Tilbage i 2015 blev en simpel forespørgsel vedrørende hvilken farve en bestemt kjole udvist udbredt interesse for, hvordan vi opfatter farve. Faktum er, at evnen til at opfatte farve er kompleks og ikke eksakt.
Hvad vi virkelig ser
Vores øjne ser ikke virkelige objekter, hvad du virkelig ser, er lyset reflekteret fra objekter. Farven, dine øjne ser, er resultatet af, hvilke lysbølgelængder der afspejles eller absorberes af objektet. Det er dog usandsynligt, at den farve du ser er helt korrekt.
Faktorer der påvirker farveopfattelsen
Real-world farve opfattelse er påvirket af flere faktorer:
- Fysiske egenskaber ved et objekt: Lysets bølgelængder en genstand afspejler eller absorberer naturligt på grund af dens fysiske makeup.
- Tid på dagen: Objektet ses i morgen, eftermiddag eller natlys.
- Beliggenhed: Objektet ses i udendørs lys (solrigt eller overskyet dag) eller kunstigt indendørs lys (og type indendørs lys).
- Farveopfattelse: Naturlige variationer i hvordan hvert par menneskelige øjne opfatter farvebølgelængder.
- Farveblindhed: Unaturlige variationer i, hvordan nogle personer ser farvebølgelængder.
Ud over den virkelige farvefarve, i foto, trykning og video er der yderligere faktorer at overveje:
- Instrumentet bruges til at fange billedet: Kameraets evner til at detektere farvebølgelængder i kombination med tidspunktet på dagen og placeringen.
- Displayenheden, der bruges til at gengive billedet: TV, videoprojektor, Udskriv reproducer billeder ved hjælp af forskellige metoder.
- Skærm eller printerkalibrering: Hvis du ser billedet i print eller en videoindstillingsenhed, påvirker den standard, der bruges til at kalibrere den pågældende enhed til farvegengivelse, det, du ser.
Selv om der er ligheder og forskelle i farveopfattelse med hensyn til foto-, print- og videoapplikationer, lad os nul ind på videoens side af ligningen.
Capturing Color
- For det første skal du "fange" billedet. Et videokamera skal se lyset, der afspejler objekter og kommer gennem en linse. Indtastningslyset består af alle de farver, der reflekteres fra målobjektet (e). Det lys kommer ind i linsen og rammer en chip (i gamle dage før chips skulle lyset passere gennem et specielt bygget vakuumrør).
- Når lyset lander på chippen, er der en proces, der anvendes af chippen og understøttende kredsløb, der konverterer lyset til enten analoge elektriske impulser eller digitale koder (1'er, 0'er). Dette konverterede signal sendes så til en modtagerenhed (i dette tilfælde et tv eller en videoprojektor), der konverterer indgående elektrisk puls (analog) eller digital kode tilbage til et billede, der vises eller projiceres på en skærm. Men her er der det bliver vanskelig. Da kameraet modtager lyset reflekteret fra et objekt på et givet tidspunkt, og displayenheden skal præsentere farven på det indfangede resultat præcist.
Da både optagelses- eller displayenheden ikke kan reproducere alle de farver, der afspejles fra de virkelige verdensobjekter, skal begge enheder "gætte" på grundlag af specifikke "menneskeskabte" farvestandarder, der har sin grundlag en tre primære farve model. I videoapplikationer er den tre farvemodel repræsenteret af Rød, Grøn og Blå. Forskellige kombinationer af de tre primære farver i forskellige forhold bruges til at genskabe gråtonen og alle farvefarver, som vi ser i naturen.
Viser farve via et tv eller en videoprojektor
Da der ikke er nogen endelig korrekthed på, hvordan mennesker opfatter farve i den naturlige verden, og der er begrænsninger, der fanger præcis farve ved hjælp af et kamera. Hvordan er dette forenet i hjemmemiljøet, når du ser tv eller en videoprojektor?
Svaret er to gange, hvilken type teknologi der bruges, som gør det muligt for en tv / video projektor at vise billeder og farver og finjustere deres evne til at vise farve så præcis som muligt inden for en forudbestemt farvestandard.
Her er et kort overblik over video display teknologier, der bruges til at vise både B & W og farvebilleder.
Emissive Technologies
- CRT - En elektronstråle med oprindelse i halsen på et billedrør scanner rækker af fosfor på linje for linje for at producere et billede. Når strålen rammer hver fosfor, bliver fosforen ophidset og producerer billedet. Farve er produceret af røde, grønne og blå fosfor spændt i den rigtige kombination for at producere en specifik farve.
- Plasma - Fosfor tændes af overophedet ladet gas (svarende til et fluorescerende lys). Kombinationer af røde, grønne og blå fosforer (omtalt som pixel og underpixel) producerer den udpegede farve.
- OLED - OLED-teknologien kan implementeres på to måder til tv. En mulighed er WRGB, som kombinerer hvide OLED-selvemitterende subpixel med Rød, Grøn og Blå farvefiltre, mens en anden mulighed er at bruge selvemitterende Rød, Grøn og Blå subpixel uden tilsatte farvefiltre.
Transmissive Technologies
- LCD - LCD-pixels producerer ikke deres eget lys. For at et LCD-tv skal kunne vise et billede på en tv-skærm, skal pixelene være "baggrundsbelysning". Hvad der sker i denne proces er, at lyset, der bevæger sig gennem billedpunkterne, bliver hurtigt dæmpet eller lyst, afhængigt af billedets krav. Hvis pixelerne er dæmpet nok, kommer meget lidt lys igennem, hvilket gør skærmen mørkere. Farve tilsættes som lyset bevæger sig gennem LCD-chip og derefter gennem røde, grønne og blå farvefiltre.
- 3LCD - Bruges i videoprojektion, fungerer på samme måde som LCD-tv, men i stedet spredes chips gennem en hel skærmkilde, hvide lys sendes gennem tre LCD-chips og et prisme og projiceres derefter på en skærm.
Den Transmissive / Emissive Combination - LCD med Quantum Dots
Til tv- og video-skærmprogrammer er en Quantum Dot en menneskeskabt nanokrystal med særlige lysemitterende egenskaber, som kan bruges til at forbedre lysstyrken og farveydelsen i stillbilleder og videobilleder på en LCD-skærm.
Quantum Dots er nanopartikler med justerbare emissive egenskaber, som kan absorbere højere energilampe af en farve og udsender lavere lys af en anden farve (noget som fosfor på et Plasma TV), men i dette tilfælde, når de rammes med fotoner fra et udvendigt lys kilde (i tilfælde af et LCD-tv med en blå LED-baggrundsbelysning) udsender hver kvantepunkt farve af en specifik bølgelængde, som bestemmes af dens størrelse.
Quantum Dots kan inkorporeres i et LCD-tv på tre måder:
- Placeret indeni af tyndt glasrør (kaldet en Edge Optic) inde i tv'ets lyskildestruktur mellem en blå LED-kantlyskilde og Light Guide Plate (den struktur, der breder lyset over skærmens område) til kantlyset LED / LCD-tv.
- På et "filmforbedringslag" placeret mellem en blå LED-lyskilde og LCD-chip og farvefiltre (til Full Array eller Direct-Lit LED / LCD TV).
- På en chip, hvor kvantepunkter integreres direkte på en blå LED til brug i enten kant eller direkte oplyste konfigurationer.
For hver indstilling rammer den blå LED-lampe Quantum Dots, som derefter er spændte, så de udsender rødt og grønt lys (hvilket også kombineres med Blue fra LED-lyskilden). Det farvede lys passerer derefter gennem LCD-chips, farvefiltre og på skærmen til visning af billed. Det tilsatte Quantum Dot-emissive lag gør det muligt for LCD-tv'et at vise et mere mættet og bredere farveskala end LCD-tv uden det tilsatte Quantum Dot-lag.
Reflekterende teknologier
- LCOS (også kaldet D-ILA og SXRD)LCOS er en variant af 3LCD og bruges i videoprojektion. I stedet for at passere lys gennem hver af de tre LCD-chips og derefter gennem farvefiltre og linsen, er LCD-brikken oven på en reflekterende base, så når en farvet lyskilde passerer gennem chippen, reflekteres den automatisk tilbage og sendes gennem linsen til projektionsskærmen.
- DLP (3-chip) - Anvendes i videoprojektorer - Nøglen til DLP er DMD (Digital Micro-Mirror Device), hvor hver chip består af små vippespejle. Dette betyder, at hver pixel på en DMD-chip er et reflekterende spejl. Videobilledet vises på DMD-chip. Mikromirrorene på chippen (hver mikromirror repræsenterer en pixel) vipper så hurtigt som billedet ændrer sig. Dette producerer gråtone fundamentet for billedet.
- I en 3-Chip DLP videoprojektor anvendes tre lyskilder (eller hvidt lys passeret gennem tre prismer). Det farvede lys reflekteres derefter af tre DLP-chips (de er alle gråtoner, men hver har forskellige farvede lys). Hældningsgraden for hver mikromirror i forhold til farve lyskilden til enhver tid bestemmer farverne i billedet. Det reflekterede lys passeres derefter gennem projektorens objektiv til skærmen.
Reflekterende / Transmissiv Kombination
- DLP (1-chip) - Anvendes i videoprojektorer - I dette arrangement er der en enkelt hvid lyskilde, der afspejles ud fra en enkelt DLP DMD-chip. Derefter tilføjes farve, da reflekteret lys passerer gennem et højhastighedsfarvehjul gennem linsen og derefter til skærmen.
For yderligere tekniske forklaringer om DLP, se vores companionartikel: DLP Video Projector Basics.
Viser farve - kalibreringsstandarder
Så nu, hvor elektronikken og mekanikerne er blevet udarbejdet om, hvordan et farvebillede kommer til enten dit tv- eller videoprojektionsskærmbillede, er det næste skridt at finde ud af, hvordan disse enheder kan gengive farve så præcist som muligt, på trods af tekniske begrænsninger.
Det er her, hvor anvendelsen af farvestandarder inden for det synlige farverum bliver vigtigt.
Nogle af farvekalibreringsstandarderne for tv'er og videoprojektorer, der er i brug i øjeblikket, er:
- NTSC - Den grundlæggende standard for analog farve (US).
- Rec.601 - Forbedring over grundlæggende NTSC standard.
- Rec.709 - Til brug med HDTV og HD Video Projectors.
- Rec.2020 - beregnet til brug med 4K Ultra HD-tv og videoprojektorer.
- sRGB - Til brug for det meste i pc-skærme til visning af grafik.
Ved hjælp af en kombination af hardware (farveimeter) og software (normalt via en bærbar computer) kan en person finjustere en tv- eller videoprojektor farvegengivelsesfunktion til en af ovennævnte standarder (afhængigt af tv's farvespecifikationer) via justeringer i enten videoen / visningsindstillinger eller servicemenuen på tv- eller videoprojektoren.
Eksempler på grundlæggende video (farve) kalibreringsværktøjer, som du kan bruge uden brug af en tekniker, inkluderer testdiske, som f.eks. Digital Video Essentials, Disney WOW (World of Wonder) DVD og Blu-ray Test Discs, Spears og Munsil HD Benchmark, THX Calibrator Disc og THX Home Theater Tune Up App til kompatible iOS og Android telefoner / tablets.
Et eksempel på et grundlæggende videokalibreringsværktøj, der anvender en Colorimeter- og pc-software, er Datacolor Spyder Color Calibration System.
Et eksempel på et mere omfattende kalibreringsværktøj er Calman by SpectraCal.
Årsagen til, at ovenstående værktøjer er vigtige, er, at ligesom indendørs og udendørs lysforhold påvirker evnen hos os til at se farve i virkeligheden, kommer de samme faktorer også til at spille for, hvordan farven vil se ud på dit tv eller videoprojektionsskærm, under hensyntagen til, hvor godt dit tv- eller videoprojektor kan justere.
Kalibreringsjusteringer omfatter ikke kun ting som lysstyrke, kontrast, farvemætning og farvetryk, men også andre nødvendige justeringer, såsom Farvetemperatur, Hvidbalance og Gamma.
Bundlinjen
Farveopfattelse i den virkelige verden og tv-visningsmiljøer indebærer komplicerede processer, såvel som andre eksterne faktorer. Farveopfattelsen er mere et gættespil end en præcis videnskab.Det menneskelige øje er det bedste værktøj, vi har, og selvom det i fotografering, film og video kan nøjagtige farver mærkes med en bestemt farvestandard, den farve du ser på et trykt fotografi, tv eller videoprojektionsskærm, selvom de opfylder 100% af en specifik farvestandardspecifikation, men kan stadig ikke se præcis det samme som hvordan det kan se under virkelige forhold.
