נכנס לעדשה ופוגע בשבב (בימים עברו, לפני שבבים, האור היה צריך לעבור דרך צינור ואקום שנבנה במיוחד).
- ברגע שהאור נוחת על השבב, קיים תהליך שבו משתמשים השבב, ומעגלים תומכים, הממירים את האור לפולסים חשמליים אנלוגיים או לקודים דיגיטליים (1, 0). אות זה המומר נשלח אז למכשיר מקלט (במקרה זה מקרן טלוויזיה או מקרן וידאו) אשר ימיר דופק חשמלי נכנס (אנלוגי) או קוד דיגיטלי בחזרה לתמונה המוצגת או מוקרנת על המסך. עם זאת, כאן הוא שם זה נהיה מסובך. כאשר המצלמה מקבלת את האור משתקף אובייקט בנקודת זמן מסוימת ואת התקן התצוגה יש להציג את הצבע של התוצאה שנתפסו במדויק.
מאחר ולא מכשיר הלכידה או התצוגה יכול לשכפל את כל הצבעים המשתקפים מן האובייקטים בעולם האמיתי, שני המכשירים חייבים "לנחש" על פי תקני צבע ספציפיים "מעשה ידי אדם", אשר ביסודם, שלושה צבעים עיקריים דֶגֶם. ביישומי וידאו, מודל שלושת הצבעים מיוצג על ידי אדום, ירוק וכחול. שילובים שונים של שלושת הצבעים העיקריים ביחסים שונים משמשים לשחזר את גווני האפור ואת כל גווני הצבע שאנו רואים בטבע.
הצגת צבע באמצעות טלוויזיה או מקרן וידאו
מאז אין נכונות מוחלטת על איך בני אדם תופסים צבע בעולם הטבע, ויש מגבלות לכידת צבע מדויק באמצעות מצלמה. איך זה מתיישב בסביבה הביתית בעת צפייה בטלוויזיה או מקרן וידאו?
התשובה היא כפולה, סוג של הטכנולוגיה המשמשת המאפשרת טלוויזיה / מקרן וידאו כדי להציג תמונות וצבע, וכן כוונון יכולתם להציג צבע מדויק ככל האפשר בתוך תקן צבע שנקבע מראש.
הנה סקירה קצרה של טכנולוגיות להציג וידאו המשמש להציג הן B & W ותמונות צבע.
טכנולוגיות
- CRT - קרן אלקטרונים שמקורה בצוואר של הצינור תמונה סורק שורות של זרחנים על בסיס שורה אחר שורה כדי לייצר תמונה. כמו קרן מכה כל זרחן, זרחן הוא מתרגש ומייצר את התמונה. צבע מיוצר על ידי אדום, ירוק, כחול phosphors נרגש השילוב הנכון לייצר צבע מסוים.
- פלזמה - פוספורים מוארים על ידי גז טעון מחומם (בדומה לאור פלורסנט). שילובים של phosphors אדום, ירוק וכחול (המכונה פיקסלים ותתי פיקסלים) לייצר את הצבע המיועד.
- OLED - OLED הטכנולוגיה יכולה להיות מיושמת בשתי דרכים טלוויזיות. אפשרות אחת היא WRGB, המשלבת לבן subdixels emed לבן עם אדום, ירוק, כחול מסננים צבע, ואילו אפשרות אחרת היא להשתמש עצמית פולטים אדום, ירוק, כחול פיקסלים תת עם מסננים צבע נוסף.
טכנולוגיות transmissive
- LCD - LCD פיקסלים אינם מייצרים את האור שלהם. על מנת שלטלוויזיה LCD תוצג תמונה על מסך טלוויזיה, הפיקסלים חייבים להיות "backlit". מה שקורה בתהליך זה הוא שהאור הנוסע דרך הפיקסלים מתעמעם במהירות או מתבהר, בהתאם לדרישות התמונה. אם הפיקסלים עמומים מספיק, אור קטן מאוד עובר, מה שהופך את המסך להופיע כהה יותר. צבע נוסף כאשר האור עובר דרך שבב LCD ולאחר מכן דרך מסנני צבע אדום, ירוק וכחול.
- 3LCD - משמש בהקרנת וידאו, עובד באופן דומה לטלוויזיית LCD, אבל במקום זאת, שבבים מפוזרים דרך מקור מסך שלם, אור לבן מועבר דרך שלושה שבבי LCD ופריזם ולאחר מכן מוקרן על המסך.
Transmissive / שילוב אמיסי - LCD עם נקודות קוונטיות
עבור טלוויזיה ויישום להציג וידאו, נקודה קוונטית הוא מעשה ידי אדם nanocrystal עם מאפיינים מיוחדים פולטים אור, שניתן להשתמש בהם כדי לשפר את בהירות וביצועים צבע המוצג בתמונות עדיין וידאו על מסך LCD.
נקודות קוונטיות הן חלקיקים עם תכונות emissive מתכווננת שיכולה לספוג אור אנרגיה גבוהה יותר של צבע אחד ולפלוט אור נמוך יותר של צבע אחר (קצת כמו phosphors על פלזמה), אבל, במקרה זה, כאשר הם נפגעו עם פוטונים מאור חיצוני (במקרה של טלוויזיה LCD עם תאורה אחורית LED כחול), כל נקודה קוונטית פולטת צבע של אורך גל מסוים, אשר נקבע על פי גודלו.
נקודות קוונטיות ניתן לשלב לתוך טלוויזיה LCD בשלוש דרכים:
- ממוקם בתוך צינור זכוכית דקה (המכונה קצה אופטי) בתוך מבנה האור של מקור טלוויזיה בין אור LED כחול מקור האור ואת לוח מדריך אור (המבנה מפיץ את האור על פני המסך) עבור קצה מוארת LED / טלוויזיות LCD .
- על "שכבת שיפור הסרט" ממוקם בין מקור אור כחול LED ואת שבב LCD ומסנני צבע (עבור מערך מלא או ישיר LED LED / טלוויזיות LCD).
- על שבב, שבו נקודות קוונטיות משולבים ישירות על LED כחול לשימוש בשני הקצה או תצורות מואר ישירות.
עבור כל אפשרות, אור LED כחול פוגע נקודות קוונטיות, אשר נרגשים אז כך שהם פולטים אור אדום וירוק (אשר גם בשילוב עם כחול מגיע ממקור האור LED). האור בצבע ואז עובר דרך שבבי LCD, מסנני צבע, על המסך לתצוגה התמונה. תוספת קוונטית דוט emissive שכבת מאפשר לטלוויזיה LCD כדי להציג רווי יותר צבע סולם רחב יותר מאשר טלוויזיות LCD ללא תוספת קוונטית שכבת נקודה.
טכנולוגיות רפלקטיבית
- LCOS (המכונה גם D-ILA ו SXRD) LCOS הוא גרסה של 3LCD והוא משמש הקרנת וידאו. במקום לעבור אור דרך כל אחד שבבי LCD שלוש ולאחר מכן באמצעות מסנני צבע העדשה, שבב LCD הוא על גבי בסיס רעיוני, ולכן כאשר מקור אור צבעוני עובר דרך שבב משתקף באופן אוטומטי בחזרה ונשלח דרך העדשה אל מסך ההקרנה.
- DLP (3-Chip) - משמש מקרן וידאו - המפתח DLP הוא DMD (Digital Micro-Device ההתקנים), שבו כל שבב מורכב מראות tiltable זעירים. משמעות הדבר היא כי כל פיקסל על שבב DMD היא תמונת ראי מראה. תמונת וידאו מוצג על שבב DMD. Micromirrors על שבב (כל micromirror מייצג פיקסל אחד) ואז להטות מהר מאוד עם התמונה משתנה. זה מייצר את הבסיס בגווני אפור עבור התמונה.
- במקרן וידאו של 3 צ 'יפ DLP, שלושה מקורות אור משמשים (או אור לבן עבר דרך שלוש מנסרות). האור הצבעוני הוא אז מהורהר של שלושה שבבי DLP (כולם בגווני אפור, אבל הם מקבלים כל אור צבעוני שונה). מידת ההטיה של כל micromirror ביחס למקור האור בצבע בכל זמן נתון קובעת את הצבעים בתמונה. האור המוחזר עובר דרך העדשה של המקרן אל המסך.
רפלקטיבית / transmissive שילוב
- DLP (1-Chip) - משמש מקרן וידאו - בהסדר זה, יש מקור אור לבן אחד משתקף שבב יחיד DLP DMD. לאחר מכן, צבע נוסף כמו האור המוחזר עובר דרך גלגל צבע במהירות גבוהה, דרך העדשה, ולאחר מכן למסך.
לקבלת הסברים טכניים נוספים על DLP, לבדוק את המאמר נלווה שלנו: DLP וידאו יסודות מקרן.
הצגת צבע - תקני כיול
אז עכשיו, כי האלקטרוניקה ומכניקה כבר עובד על איך תמונה צבעית מקבל גם את הטלוויזיה או מסך הקרנת וידאו, השלב הבא הוא להבין איך התקנים אלה יכולים לשכפל את הצבע בצורה מדויקת ככל האפשר, למרות מגבלות טכניות.
זה המקום שבו היישום של סטנדרטים צבע בתוך שטח צבע גלוי להיות חשוב.
חלק מהסטנדרטים של כיול הצבע עבור טלוויזיות ומקרני וידאו הנמצאים בשימוש הם:
- NTSC - התקן הבסיסי לצבע אנלוגי (ארה"ב).
- Rec.601 - שיפור על תקן NTSC בסיסי.
- Rec.709 - לשימוש עם HDTVs ו HD וידאו מקרנים.
- Rec.2020 - מיועד לשימוש עם 4K Ultra HD טלוויזיות ו מקרן וידאו.
- sRGB - לשימוש בעיקר בצגי מחשב להצגת גרפיקה.
באמצעות שילוב של חומרה (colorimeter) ותוכנה (בדרך כלל באמצעות מחשב נייד), אדם יכול לכוונן טלוויזיה או מקרן וידאו יכולת שכפול צבע לאחד הסטנדרטים לעיל (בהתאם מפרט צבע של הטלוויזיה) באמצעות התאמות שסופקו או את הווידאו / הגדרות תצוגה, או תפריט שירות של מקרן הטלוויזיה או הווידאו.
דוגמאות לכלי כיול בסיסיים של וידאו (צבע), שניתן להשתמש בהם ללא צורך של טכנאי, כוללות תקליטורי בדיקה, כגון Digital Video Essentials, דיסני וואו (עולם הפלא) DVD ו- Blu-ray, דיסקים, ספירס ומונסיל HD benchmark , את הדיסק THX Calibrator, ו THX בית תיאטרון Tune-Up App תואם iOS ו- Android טלפונים / טבליות.
דוגמה של כלי וידאו בסיסי כיול המעסיקה Colorimeter ו תוכנת מחשב, הוא Datacolor Spyder צבע כיול המערכת.
דוגמה של כלי כיול נרחב יותר הוא קלמן על ידי SpectraCal.
הסיבה כלים לעיל חשובים, כי רק כמו תנאי תאורה פנימיים וחיצוניים משפיעים על היכולת של לנו לראות את הצבע בעולם האמיתי, אותם גורמים גם לבוא לשחק על איך הצבע ייראה על הטלוויזיה שלך או מסך הקרנת וידאו, תוך התחשבות כמה טוב הטלוויזיה או מקרן וידאו יכול להתאים.
כיול התאמות לא רק לכלול דברים כגון בהירות, ניגודיות, רוויית צבע, גוון צבע, אבל גם התאמות אחרות הדרושות, כגון טמפרטורת צבע, איזון לבן , גמא.
בשורה התחתונה
תפיסת הצבע בעולם האמיתי וסביבות הצפייה בטלוויזיה כרוכה בתהליכים מורכבים, כמו גם בגורמים חיצוניים אחרים. תפיסת הצבע היא יותר משחק ניחוש מאשר מדע מדויק. העין האנושית היא הכלי הטוב ביותר שיש לנו, ואף על פי שבצילום, בסרט ובווידאו, צבע מדויק יכול להיות מתויג לתקן צבע מסוים, הצבע שתראה בתצלום מודפס, בטלוויזיה או במסך הקרנת וידאו, גם אם הם נפגשים 100% מפרט צבע מסוים מפרט, עדיין לא יכול להיראות בדיוק כמו איך זה עשוי להיראות תחת התנאים בעולם האמיתי.