Percepcija boja u stvarnom svijetu i na TV-u
Još u 2015. godini, jednostavna istraga o tome koja je boja određena odjeća izazvala široko zanimanje za način na koji vidimo boju. Činjenica je da je sposobnost da percipiramo boju složena, a ne točno.
Ono što stvarno vidimo
Naše oči ne vide stvarni objekt, ono što stvarno vidite jest svjetlo koje se odbija od objekata. Boja koju vidite je rezultat onoga što svjetlosne duljine reflektiraju ili apsorbiraju objekt. Međutim, malo je vjerojatno da je boja koju vidite potpuno točna.
Čimbenici koji utječu na percepciju boja
Na percepciju boja u stvarnom svijetu utječu nekoliko čimbenika:
- Fizička svojstva nekog objekta: Valne duljine svjetlosti koje neki objekt odražava ili apsorbira prirodno zbog svoje fizičke strukture.
- Vrijeme dana: Objekt se vidi u jutarnjim, popodnevnim ili noćnim svjetlima.
- Mjesto: Objekt se vidi u vanjskom svjetlu (sunčan ili oblačno dan) ili umjetno zatvoreno svjetlo (i vrsta unutarnjeg svjetla).
- Percepcija boja: prirodne varijacije u načinu na koji svaki par ljudskih oči percipira valne duljine boja.
- Boja sljepoće: neprirodne varijacije u načinu na koji neki ljudi vide valne duljine boja.
Pored opažanja boja u stvarnom svijetu, na fotografijama, tisku i videozapisu, postoje dodatni čimbenici za razmotriti:
- Instrument koji se koristi pri snimanju slike: Mogućnosti fotoaparata za otkrivanje valnih duljina boja u kombinaciji s dobrim danom i lokacijom.
- Uređaj za prikaz koji se koristi pri reprodukciji slike: TV, video projektor, Ispis reproduciraju slike različitim metodama.
- Prikaz ili kalibracija pisača: Ako gledate sliku u ispisu ili uređaju za prikaz videozapisa, standard koji je koristio za kalibriranje tog uređaja za reprodukciju boja utječe na ono što vidite.
Iako postoje sličnosti i razlike u percepciji boja s obzirom na fotografije, ispise i video aplikacije, neka nula na video strani jednadžbe.
Snimanje boje
- Prvo, morate "uhvatiti" sliku. Video kamera mora vidjeti svjetlo koje odbija objekte i dolazi kroz objektiv. Ulazna svjetlost sastoji se od svih boja koje se odbijaju od ciljanog objekta (objekata). Ta svjetlost ulazi u objektiv i pogoduje čip (u starim danima, prije čipova, svjetlost je morala proći kroz posebno izgrađenu vakuumsku cijev).
- Jednom kad svjetlo stane na čip, postoji proces koji koristi čip, i potporni strujni krug, koji pretvara svjetlo u analogne električne impulse ili digitalne kodove (1, 0). Taj pretvoreni signal zatim se šalje uređaju za primanje (u ovom slučaju TV prijemniku ili videoprojektoru) koji će pretvoriti dolazni električni impuls (analogni) ili digitalni kod natrag u sliku koja se prikazuje ili projicira na zaslon. Međutim, ovdje je mjesto postaje lukav. Budući da fotoaparat prima odbljesno svjetlo od objekta u određenoj vremenskoj točki, uređaj za prikaz mora točno prikazati boju zarobljenog rezultata.
Budući da ni uređaj za snimanje niti prikazivanje ne može reproducirati sve boje koje se odražavaju iz objekata stvarnog svijeta, oba uređaja moraju "pogoditi" na temelju specifičnih "umjetnih" standarda boja, koji su na svom temelju, tri osnovne boje model. U video aplikacijama, model s tri boje zastupa crvena, zelena i plava. Različite kombinacije tri osnovne boje u različitim omjerima koriste se za ponovno stvaranje sivih tonova i svih nijansi boja koje vidimo u prirodi.
Prikaz boja putem TV ili video projektora
Budući da ne postoji konačna ispravnost o tome kako ljudi percipiraju boju u prirodnom svijetu, a postoje ograničenja koja preuzimaju točnu boju pomoću kamere. Kako se to usklađuje u kućnom okruženju pri gledanju televizije ili videoprojektora?
Odgovor je dvostruko, vrsta tehnologije koja omogućuje TV / video projektorima prikaz slika i boja te fino podešavanje njihove mogućnosti prikazivanja boje što je moguće preciznije u unaprijed određenoj boji standarda.
Evo kratkog pregleda tehnologija prikaza videozapisa koji se koriste za prikazivanje slika u boji i crno-bijele boje.
Emissive Technologies
- CRT - Elektronička snaga koja potječe iz vrata slike cijevi skenira redove fosfora na liniji po liniji kako bi se dobila slika. Budući da zraka udara svaki fosfor, fosfor je uzbuđen i stvara sliku. Boja proizvodi crvena, zelena i plava fosforna uzbuđena u odgovarajućoj kombinaciji kako bi nastala određena boja.
- Plazma - Fosforne se svijetle s pregrijanim nabijenim plinom (slično fluorescentnom svjetlu). Kombinacije crvenih, zelenih i plavih fosfora (označene kao pikseli i podpikseli) proizvode određenu boju.
- OLED tehnologija može se provesti na dva načina za televizore. Jedna je opcija WRGB, koja kombinira bijele OLED autopilotne podpiksele s filtrima crvene, zelene i plave boje, dok je druga opcija upotreba samozapaljenih crvenih, zelenih i plavih podpiksela bez dodanih filtara boja.
Transmissive Technologies
- LCD - LCD pikseli ne proizvode vlastito svjetlo. Kako bi LCD televizor prikazao sliku na TV zaslonu, pikseli moraju biti "pozadinski osvijetljeni". Ono što se događa u ovom postupku je da svjetlost koja prolazi kroz piksele brzo zatamnjena ili osvijetljena, ovisno o zahtjevima slike. Ako su pikseli prigušeni, vrlo malo svjetla prolazi, što čini da zaslon izgleda tamnije. Boja se dodaje dok svjetlo putuje kroz LCD čip, a zatim kroz crvene, zelene i plave filtre.
- 3LCD - Koristi se u video projekciji, radi na sličan način kao i LCD TV, ali umjesto toga, čipovi raspršeni kroz čitav izvor zaslona, bijela svjetlost prolazi kroz tri LCD čipa i prizmu, a zatim projicira na zaslon.
Kombinirana transmisijska / emitivna kombinacija - LCD s kvantnim točkama
Za aplikaciju za TV i video prikaz, Quantum Dot je umjetni nanokristal, s posebnim svojstvima koja emitiraju svjetlost, a koji se mogu koristiti za poboljšanje svjetline i performansi boje koji se prikazuju na nepomičnim i video snimkama na LCD zaslonu.
Kvantne točkice su nanočestice s podesivim emisijskim svojstvima koja mogu apsorbirati veću energetsku svjetlost jedne boje i ispuštati nižu svjetlost druge boje (nešto poput fosfora na Plazma TV), ali u ovom slučaju, kada su pogođeni fotonima s vanjske svjetlosti izvor (u slučaju LCD televizora s plavim LED pozadinskim osvjetljenjem), svaka kvantna točka emitira boju određene valne duljine koja se određuje prema veličini.
Kvantne točkice mogu se ugraditi u LCD TV na tri načina:
- Postavljena unutar tanke staklene cijevi (koja se naziva Edge Optic) unutar strukture izvora svjetlosti televizora između plavog LED rubnog izvora svjetlosti i svjetlosnog vodilice (struktura koja rasprostire svjetlost po površini zaslona) za LED / LCD televizori .
- Na "sloju za poboljšavanje filma" koji se nalazi između plavog LED izvora svjetlosti i LCD čipa i filtara boja (za Full Array ili Direct-Lit LED / LCD televizore).
- Na čipu, gdje su kvantne točkice integrirane izravno na plavu LED svjetiljku za upotrebu u oba ruba ili izravno osvijetljenim konfiguracijama.
Za svaku opciju, Plava LED svjetlost udari kvantne točkice, a zatim se uzbuđuju tako da emitiraju crvenu i zelenu svjetlost (koja se također kombinira s plavom koja dolazi od LED izvora svjetlosti). Svjetlo u boji zatim prolazi kroz LCD čipove, filtre u boji i na zaslonu za prikaz slike. Dodani kvantni dotični emitivni sloj omogućuje LCD televizoru da prikazuje zasićeniju i širi spektar boja od LCD televizora bez dodanog sloja Quantum Dot.
Reflektirajuće tehnologije
- LCOS (također poznat kao D-ILA i SXRD) LCOS je varijanta 3LCD i koristi se u video projekciji. Umjesto da prenosi svjetlost kroz svako od tri LCD čipa, a zatim kroz filtre u boji i leću, LCD čip se nalazi na vrhu reflektirajuće baze, pa kad se obojeni izvor svjetlosti prođu kroz čip automatski se reflektiraju i šalju kroz leću na zaslon projiciranja.
- DLP (3-Chip) - koristi se u video projektorima - Ključ za DLP je DMD (Digital Micro-mirror Device), u kojem svaki čip sastoji se od sitnih nagnutih zrcala. To znači da je svaki piksel na DMD čipu reflektirajuće ogledalo. Video slika prikazana je na DMD čipu. Micromirrors na čipu (svaki mikromirror predstavlja jedan piksel), a zatim naginje vrlo brzo kao što se slika mijenja. To stvara temelje u sivim tonovima slike.
- U 3-Chip DLP video projektoru koriste se tri izvora svjetlosti (ili bijela svjetlost prolaze kroz tri prizme). Svjetlo u boji reflektira od tri DLP čipa (oni su sve u sivim tonovima, ali svaka od njih prima različite svjetlosti u boji). Stupanj nagiba svakog mikromirusa u odnosu na izvor svjetla u bilo kojem trenutku određuje boje na slici. Odbijena svjetlost se zatim prolazi kroz objektiv projektora prema zaslonu.
Reflektirajuća / transmisijska kombinacija
- DLP (1-čip) - koristi se u video projektorima - U ovom uređaju postoji jedan bijeli izvor svjetlosti koji se odbija od jednog DLP DMD čipa. Zatim se dodaje boja kao što reflektirana svjetlost prolazi kroz kotačić velike brzine, kroz objektiv, a zatim na zaslon.
Za daljnja tehnička objašnjenja o DLP-u pogledajte članak pratitelja: Osnove DLP video projektora.
Prikaz boja - standardi umjeravanja
Dakle, sada kada su obradeni elektronika i mehanika o načinu na koji slika u boji dobije bilo televizijski ili video projekcijski zaslon, sljedeći korak je da shvatite kako ti uređaji mogu reproducirati boju što je točnije moguće, unatoč tehničkim ograničenjima.
Ovo je mjesto gdje primjena standarda boja unutar vidljivog prostora boja postaje važna.
Neki od standardnih kalibracijskih standarda za televizore i videoprojektore koji se trenutno koriste su:
- NTSC - Osnovni standard za analognu boju (SAD).
- Rec.601 - Poboljšanje nad osnovnim NTSC standardom.
- Rec.709 - Za uporabu s HDTV i HD video projektorima.
- Rec.2020 - Namijenjen za uporabu s 4K Ultra HD televizorima i video projektorima.
- sRGB - Za upotrebu uglavnom u monitorima računala za prikazivanje grafike.
Pomoću kombinacije hardvera (kolorimetra) i softvera (obično putem prijenosnog računala) osoba može fino podešavati sposobnost reprodukcije u boji televizora ili videoprojektora na jedan od gore navedenih standarda (ovisno o specifikacijama boja TV-a) putem podešavanja u videozapisu / postavke zaslona ili izbornik servisa TV ili video projektora.
Primjeri osnovnih alata za kalibraciju video (boja) koje možete koristiti, bez potrebe tehničara, uključuju testne diskove, kao što su Digital Video Essentials, diskoteke DVD i Blu-ray diskove Disney WOW (World of Wonder), Spears i Munsil HD Benchmark , THX Calibrator disk i THX Home Theater Tune-up aplikaciju za kompatibilne iOS i Android telefone / tablete.
Primjer osnovnog alata za kalibraciju videozapisa koji koristi softver Colorimeter i PC, je Datacolor Spyder Color Calibration System.
Primjer opsežnog alata za umjeravanje je Calman by SpectraCal.
Razlog zbog kojeg su gore navedeni alati važni jest da baš kao što unutarnji i vanjski uvjeti osvjetljavanja utječu na sposobnost da vidimo boju u stvarnom svijetu, i oni isti čimbenici također dolaze u igru o tome kako će izgledati boja na TV-u ili video projekcijskog zaslona, uzimajući u obzir koliko se dobro može prilagoditi Vaš TV ili video projektor.
Podešavanje kalibracije ne uključuje samo stvari kao što su svjetlina, kontrast, zasićenost boja i kontrola nagiba, ali i druge potrebne prilagodbe, kao što su temperatura boje, bijela ravnoteža i Gamma.
Donja linija
Percepcija boja u stvarnom svijetu i okruženja gledanja televizije uključuje složene procese, kao i druge vanjske čimbenike. Percepcija boja više je nagađanja nego precizna znanost. Ljudsko oko je najbolji alat koji imamo, a iako se u fotografiji, filmu i videozapisu točna boja može označiti određenom standardnom boji, boju koju vidite na zaslonu za tiskanu fotografiju, televiziju ili projekciju videozapisa, čak i ako oni zadovoljavaju 100% specifičnih specifikacija standarda boja, još uvijek ne mogu izgledati baš isto kao i kako izgleda u stvarnim uvjetima.