Terug in 2015, een eenvoudig onderzoek met betrekking tot welke kleur een specifieke jurk leidde tot wijdverspreide interesse in hoe we kleur waarnemen. Het feit is dat het vermogen om kleur waar te nemen complex is en niet exact.
Wat we echt zien
Onze ogen zien geen voorwerp (en), wat je echt ziet is het licht dat weerkaatst wordt door objecten. De kleur die je ogen zien is het resultaat van welke lichtgolflengten worden gereflecteerd of geabsorbeerd door het object. Het is echter onwaarschijnlijk dat de kleur die u ziet volledig correct is.
Factoren die de kleurperceptie beïnvloeden
De perceptie van echte kleuren wordt beïnvloed door verschillende factoren:
- Fysieke eigenschappen van een object: De golflengten van licht die een voorwerp reflecteert of op natuurlijke wijze absorbeert vanwege zijn fysieke samenstelling.
- Tijdstip: Het object wordt gezien in de ochtend-, middag- of nachtverlichting.
- Plaats: Het object wordt gezien bij buitenlicht (zonnige of bewolkte dag) of kunstmatig binnenlicht (en type binnenlicht).
- Kleurperceptie: Natuurlijke variaties in hoe elk paar menselijke ogen kleurgolven waarneemt.
- Kleurenblind: Onnatuurlijke variaties in hoe sommige personen kleurgolven zien.
Naast real-world kleurperceptie, in foto's, afdrukken en video zijn er nog andere factoren waarmee u rekening moet houden:
- Het instrument dat werd gebruikt bij het vastleggen van de afbeelding: De mogelijkheden van een camera om kleurgolven te detecteren in combinatie met het tijdstip en de locatie.
- Het weergaveapparaat dat wordt gebruikt bij het reproduceren van de afbeelding: Tv, videoprojector, Print afbeeldingen op verschillende manieren.
- Weergave of printer kalibratie: Als u de afbeelding in gedrukte vorm of een videoweergaveapparaat bekijkt, is de standaard die is gebruikt om dat apparaat te kalibreren voor kleurreproductie van invloed op wat u ziet.
Hoewel er overeenkomsten en verschillen zijn in kleurperceptie met betrekking tot foto-, print- en videotoepassingen, laten we ons richten op de videozijde van de vergelijking.
Kleur vastleggen
- Eerst moet je de afbeelding "vastleggen". Een videocamera moet het licht van objecten zien reflecteren en door een lens komen. Het binnenkomende licht bestaat uit alle kleuren die worden weerkaatst door het / de doelobject (en). Dat licht komt de lens binnen en raakt een chip (in de oude tijd, voor chips, moest het licht door een speciaal gebouwde vacuümbuis).
- Zodra het licht op de chip landt, is er een door de chip gebruikt proces en ondersteunende schakelingen die het licht in analoge elektrische pulsen of digitale codes (1's, 0's) omzetten. Dit geconverteerde signaal wordt vervolgens verzonden naar een ontvangend apparaat (in dit geval een tv of videoprojector) dat binnenkomende elektrische pulsen (analoog) of digitale code weer omzet in een afbeelding die wordt weergegeven of geprojecteerd op een scherm. Dit is waar het wordt lastig. Omdat de camera het op een bepaald tijdstip gereflecteerde licht ontvangt en het weergaveapparaat de kleur van het vastgelegde resultaat nauwkeurig moet presenteren.
Aangezien noch het opname- of weergave-apparaat alle kleuren kan reproduceren die worden weerspiegeld door de echte wereldobjecten, moeten beide apparaten "raden" op basis van specifieke "door de mens gemaakte" kleurnormen, die in de basis een drie primaire kleuren hebben model. In videotoepassingen wordt het drie kleurenmodel weergegeven door rood, groen en blauw. Verschillende combinaties van de drie primaire kleuren in verschillende verhoudingen worden gebruikt om de grijstinten en alle kleurschakeringen na te bootsen die we in de natuur zien.
Kleur weergeven via een tv of videoprojector
Aangezien er geen definitieve correctheid is voor hoe mensen kleur in de natuurlijke wereld waarnemen, en er beperkingen zijn die nauwkeurige kleuren vastleggen met behulp van een camera. Hoe wordt dit afgestemd in de thuisomgeving bij het kijken naar tv of een videoprojector?
Het antwoord is tweevoudig, het type technologie dat wordt gebruikt dat een tv / videoprojector in staat stelt om afbeeldingen en kleuren weer te geven, en hun vermogen om kleuren zo nauwkeurig mogelijk weer te geven binnen een vooraf bepaalde kleurstandaard aan te passen.
Hier is een kort overzicht van videoweergavetechnieken die worden gebruikt om zowel zwart-witbeelden als kleurenafbeeldingen weer te geven.
Emissive Technologies
- CRT - Een elektronenbundel afkomstig van de hals van een beeldbuis scant rijen van fosforen op een lijn-per-lijn basis om een beeld te produceren. Terwijl de straal elke fosfor raakt, wordt de fosfor geëxciteerd en produceert deze het beeld. Kleur wordt geproduceerd door rode, groene en blauwe fosforen geëxciteerd in de juiste combinatie om een specifieke kleur te produceren.
- Plasma - Fosforen worden verlicht door oververhit geladen gas (vergelijkbaar met een TL-licht). Combinaties van rode, groene en blauwe fosforen (aangeduid als pixels en subpixels) produceren de aangewezen kleur.
- OLED - OLED-technologie kan op twee manieren voor tv's worden geïmplementeerd. Een optie is WRGB, dat witte OLED zelf-emitterende subpixels combineert met rode, groene en blauwe kleurenfilters, terwijl een andere optie is om zelf-emitterende rode, groene en blauwe subpixels te gebruiken zonder toegevoegde kleurfilters.
Doorlatende technologieën
- LCD - LCD-pixels produceren geen eigen licht. Opdat een lcd-tv een afbeelding op een tv-scherm zou kunnen weergeven, moeten de pixels "van achteren" zijn. Wat er in dit proces gebeurt, is dat het licht dat door de pixels beweegt snel wordt gedimd of helderder, afhankelijk van de vereisten van het beeld. Als de pixels voldoende gedimd zijn, gaat er heel weinig licht door waardoor het scherm donkerder lijkt. Kleur wordt toegevoegd als het licht door de LCD-chip reist en vervolgens door rode, groene en blauwe kleurenfilters.
- 3LCD - Gebruikt in videoprojectie, werkt op een vergelijkbare manier als een lcd-tv, maar in plaats daarvan worden de chips verspreid over een volledige schermbron, wit licht door drie LCD-chips en een prisma gepasseerd en vervolgens op een scherm geprojecteerd.
The Transmissive / Emissive Combination - LCD met Quantum Dots
Voor toepassing op tv- en videoweergave is een Quantum Dot een door de mens vervaardigd nanokristal met speciale lichtgevende eigenschappen die kunnen worden gebruikt om de helderheid en kleurprestaties te verbeteren die worden weergegeven in stilstaande en videobeelden op een LCD-scherm.
Quantum Dots zijn nanodeeltjes met instelbare emitterende eigenschappen die een hoger energielicht van één kleur kunnen absorberen en lager licht van een andere kleur (enigszins als fosfors op een plasma-tv) kunnen uitstoten, maar in dit geval wanneer ze worden geraakt met fotonen van een buitenlicht bron (in het geval van een lcd-tv met een blauwe led-achtergrondverlichting), zendt elke quantumpunt een kleur uit met een specifieke golflengte, die wordt bepaald door de grootte.
Quantum Dots kunnen op drie manieren in een lcd-tv worden geïntegreerd:
- Binnenin de dunne glazen buis geplaatst (hierna Edge-optiek genoemd) in de lichtbronstructuur van de tv tussen een blauwe LED-randlichtbron en de lichtgeleiderplaat (de structuur die het licht over het scherm verspreidt) voor LED-verlichte LED's / Lcd-tv's.
- Op een "filmverbeteringslaag" geplaatst tussen een blauwe LED-lichtbron en de LCD-chip en kleurenfilters (voor Full Array of Direct-Lit LED / LCD TV's).
- Op een chip, waarbij quantum dots direct op een blauwe LED worden geïntegreerd voor gebruik in rand- of direct verlichte configuraties.
Voor elke optie raakt het blauwe LED-lampje de Quantum Dots, die vervolgens worden geëxciteerd zodat ze rood en groen licht uitstralen (wat ook wordt gecombineerd met de Blue die afkomstig is van de LED-lichtbron). Het gekleurde licht gaat vervolgens door de LCD-chips, kleurenfilters en op het scherm voor beeldweergave. Met de toegevoegde Quantum Dot-emitterende laag kan de lcd-tv een verzadiger en breder kleurenbereik weergeven dan lcd-tv's zonder de toegevoegde Quantum Dot-laag.
Reflecterende technologieën
- LCOS (ook wel D-ILA en SXRD genoemd)LCOS is een variant van 3LCD en wordt gebruikt bij videoprojectie. In plaats van licht door elk van de drie LCD-chips en vervolgens door kleurenfilters en de lens te laten, bevindt de LCD-chip zich bovenop een reflecterende basis, dus wanneer een gekleurde lichtbron passeert, wordt de chip automatisch teruggekaatst en door de lens verzonden naar het projectiescherm.
- DLP (3-chip) - Gebruikt in videoprojectoren - De sleutel tot DLP is het DMD (Digital Micro-mirror Device), waarbij elke chip bestaat uit kantelbare kleine spiegels. Dit betekent dat elke pixel op een DMD-chip een reflecterende spiegel is. Het videobeeld wordt weergegeven op de DMD-chip. De microspiegels op de chip (elke microspiegel vertegenwoordigt één pixel) en kantelen vervolgens zeer snel terwijl het beeld verandert. Dit produceert de basis in grijstinten voor de afbeelding.
- In een 3-Chip DLP-videoprojector worden drie lichtbronnen gebruikt (of wit licht door drie prisma's). Het gekleurde licht is dan reflecterend op drie DLP-chips (ze zijn allemaal in grijstinten, maar ze ontvangen elk verschillend gekleurd licht). De mate van kanteling van elke microspiegel ten opzichte van de kleurenlichtbron op een bepaald moment bepaalt de kleuren in het beeld. Het gereflecteerde licht wordt vervolgens door de lens van de projector naar het scherm geleid.
Reflecterende / doorlatende combinatie
- DLP (1-chip) - Gebruikt in videoprojectoren - In deze opstelling is er een enkele witte lichtbron die wordt gereflecteerd door een enkele DLP DMD-chip. Vervolgens wordt kleur toegevoegd, omdat gereflecteerd licht door een snel kleurenwiel, door de lens en vervolgens naar het scherm passeert.
Raadpleeg voor meer technische uitleg over DLP ons bijbehorende artikel: DLP Video Projector Basics.
Weergeven van kleur - kalibratiestandaarden
Dus nu de elektronica en de mechanica zijn uitgewerkt voor de manier waarop een kleurenafbeelding uw tv- of videoprojectiescherm bereikt, is de volgende stap om erachter te komen hoe deze apparaten kleur, ondanks technische beperkingen, zo nauwkeurig mogelijk kunnen reproduceren.
Dit is waar de toepassing van kleurnormen binnen de zichtbare kleurruimte belangrijk wordt.
Enkele van de kleurkalibratienormen voor tv's en videoprojectoren die momenteel in gebruik zijn, zijn:
- NTSC - De basisstandaard voor analoge kleuren (VS).
- Rec.601 - Verbetering van de standaard NTSC-standaard.
- Rec.709 - Voor gebruik met HDTV's en HD-videoprojectoren.
- Rec.2020 - Bestemd voor gebruik met 4K Ultra HD-tv's en videoprojectoren.
- sRGB - voor gebruik meestal in pc-monitoren voor het weergeven van grafische afbeeldingen.
Met behulp van een combinatie van hardware (colorimeter) en software (meestal via een laptop) kan een persoon de kleurreproductie van een tv of videoprojector afstemmen op een van de bovenstaande standaarden (afhankelijk van de kleurspecificaties van de tv) via aanpassingen in de video / weergave-instellingen of servicemenu van de tv of videoprojector.
Voorbeelden van standaard video (kleur) kalibratietools die u kunt gebruiken, zonder de noodzaak van een technicus, omvatten testschijven, zoals Digital Video Essentials, Disney WOW (World of Wonder) DVD en Blu-ray testschijven, de Spears en Munsil HD Benchmark, de THX Calibrator Disc en de THX Home Theatre Tune-up-app voor compatibele iOS- en Android-telefoons / -tablets.
Een voorbeeld van een standaard videokalibratietool met een colorimeter- en pc-software, is het Datacolor Spyder kleurenkalibratiesysteem.
Een voorbeeld van een uitgebreider kalibratietool is Calman van SpectraCal.
De reden dat de bovenstaande hulpmiddelen belangrijk zijn, is dat net zoals lichtomstandigheden binnen en buiten van invloed zijn op het vermogen van ons om kleur in de echte wereld te zien, diezelfde factoren ook een rol spelen in hoe de kleur eruit ziet op uw tv of videoprojectiescherm, rekening houdend met hoe goed uw tv of videoprojector kan worden aangepast.
Kalibratie-aanpassingen omvatten niet alleen dingen zoals helderheid, contrast, kleurverzadiging en tintregeling, maar ook andere noodzakelijke aanpassingen, zoals Kleurtemperatuur, Witbalans en Gamma.
Het komt neer op
Kleurperceptie in de echte wereld en tv-kijkomgevingen brengt ingewikkelde processen met zich mee, evenals andere externe factoren. Kleurperceptie is meer een gokspel dan een precieze wetenschap.Het menselijk oog is de beste tool die we hebben en hoewel, in fotografie, film en video, nauwkeurige kleuren kunnen worden getagd volgens een specifieke kleurenstandaard, de kleur die u ziet op een afgedrukte foto, tv of videoprojectiescherm, zelfs als ze voldoen aan 100% van een specifieke specificatie voor kleurstandaarden, maar kunnen er nog steeds niet precies hetzelfde uitzien als hoe het eruit zou kunnen zien onder realistische omstandigheden.
