Percepción da cor no mundo real e no televisor
De volta en 2015, unha simple investigación sobre a cor da que un vestido específico xerou un interese xeneralizado na forma en que percibimos a cor. O feito é que a capacidade de percibir a cor é complexa e non exacta.
O que realmente vemos
Os nosos ollos non ven os obxectos reais, o que realmente ves son os obxectos reflectidos da luz. A cor dos ollos é o resultado do lonxitude de onda lixeira que o obxecto absorbe ou absorbe. Non obstante, é improbable que a cor que vexas sexa totalmente correcta.
Factores que afectan á percepción da cor
A percepción da cor real é afectada por varios factores:
- Propiedades físicas dun obxecto: as lonxitudes de onda da luz que un obxecto reflicte ou absorbe naturalmente debido á súa composición física.
- Hora do día: o obxecto é visto por mañá, tarde ou luz nocturna.
- Localización: o obxecto é visto en luz exterior (día soleado ou nublado) ou luz interior artificial (e tipo de luz interior).
- Percepción da cor: variacións naturais en como cada par de ollos humanos percibe lonxitudes de onda en cor.
- Ceguera da cor: variacións non naturais en como algunhas persoas ven lonxitudes de onda en cor.
Ademais da percepción da cor do mundo real, na foto, a impresión e o vídeo hai factores adicionais a considerar:
- O instrumento utilizado na captura da imaxe: as capacidades dunha cámara para detectar longitudes de onda en combinación coa hora do día e a localización.
- O dispositivo de visualización usado para reproducir a imaxe: TV, Projetor de vídeo, Imprimir reproducir imaxes usando diferentes métodos.
- Pantalla ou calibración da impresora: se está a ver a imaxe en letra impresa ou un dispositivo de visualización de vídeo, o estándar que utilizou para calibrar ese dispositivo para reprodución de cor afecta o que ve.
Aínda que hai similitudes e diferenzas na percepción da cor en relación ás aplicacións de fotos, impresos e video, deixemos cero no lado do vídeo da ecuación.
Capturar a cor
- En primeiro lugar, ten que "capturar" a imaxe. Unha cámara de video ten que ver a luz reflectindo os obxectos e chegando a través dunha lente. A luz de entrada consiste en todas as cores reflectidas fóra do obxecto obxecto (s). Esa luz entra na lente e atinxe un chip (en tempos antigos, antes das fichas, a luz debe pasar por un tubo de baleiro especialmente construído).
- Unha vez que a luz colga sobre o chip, hai un proceso empregado polo chip e un circuíto de apoio que converte a luz en pulsos eléctricos analóxicos ou códigos dixitais (1's, 0's). Este sinal convertido envíase a un dispositivo receptor (neste caso, un televisor ou un proyector de vídeo) que converterá o pulso eléctrico (analóxico) ou o código dixital de entrada nunha imaxe que se amosará ou proxecta nunha pantalla. No entanto, aquí é onde queda complicado. A medida que a cámara recibe a luz reflectida nun obxecto nun determinado punto no tempo eo dispositivo de visualización ten que presentar a cor do resultado capturado con precisión.
Xa que nin o dispositivo de captura ou visualización pode reproducir todas as cores que se reflicten desde os obxectos do mundo real, ambos dispositivos teñen que "adiviñar" en base a estándares específicos de cor "feitos polo home", que teñen na súa base unha cor principal de tres modelo. Nas aplicacións de vídeo, o modelo de tres cores está representado por vermello, verde e azul. As diferentes combinacións das tres cores primarias en varias proporcións úsanse para recrear a escala de grises e todos os tons de cores que vemos na natureza.
Amosando a cor a través dun televisor ou un proxector de vídeo
Unha vez que non hai unha corrección definitiva sobre como os humanos perciben a cor no mundo natural, e hai limitacións que capturan a cor precisa usando unha cámara. Como se reconcilia no ambiente doméstico ao ver TV ou un proxector de vídeo?
A resposta é dúas veces máis, o tipo de tecnoloxía que permite que un proxector de TV / vídeo para mostrar imaxes e cor e axustar a súa capacidade para mostrar a cor o máis preciso posible dentro dun estándar de cor predeterminado.
Aquí tes unha breve descrición das tecnoloxías de visualización de video utilizadas para amosar tanto B & W como imaxes en cor.
Tecnoloxías emissivas
- CRT : un raio de electrón que se orixina no pescozo dun tubo de imaxe busca filas de fósforos de forma lineal para producir unha imaxe. A medida que o feixe choca con cada fósforo, o fósforo está excitado e produce a imaxe. A cor é producida por fósforo vermello, verde e azul excitado na combinación adecuada para producir unha cor específica.
- Plasma - Os fósforos son acendidos por gas cargado sobrecalentado (semellante a unha luz fluorescente). As combinacións de fósforo vermello, verde e azul (referidas como píxeles e subpíxeles) producen a cor designada.
- A tecnoloxía OLED - OLED pode ser implementada de dous xeitos para os televisores. Unha opción é WRGB, que combina subpíxeles auto-emisores OLED brancos con filtros de cor vermella, verde e azul, mentres que outra opción é empregar subpíxeles vermellos, verdes e azuis, sen filtros de cores adicionais.
Tecnoloxías transmisoras
- Os píxeles de LCD e LCD non producen a súa propia luz. Para que unha TV LCD para mostrar unha imaxe nunha pantalla de TV, os píxeles deben ser "retroiluminados". O que ocorre neste proceso é que a luz que viaxa a través dos píxeles se amolda ou se ilumina rapidamente, dependendo dos requisitos da imaxe. Se os píxeles están bastante atenuados, entra moi pouca luz, facendo que a pantalla apareza máis escura. A cor engádese cando a luz viaxa a través do chip LCD e despois a través de filtros de cor vermella, verde e azul.
- 3LCD : usado en proxección de vídeo, funciona de xeito similar ao televisor LCD, pero no seu lugar, os chips dispersos a través dunha fonte de pantalla enteira, a luz branca pasa a través de tres chips de LCD e un prisma e logo proxéctase nunha pantalla.
A combinación transmisiva / emisiva - LCD con puntos cuánticos
Para a aplicación de visualización de TV e video, un Quantum Dot é un nanocristalino artificial con propiedades especiais que emiten luz que se poden empregar para mellorar o brillo e o rendemento de cores que se amosan en imaxes fixas e de vídeo nunha pantalla LCD.
Os puntos cuánticos son nanopartículas con propiedades emisoras axustables que poden absorber a luz de maior enerxía dunha cor e emiten luz inferior doutra cor (algo así como fósforos nunha TV de Plasma), pero neste caso cando son golpeados con fotóns desde unha luz externa fonte (no caso dun televisor LCD con retroiluminación LED azul), cada punto cuántico emite cor dunha lonxitude de onda específica, que está determinada polo seu tamaño.
Os puntos cuánticos poden ser incorporados a unha TV LCD de tres xeitos:
- Colocado dentro do tubo de vidro fino (denominado Edge Optic) dentro da estrutura da fonte de luz da TV entre unha fonte de luz de borde LED azul e a Placa de guía de luz (a estrutura que difunde a luz en toda a área da pantalla) para LED / Televisores LCD .
- Nunha "capa de realce de película" colocada entre unha fonte de luz LED azul e os chip LCD e filtros de cores (para Full Array ou Direct-Lit LED / LCD TV).
- Nun chip, onde os puntos cuánticos están integrados directamente nun LED azul para o seu uso en configuracións de borde ou de iluminación directa.
Para cada opción, a luz LED azul atinxe os puntos cuánticos, que son entón animados para que emitan luz vermella e verde (que tamén se combina co azul procedente da fonte de luz LED). A luz coloreada pasa a través dos chips de LCD, filtros de cor e na pantalla para mostrar a imaxe. A capa emisiva Quantum Dot engadido permite que o televisor LCD mostre unha gama de cores máis saturada e máis ampla que os televisores LCD sen a capa de datos Quantum Dot.
Tecnoloxías reflexivas
- LCOS (tamén coñecido como D-ILA e SXRD) LCOS é unha variante de 3LCD e úsase en proxección de video. No canto de pasar a luz a través de cada un dos tres chips de LCD e despois a través dos filtros de cor e da lente, o chip LCD está encima dunha base reflectante, polo que cando unha fonte de luz coloreada pasa a través do chip, automáticamente regresa e envía a través da lente. á pantalla de proxección.
- DLP (3-Chip) - Usado en Projetores de Vídeo - A chave para DLP é o DMD (Dispositivo Micro Mirror Dixital), no que cada chip está composto por pequenos espellos inclinados. Isto significa que cada píxel nun chip DMD é un espello reflexivo. A imaxe de vídeo móstrase no chip DMD. Os micromirrores no chip (cada micromirror representa un píxel) e inclínase rapidamente a medida que a imaxe cambia. Isto produce a base de grises para a imaxe.
- Nun proxector de video DLP de 3 chips, utilízanse tres fontes de luz (ou luz branca pasou por tres prismas). A luz de cor está reflectida en tres chips DLP (todos son de escala de grises, pero cada un recibe unha luz de cor diferente). O grao de inclinación de cada micromirror en relación coa fonte de luz de cor en cada momento determina as cores na imaxe. A luz reflectida pasa a través da lente do proxector á pantalla.
Combinación reflexiva / transmisiva
- DLP (1-Chip) - Usado en Projetores de Vídeo - Neste arranxo, hai unha única fonte de luz branca que se ve reflectida nun único chip DMD DLP. A continuación, engádese a cor como a luz reflectida atravesa unha roda de cor de alta velocidade, a través da lente e despois á pantalla.
Para obter máis explicacións técnicas sobre o DLP, consulte o noso artigo de acompañante: Conceptos básicos do proyector de video DLP.
Mostrar cor - Estándares de calibración
Entón, agora que a electrónica e a mecánica traballaron sobre a forma en que unha imaxe en cor chega á súa pantalla de TV ou proxección de vídeo, o seguinte paso é descubrir como eses dispositivos poden reproducir a cor o máis precisa posible, a pesar das limitacións técnicas.
Aquí é onde a aplicación de estándares de cores dentro do espazo visible de cor faise importante.
Algúns dos estándares de calibración de cores para televisores e proxectores de video que están en uso actualmente son:
- NTSC - O estándar básico para a cor analóxica (EE. UU.).
- Rec.601 - Mellora sobre o estándar NTSC básico.
- Rec.709 - Para uso con HDTVs e Projetores de Vídeo HD.
- Rec.2020 - Destinado a usar con televisores 4K Ultra HD e Projetores de Vídeo.
- sRGB - Para usar principalmente en PC Monitores para mostrar gráficos.
Usando unha combinación de hardware (colorímetro) e software (normalmente a través dun portátil), unha persoa pode axustar unha capacidade de reprodución de cores de TV ou vídeo a un dos estándares anteriores (segundo as especificacións de cor da TV) a través dos axustes proporcionados no vídeo / configuracións de visualización ou menú de servizo do televisor ou o proyector de vídeo.
Exemplos de ferramentas de calibración de vídeo básicas (cor) que pode usar, sen a necesidade dun técnico, inclúen discos de proba, como Digital Video Essentials, Disney WOW (World of Wonder), DVD e Blu-ray Discs, Spears e Munsil. HD Benchmark , o THX Calibrator Disc ea aplicación THX Home Theater para compatibles iOS e teléfonos e tabletas con Android.
Un exemplo dunha ferramenta de calibración de vídeo básica que emprega un software Colorimeter e PC é o Sistema de calibración de cor Datacolor Spyder.
Un exemplo dunha ferramenta de calibración máis extensa é Calman por SpectraCal.
A razón pola que son importantes as ferramentas anteriores é que así como as condicións de iluminación interior e exterior afectan a capacidade de nós para ver a cor no mundo real, estes mesmos factores tamén entran en xogo en canto se verá a cor no televisor ou pantalla de proxección de vídeo, tendo en conta o ben que pode axustar o televisor ou o proxector de vídeo.
Os axustes de calibración non só inclúen cousas como o brillo, o contraste, a saturación de cores e o control de tonalidade, senón tamén outros axustes necesarios, como a temperatura da cor, a balanza branca e a gama.
O punto de partida
A percepción da cor no mundo real e os ambientes de visualización de televisión implica procesos complicados, así como outros factores externos. A percepción da cor é máis dun xogo de adiviñas que unha ciencia precisa. O ollo humano é a mellor ferramenta que temos, e aínda que en fotografía, película e vídeo, a cor precisa pode etiquetarse cun estándar de cor específico, a cor que ves nunha pantalla impresa, a televisión ou a pantalla de proxección de vídeo, mesmo se cumpren o 100% dunha especificación específica de patróns de cores, aínda non pode verse exactamente igual a como se pode ver nas condicións do mundo real.