Percepció del color al món real i al televisor
A partir del 2015, una simple consulta sobre el color que un vestit específic va generar un interès generalitzat en com percebem el color. El fet és que la capacitat de percebre el color és complexa i no exacta.
El que vam veure realment
Els nostres ulls no veuen els objectes reals, el que realment veieu és la llum que reflecteix els objectes. El color que veuen els ulls és el resultat del que es reflecteixen o absorbeixen les longituds d'ona de la llum. Tanmateix, és poc probable que el color que veus sigui totalment correcte.
Factors que afecten la percepció del color
La percepció del color del món real es veu afectada per diversos factors:
- Propietats físiques d'un objecte: les longituds d'ona de la llum que un objecte reflecteix o absorbeix naturalment a causa del seu maquillatge físic.
- Hora del dia: l'objecte es veu al matí, a la tarda o a la llum de la nit.
- Ubicació: l'objecte es veu a la llum exterior (dia assolellat o ennuvolat) o llum interior artificial (i tipus de llum interior).
- Percepció del color: variacions naturals en com cada parell d'ulls humans percep longituds d'ona de color.
- Ceguera del color: variacions no naturals de com algunes persones veuen longituds d'ona en color.
A més de la percepció del color del món real, a la foto, la impressió i el vídeo, hi ha factors addicionals a tenir en compte:
- L'instrument utilitzat en la captura de la imatge: les capacitats d'una càmera per detectar longituds d'ona de colors en combinació amb l'hora del dia i la ubicació.
- El dispositiu de visualització utilitzat per reproduir la imatge: TV, projector de vídeo, impressió reprodueix imatges amb diferents mètodes.
- Pantalla o calibració de la impressora: si visualitzeu la imatge en format imprès o en un dispositiu de visualització de vídeo, l'estàndard que es fa servir per calibrar aquest dispositiu per a la reproducció del color afecta el que veu.
Encara que hi ha similituds i diferències en la percepció del color pel que fa a la foto, la impressió i les aplicacions de vídeo, anem a zero en el costat de vídeo de l'equació.
Captant el color
- En primer lloc, heu de "capturar" la imatge. Una càmera de vídeo ha de veure la llum reflectint objectes i arribant a través d'una lent. La llum d'entrada consisteix en tots els colors reflectits dels objectes objectiu. Aquesta llum entra a la lent i colpeja un xip (en els vells temps, abans de les xips, la llum havia de passar per un tub de buit especialment construït).
- Una vegada que la llum es posa sobre el xip, hi ha un procés emprat pel xip i circuits de suport que converteixen la llum en polsos elèctrics analògics o codis digitals (1's, 0's). Aquest senyal convertit s'envia a un dispositiu receptor (en aquest cas un televisor o un projector de vídeo) que converteix el pols elèctric entrant (analògic) o el codi digital de nou en una imatge que es mostra o es projecta en una pantalla. No obstant això, aquí és on es fa difícil. A mesura que la càmera rep la llum que reflecteix un objecte en un moment determinat i el dispositiu de visualització ha de presentar el color del resultat capturat amb precisió.
Atès que ni el dispositiu de captura ni visualització pot reproduir tots els colors reflectits dels objectes del món real, els dos dispositius han de "suposar" basant-se en estàndards de color "fets per l'home" específics, que tenen en el seu fonament un color primari de tres model En les aplicacions de vídeo, el model de tres colors està representat per Rojo, Verd i Blau. Les diferents combinacions dels tres colors primaris en diverses proporcions s'utilitzen per recrear l'escala de grisos i totes les ombres de color que veiem a la natura.
Mostrant el color a través d'un televisor o un projector de vídeo
Atès que no hi ha una correcció definitiva sobre com els éssers humans perceben el color en el món natural, i hi ha limitacions que capturen un color exacte mitjançant una càmera. Com es reconcilia en l'entorn familiar quan es veu la televisió o un projector de vídeo?
La resposta és doble, el tipus de tecnologia utilitzada que permet que un projector de TV / vídeo mostri imatges i colors i ajusti la seva capacitat de mostrar el color el més precís possible dins d'un estàndard de color preestablert.
Aquí teniu una breu ressenya de les tecnologies de visualització de vídeo que s'utilitzen per mostrar imatges de B & W i de color.
Tecnologies emissives
- CRT : un feix d'electrons originat al coll d'un tub de fotografia analitza fileres de fòsfor de forma lineal per produir una imatge. A mesura que el feix colpeja cada fòsfor, el fòsfor s'il·lusiona i produeix la imatge. El color és produït per fòsfors vermells, verds i blaus, excitats en la combinació adequada per produir un color específic.
- Plasma : els fòsfors estan il·luminats per gas recarregat sobreescalfat (similar a una llum fluorescent). Les combinacions de fòssils vermells, verds i blaus (anomenats píxels i subpíxels) produeixen el color designat.
- La tecnologia OLED - OLED es pot implementar de dues maneres per als televisors. Una opció és WRGB, que combina els subpíxels emissors d'OLED blancs amb filtres de color vermell, verd i blau, mentre que una altra opció és utilitzar subpíxels vermells, verds i blaus autosuficients sense filtres de color afegits.
Tecnologies transmissives
- LCD : Els píxels de la pantalla LCD no produeixen la seva pròpia llum. Perquè un televisor LCD pugui mostrar una imatge en una pantalla de TV, els píxels han de ser "retroil·luminats". El que passa en aquest procés és que la llum que recorre els píxels s'incrementa o s'engrandeix ràpidament, depenent dels requisits de la imatge. Si els píxels es tanquen prou, es passa molt poc, fent que la pantalla es mostri més fosca. S'afegeix el color a mesura que la llum recorre el xip LCD i després a través de filtres de color vermell, verd i blau.
- 3LCD : utilitzat en la projecció de vídeo, funciona de manera similar a la televisió LCD, però en canvi, les fitxes escampades a través d'una font de pantalla completa, la llum blanca passa a través de tres xips LCD i un prisma i després es projecta a una pantalla.
La combinació transmissiva / emissiva - LCD amb punts quàntics
Per a l'aplicació de visualització de TV i vídeo, un Quantum Dot és un nanocristal fet per l'home amb propietats especials que emeten llum que es poden utilitzar per millorar el rendiment de la brillantor i el color que es mostren en imatges fixes i de vídeo en una pantalla LCD.
Els punts quàntics són nanopartícules amb propietats emissives ajustables que poden absorbir una llum més alta d'un color i emeten llum inferior d'un altre color (una mica com un fòsfor en una TV de plasma), però, en aquest cas, quan són copejades amb fotons d'una llum exterior font (en el cas d'un televisor LCD amb una retroil·luminació LED blau), cada punt quàntic emet un color d'una longitud d'ona determinada, que es determina per la seva mida.
Quantum Dots es pot incorporar a un televisor LCD de tres maneres:
- Situat a l'interior del tub de vidre prim (anomenat Edge Optic) dins de l'estructura de la font de llum de la TV entre una font de llum de vora blava LED i la Light Guide Plate (l'estructura que dissemina la llum a través de la zona de la pantalla) per a LED / Televisors LCD .
- En una "capa de realç de la pel·lícula" situada entre una font de llum LED blau i els filtres de color xip LCD i de color (per a matrius completes o televisors LED / LCD directes).
- En un xip, on els punts quàntics s'integren directament en un LED blau per utilitzar-los en configuracions de vora o de llum directa.
Per a cada opció, la llum LED blava arriba als punts de Quantum, que després s'emocionen perquè emetin llum vermella i verd (que també es combina amb el blau procedent de la font de llum LED). La llum de color passa a través de les xips LCD, els filtres de color i a la pantalla de visualització d'imatges. La capa emissiva Quantum Dot afegida permet que el televisor LCD mostri una gamma de colors més saturada i més àmplia que els televisors LCD sense la capa addicional de Quantum Dot.
Tecnologies reflexives
- LCOS (també anomenat D-ILA i SXRD) LCOS és una variant de 3LCD i s'utilitza en la projecció de vídeo. En lloc de passar llum a través de cadascun dels tres xips LCD i després a través dels filtres de color i la lent, el xip LCD es troba damunt d'una base reflectant, de manera que quan una font de llum de color passa pel xip es reflecteix automàticament i s'envia a través de la lent a la pantalla de projecció.
- DLP (3 xips) : s'utilitza en els projectors de vídeo: la clau del DLP és el DMD (Dispositiu de mirall digital), en el qual cada xip està format per petits miralls inclinables. Això significa que cada píxel en un xip DMD és un mirall reflector. La imatge del vídeo es mostra al xip DMD. Els micromirrors del xip (cada micromirror representa un píxel), després s'inclina ràpidament a mesura que canvia la imatge. Això produeix la base de grisos per a la imatge.
- En un projector de video DLP de 3 xips, s'utilitzen tres fonts de llum (o la llum blanca passa per tres prismes). La llum de color es reflecteix després de tres xips DLP (tots són d'escala de grisos, però cada un està rebent diferents colors). El grau de inclinació de cada micromirror en relació amb l'origen de la llum del color en un moment donat determina els colors de la imatge. La llum reflectida es passa a través de la lent del projector cap a la pantalla.
Combinació reflexiva / transmissiva
- DLP (1-Chip) - S'utilitza en els projectors de vídeo: en aquest dispositiu, hi ha una única font de llum blanca que es reflecteix en un únic xip DMD DLP. A continuació, s'afegeix el color a mesura que la llum reflectida passa per una roda de color d'alta velocitat, a través de la lent, i després a la pantalla.
Per obtenir més explicacions tècniques sobre DLP, consulteu el nostre article complementari: Conceptes bàsics del projector de vídeo DLP.
Visualització de colors: estàndards de calibració
Així doncs, ara que l'electrònica i la mecànica s'han treballat sobre com s'obté una imatge de color a la pantalla de projecció de televisió o de vídeo, el següent pas és descobrir com aquests dispositius poden reproduir el color amb la major precisió possible, tot i les limitacions tècniques.
Aquí és on l'aplicació de les normes de color dins de l'Espai de color visible esdevé important.
Alguns dels estàndards de calibratge de color per als televisors i els projectors de video que estan en ús són actualment:
- NTSC : estàndard bàsic per al color analògic (EUA).
- Rec.601 - Millora de l'estàndard NTSC bàsic.
- Rec.709 - Per a ús amb HDTV i Projectors de Vídeo HD.
- Rec.2020 - Destinada a utilitzar-la amb 4K Ultra HD i Projectors de Vídeo.
- sRGB: per a l'ús principalment en PC Monitors per mostrar gràfics.
Mitjançant una combinació de maquinari (colorímetre) i programari (normalment a través d'un ordinador portàtil), una persona pot ajustar la capacitat de reproducció del color dels projectors de TV o vídeo a un dels estàndards anteriors (depenent de les especificacions de color del televisor) a través dels ajustos proporcionats en el vídeo / configuració de visualització o menú de servei del televisor o projector de vídeo.
Exemples de les eines de calibratge de vídeo bàsics (color) que podeu utilitzar, sense necessitat d'un tècnic, inclouen discs de prova, com ara Digital Video Essentials, DVD WOW (World of Wonder) i els discs Blu-ray, Spears i Munsil HD Benchmark , el disc THX Calibrator, i l'aplicació THX Home Theater per a compatibles iOS i telèfons i tauletes Android.
Un exemple d'una eina bàsica de calibratge de vídeo que utilitza un programari Colorimeter i PC és el Datacolor Spyder Color Calibration System.
Un exemple d'una eina de calibratge més extensa és Calman per SpectraCal.
La raó per la qual les eines anteriors són importants és que igual que les condicions d'il·luminació a l'interior i exterior afecten la capacitat de veure el color en el món real, aquests mateixos factors també entren en joc sobre el que tindrà el color al vostre televisor o pantalla de projecció de vídeo, tenint en compte el rendiment del televisor o del projector de vídeo.
Els ajustos de calibratge no només inclouen elements com ara la brillantor, el contrast, la saturació del color i el control de tint, sinó també altres ajustos necessaris, com ara la temperatura del color, l'equilibri blanc i la gamma.
La línia inferior
La percepció del color en el món real i els entorns de visualització de TV impliquen processos complicats, així com altres factors externs. La percepció del color és més un joc d'endevinalles que una ciència precisa. L'ull humà és la millor eina que tenim, i encara que, en fotografia, pel·lícula i vídeo, el color exacte es pot etiquetar amb un color específic, el color que es mostra en una fotografia impresa, televisió o pantalla de projecció de vídeo, fins i tot si compleixen el 100% d'una especificació de normes de color específica, encara no es pot veure exactament igual a com es podria veure en condicions del món real.