Percepcija boje u stvarnom svetu i na vašem TV-u
Još u 2015. godini, jednostavna istraga u vezi sa kojom bojom određena haljina izazvala je široko rasprostranjen interes u tome kako mi percipiraju boju. Činjenica je da je sposobnost percepcije boje složena, a ne tačna.
Ono što stvarno vidimo
Naše oči ne vide stvarne predmete, ono što zaista vidite je reflektovana svetlost objekata. Boja koja vidite u vašim očima je rezultat onoga što reflektuje ili apsorbira objekat svetlosne talasne dužine. Međutim, malo je verovatno da je boja koju vidite u potpunosti tačna.
Faktori koji utiču na percepciju boje
Na percepciju boja u realnom svetu utiču nekoliko faktora:
- Fizičke osobine objekta: talasne dužine svetlosti objekat reflektuje ili apsorbuje prirodno zbog svoje fizičke šminke.
- Vrijeme dana: objekat se vidi u jutarnjim, popodnevnim ili noćnim svetlima.
- Lokacija: objekat se vidi u vanjskom svijetu (sunčan ili oblačno vrijeme) ili umjetnom unutrašnjem svjetlu (i vrhu unutrašnjeg svjetla).
- Percepcija boja: Prirodne varijacije u tome kako svaki par ljudskih očiju doživljava talasne dužine boja.
- Boja slepota: neprirodne varijacije u tome kako neke osobe vide talasne dužine u boji.
Pored percepcije boja u realnom svetu, u fotografiji, štampanju i videou postoje dodatni faktori koji treba razmotriti:
- Instrument koji se koristi za snimanje slike: Mogućnost kamere da detektuje kolor talasne dužine u kombinaciji sa vremenom dana i lokacije.
- Uređaj prikaza koji se koristi u reprodukciji slike: TV, video projektor, štampanje reprodukuje slike pomoću različitih metoda.
- Ekran ili kalibracija štampača: Ako pregledate sliku u štampanom ili uređaju za video prikaz, standard koji je koristio za kalibriranje tog uređaja za reprodukciju boje utiče na ono što vidite.
Iako postoje sličnosti i razlike u percepciji boja u odnosu na fotografije, štampu i video aplikacije, pustimo nulu na video strani jednačine.
Hvatanje boje
- Prvo, morate da "uhvatite" sliku. Video kamera mora da vidi svetlost koja odslikava objekte i prolazi kroz sočivo. Ulazno svetlo se sastoji od svih boja koje se odbijaju od ciljnih objekata. Ta svetlost ulazi u objektiv i udara u čip (u starim danima, pre čipova, svetlo je moralo proći kroz specijalno izgrađenu vakuumsku cev).
- Jednom kada svetlost ulazi na čip, postoji proces koji se koristi čipom i pomoćnim kolom koji pretvara svetlo u analogne električne impulse ili digitalne kodove (1, 0). Ovaj konvertovani signal se zatim šalje na prijemni uređaj (u ovom slučaju TV ili video projektor) koji će pretvoriti dolazni električni puls (analogni) ili digitalni kod natrag u sliku koja je prikazana ili projektovana na ekranu. Međutim, ovdje je postaje nezgodno. Kako kamera prima svetlo odsjao objekat u datom trenutku i uređaj za prikaz mora tačno da prikaže boju zauzetog rezultata.
Pošto ni uređaj za snimanje ili prikaz ne može reproducirati sve boje koje se odražavaju od objekata stvarnog sveta, oba uređaja moraju "ugulati" na osnovu specifičnih "standardnih" standarda boje, koji imaju u svom osnivanju tri osnovne boje model. U video aplikacijama, trodimenzionalni model predstavlja Crveni, Zeleni i Plavi. Različite kombinacije tri osnovne boje u različitim odnosima koriste se za rekonstrukciju sivog sita i svih nijansi boja koje vidimo u prirodi.
Prikazivanje boje preko TV-a ili video projektora
S obzirom na to da ne postoji definitivna ispravnost o tome kako ljudi percipiraju boju u prirodnom svetu, a postoje ograničenja koja zauzimaju tačnu boju koristeći kameru. Kako se to pomiri u kućnom okruženju prilikom gledanja televizije ili video projektora?
Odgovor je dvostruki, vrsta tehnologije koja omogućava TV / video projektoru da prikaže slike i boju i fino podesi svoju sposobnost da prikaže boju što preciznijim u unapred određenom standardu boje.
Evo kratkog pregleda tehnologija video prikaza koji se koriste za prikazivanje slika u boji i slike u boji.
Emissive Technologies
- CRT - Elektronski zrak koji potiče iz vrata cevi za snimanje skenira redove fosfora po liniji po liniji kako bi se proizveo slika. Budući da zraci udari svaki fosfor, fosfor je uzbuđen i proizvodi sliku. Boja se proizvodi uz pomoć crvenih, zelenih i plavih fosfora uzbuđenih u odgovarajućoj kombinaciji da bi proizvela određenu boju.
- Plazma - fosfori osvetljeni prekomjerno zagrejanim gasom (slično Fluorescentnom svetlu). Kombinacije crvenih, zelenih i plavih fosfora (nazvane kao pikseli i pod-pikseli) proizvode naznačenu boju.
- OLED - OLED tehnologija se može implementirati na dva načina za televizore. Jedna od opcija je WRGB, koja kombinuje bele OLED samoremitirajuće potpiklice sa filterima crvene, zelene i plave boje, dok je druga opcija korištenje crvenih, zelenih i plavih sub-piksela koje se same emituju, bez dodatnih bojnih filtera.
Transmitivne tehnologije
- LCD - LCD pikseli ne proizvode sopstveno svetlo. Da bi LCD TV prikazao sliku na TV ekranu, pikseli moraju biti "pozadinsko osvetljeni". Ono što se dešava u ovom procesu je da svetlost koja prolazi kroz piksele je brzo zatamnjena ili osvijetljena, u zavisnosti od zahtjeva slike. Ako su pikseli dovoljno zatamnjeni, vrlo malo svetlosti prolazi, čineći da se ekran pojavljuje tamnije. Boja se dodaje kako svetlost putuje kroz LCD čip, a zatim kroz crvene, zelene i plave boje.
- 3LCD - Koristi se u video projekciji, radi na sličan način na LCD televizorima, ali umjesto toga, čipovi razbacani kroz cijeli izvor ekrana, belo svjetlo prolazi kroz tri LCD čipa i Prism, a zatim projektuje na ekran.
Transmissive / Emissive Combination - LCD sa kvantnim tačkama
Za TV i video prikaz aplikacija, Quantum Dot je umetnički nanokristal sa posebnim osobinama koje emitiraju svetlost koje se mogu koristiti za poboljšanje osvetljenosti i performansi boja koji se prikazuju u mirnim i video snimcima na LCD ekranu.
Kvantne tačke su nanočestice sa podesivim emajzivnim svojstvima koja mogu da apsorbuju višu energetsku svjetlost jedne boje i emituju donju svjetlost druge boje (donekle poput fosfora na plazma TV), ali u ovom slučaju kada su udarni sa fotonima sa spoljašnjeg svjetla izvor (u slučaju LCD televizora sa pozadinskim osvetljenjem Blue LED), svaka kvantna tačka emituje boju određene talasne dužine, koja je određena njegovom veličinom.
Quantum Dots se mogu ugraditi na LCD televizor na tri načina:
- Postavljen unutar tanke staklene cijevi (nazvan Edge Optic) unutar strukture izvora svjetlosti između plavog LED izvora svjetlosti i Light Guide Plate (struktura koja proširuje svjetlost preko područja ekrana) za ivice LED / LCD televizori .
- Na "sloju poboljšanja filma" postavljenim između izvora svetlosti LED plave boje i LCD čipa i filtera u boji (za Full Array ili Direct-Lit LED / LCD televizore).
- Na čipu, gde se kvantne tačke integrišu direktno na plavu LED lampicu za upotrebu u bilo kojoj ivici ili direktno osvetljenoj konfiguraciji.
Za svaku opciju, plavo LED svetlo udara u Quantum Dots, koje se onda uzbuđuju tako što emituju crveno i zeleno svetlo (koje je takođe kombinovano sa plavim izlazom iz LED svetlosnog izvora). Nakon toga, obojeno svetlo prolazi kroz LCD čipove, filtere boja, a zatim na ekran za prikaz slike. Dodati Quantum Dot emisijski sloj omogućava LCD televizoru da prikaže više zasićenije i šire gamere u boji od LCD televizora bez dodatnog sloja Quantum Dot.
Reflektivne tehnologije
- LCOS (takođe nazvan D-ILA i SXRD) LCOS je varijanta 3LCD i koristi se u video projekciji. Umesto da prođe svetlost kroz svaki od tri LCD čipa, a zatim kroz filtere u boji i sočivo, LCD čip je na vrhu refleksivne osnove, tako da kada obojeni izvor svetlosti prolazi kroz čip se automatski reflektuje nazad i šalje kroz objektiv na projekcioni ekran.
- DLP (3-čip) - koristi se u video projektorima - ključ DLP-a je DMD (Digital Micro-mirror Device), u kojem svaki čip sastoji se od malih tiltovanih ogledala. To znači da je svaki piksel na DMD čipu reflektirajuće ogledalo. Video slika se prikazuje na DMD čipu. Mikrocentri na čipu (svaki mikromirror predstavlja jedan piksel), a onda se naglo naginje dok se slika menja. Ovo stvara sivu osnovu za sliku.
- U 3-Chip DLP video projektoru, koriste se tri izvora svetlosti (ili belo svetlo prolazi kroz tri prizma). Obojena svetlost odbija se od tri DLP čipa (svi su sivi, ali svaki od njih prima različito obojeno svetlo). Stepen nagiba svakog mikromirrora u odnosu na izvor boja u bilo kom trenutku određuje boje na slici. Reflektirano svetlo se zatim prosljeđuje kroz objektiv projektora na ekran.
Reflektivna / transmisijska kombinacija
- DLP (1-Chip) - Koristi se u video projektorima - U ovom aranžmanu postoji samo jedan izvor bijelog svjetla koji se odražava na jedan DLP DMD čip. Zatim, boja se dodaje kako reflektorska svetlost prolazi kroz brzi taster boje, preko sočiva, a zatim na ekran.
Za dodatna tehnička objašnjenja o DLP-u, pogledajte naš prateći članak: Osnove DLP video projektora.
Prikazivanje standarda za kalibraciju boja
Dakle, sada kada su elektronika i mehanika razrađeni kako će slika u boji stići do vašeg TV ili video projekcionog ekrana, sledeći korak je da saznamo kako ti uređaji mogu reprodukovati boju što je preciznije, uprkos tehničkim ograničenjima.
Ovo je primena standarda boje u vidljivom Color Space-u postala važna.
Neki standardi za kalibraciju boja za televizore i video projektore koji se trenutno koriste su:
- NTSC - Osnovni standard za analognu boju (SAD).
- Rec.601 - Poboljšanje bazičnog NTSC standarda.
- Rec.709 - Za upotrebu sa HDTV-ima i HD video projektorima.
- Rec.2020 - Namenjen za upotrebu sa 4K Ultra HD televizorima i video projektorima.
- sRGB - Za upotrebu uglavnom u PC monitoru za prikazivanje grafike.
Koristeći kombinaciju hardvera (kolorimetra) i softvera (obično preko laptopa), osoba može fino podesiti sposobnost reprodukcije boje televizora ili video projektora na jedan od gore navedenih standarda (u zavisnosti od specifikacija boja u televizoru) putem prilagođavanja koja se obezbeđuju ili u video zapisu / postavke ekrana ili servisni meni televizora ili video projektora.
Primeri osnovnih alata za kalibraciju videa (boje) koji možete koristiti bez potrebe tehničara uključuju test diskove, kao što su Digital Video Essentials, Disney WOW (World of Wonder) DVD i Blu-ray test diskovi, Spears i Munsil HD Benchmark , THX Calibrator Disc i THX Home Tune-up App za kompatibilne iOS i Android telefone / tablete.
Primjer osnovnog alata za kalibraciju video snimaka koji koristi softver Colorimeter i PC, je Datacolor Spyder Color Calibration System.
Primjer opsežnijeg kalibracionog alata je Calman od SpectraCal-a.
Razlog zašto su gorenavedeni alati važni, jeste to što baš u uslovima unutrašnjeg i spoljašnjeg osvjetljenja utiču na sposobnost da vidimo boju u stvarnom svijetu, ti iste faktore se takođe pojavljuju u igri kako će boja izgledati na vašem TV-u ili video projekcionog ekrana, uzimajući u obzir koliko se vaš TV ili video projektor može prilagoditi.
Prilagođavanje kalibracije ne uključuje samo stvari kao što su osvetljenost, kontrast, zasićenost boje i kontrola boje, ali i druga neophodna podešavanja, kao što su Temperatura boje , Balans belog i Gamma.
Bottom Line
Percepcija boja u realnom svijetu i okruženju gledanja televizije uključuje komplikovane procese, kao i druge vanjske faktore. Percepcija boje je više nego pogodna igra nego precizna nauka. Ljudsko oko je najbolji alat koji imamo, iako, u fotografiji, filmu i videu, tačna boja se može označiti za određeni standard boje, boju koju vidite na štampanom fotografskom, TV ili video projekcionom ekranu, čak i ako oni ispunjavaju 100% specifične specifikacije specifikacija boja, ipak ne mogu izgledati potpuno isto kao i kako bi izgledali pod uslovima iz stvarnog sveta.