在真實世界和電視上的色彩感知
早在2015年，關於特定服裝的顏色的簡單調查引發了人們對我們如何感知顏色的廣泛興趣。 事實是，感知顏色的能力是複雜的，而不是確切的。
我們真正看到的
我們的眼睛看不到實際的物體，你真正看到的是從物體反射出來的光線。 你的眼睛看到的顏色是光波長被物體反射或吸收的結果。 然而，你看到的顏色不太可能是完全正確的。
影響色彩感知的因素
真實世界的色彩感受受以下幾個因素的影響：
- 物體的物理特性：由於其物理組成，物體反射或吸收的光線的波長。
- 每日時間：在早晨，下午或夜晚看到物體。
- 位置：在室外光源（晴天或陰天）或人造室內光源（和室內光源類型）中看到物體。
- 顏色感知：每對人眼如何感知顏色波長的自然變化。
- 色盲：某些人看到色彩波長時的不自然變化。
除了真實世界的色彩感知之外，在照片，打印和視頻中還有其他因素需要考慮：
- 用於捕獲圖像的儀器：攝像機檢測彩色波長的能力，結合時間和地點。
- 用於再現圖像的顯示設備：電視機，視頻投影機，打印使用不同的方法重現圖像。
- 顯示或打印機校準：如果查看打印或視頻顯示設備中的圖像，用於校準該設備以進行色彩再現的標準會影響您所看到的內容。
儘管在照片，印刷和視頻應用方面，色彩感知存在著相似之處和差異，但讓我們重新回到視頻方面。
捕捉顏色
- 首先，你必須“捕捉”圖像。 攝像機必須看到光線從物體反射出來並通過鏡頭。 入射光由目標物體反射的所有顏色組成。 該光線進入鏡頭並撞擊芯片（在舊式芯片之前，光線必須穿過特製的真空管）。
- 一旦光線落在芯片上，芯片和支持電路就會採用一種過程，將光線轉換為模擬電脈衝或數字代碼（1，0）。 然後將這個轉換後的信號發送到接收設備（在這種情況下是電視機或視頻投影機），該設備會將輸入的電脈衝（模擬）或數字代碼轉換回顯示或投影到屏幕上的圖像。然而，這裡是它變得棘手。 當照相機接收到在給定時間點反射離開物體的光並且顯示裝置必須準確呈現捕獲結果的顏色。
由於捕捉或顯示設備都不能再現從真實世界對象反射的所有顏色，所以兩個設備必須基於特定的“人造”顏色標準“猜測”，其基礎具有三原色模型。 在視頻應用中，三色模型由紅色，綠色和藍色表示。 使用不同比例的三原色的不同組合來重新創建我們在自然界看到的灰度和所有顏色陰影。
通過電視機或視頻投影機顯示顏色
由於人類在自然界中感知顏色的方式沒有確切的正確性，並且使用攝像頭捕捉準確顏色的限制。 如何在家庭環境中看電視或視頻投影儀時達成一致？
答案是雙重的，這種技術使電視/視頻投影機能夠顯示圖像和顏色，並根據預先確定的顏色標準微調其顯示顏色的能力。
以下是用於顯示黑白和彩色圖像的視頻顯示技術的簡要概述。
發射技術
- CRT - 來自顯像管頸部的電子束以逐行為基礎掃描熒光粉行以產生圖像。 當光束擊中每個熒光粉時，熒光粉被激發並產生圖像。 紅色，綠色和藍色熒光粉以適當的組合激發產生顏色，以產生特定顏色。
- 等離子體 - 熒光粉被過熱的充氣氣體點亮（類似於熒光燈）。 紅色，綠色和藍色磷光體（稱為像素和子像素）的組合產生指定的顏色。
- OLED - OLED技術可以通過兩種方式用於電視。 一種選擇是WRGB，其將白色OLED自發射子像素與紅色，綠色和藍色濾色器組合，而另一種選擇是使用自發射紅色，綠色和藍色子像素而不添加濾色器。
透射技術
- LCD - LCD像素不會產生自己的光。 為了讓液晶電視在電視屏幕上顯示圖像，像素必須“背光”。 在這個過程中會發生什麼情況是，通過像素的光線會迅速變暗或變亮，這取決於圖像的要求。 如果像素足夠暗淡，則很少光線會透過，從而使屏幕顯得更暗。 當光線穿過LCD芯片，然後通過紅色，綠色和藍色濾色器時，顏色會增加。
- 3LCD - 用於視頻投影，與液晶電視的工作方式類似，但相反，芯片散佈在整個屏幕源中，白光通過三個LCD芯片和一個棱鏡，然後投影到屏幕上。
具有量子點的透射/發射組合 - LCD
對於電視和視頻顯示應用， 量子點是一種具有特殊發光特性的人造納米晶體，可用於增強LCD屏幕上靜態和視頻圖像中顯示的亮度和色彩表現。
量子點是納米顆粒，具有可調節的發射特性，可以吸收一種顏色的較高能量光並發出另一種顏色的較低光（有點像等離子電視上的熒光粉），但在這種情況下，當它們被外部光線源（在具有藍色LED背光的液晶電視的情況下），每個量子點發射由其大小確定的特定波長的顏色。
量子點可以通過三種方式結合到液晶電視中：
- 放置在電視光源結構內的薄玻璃管內（稱為Edge Optic），位於藍色LED邊緣光源和導光板（將光線散佈在屏幕區域的結構）之間， 用於邊緣照明的LED /液晶電視 。
- 在藍色LED光源與LCD芯片和彩色濾光片（用於全陣列或直接點亮的LED / LCD電視）之間的“電影增強層”上。
- 在芯片上，量子點直接集成在藍色LED上，可用於邊緣或直下式配置。
對於每個選項，藍色LED燈點擊量子點，然後激發它們，使它們發出紅光和綠光（這也與來自LED光源的藍光相結合）。 然後彩色光線通過LCD芯片，彩色濾光片並進入屏幕進行圖像顯示。 添加的量子點發射層允許液晶電視顯示比沒有添加量子點層的LCD電視更飽和和更寬的色域 。
反光技術
- LCOS（也稱為D-ILA和SXRD） LCOS是3LCD的變體，用於視頻投影。 而不是將光線通過三個LCD芯片中的每一個，然後通過濾色器和透鏡，LCD芯片位於反射基座的頂部，所以當有色光源通過時，芯片會自動反射回來並通過透鏡到投影屏幕。
- DLP（3芯片） - 用於視頻投影儀 - DLP的關鍵是DMD（數字微鏡器件），其中每個芯片都由微型可傾斜反射鏡組成。 這意味著DMD芯片上的每個像素都是反射鏡。視頻圖像顯示在DMD芯片上。 芯片上的微鏡（每個微鏡代表一個像素）隨著圖像變化非常迅速地傾斜。 這產生了圖像的灰度基礎。
- 在三芯片DLP視頻投影機中，使用三個光源（或白光通過三個棱鏡）。 然後，彩色光從三個DLP芯片反射回來（它們都是灰度級，但每個都接收不同顏色的光）。 每個微鏡在任何給定時間相對於彩色光源的傾斜度決定了圖像中的顏色。 反射光然後通過投影機的鏡頭到達屏幕。
反光/透射組合
- DLP（單芯片） - 用於視頻投影儀 - 在這種安排中，單個DLP DMD芯片反射出一個白光源。 然後，當反射光通過高速色輪，通過鏡頭，然後到達屏幕時，顏色就會增加。
有關DLP的更多技術說明，請參閱我們的配套文章： DLP視頻投影機基礎知識。
顯示顏色 - 校準標準
所以，現在電子和機械方面已經研究出彩色圖像如何進入電視機或視頻投影屏幕，下一步是弄清楚這些設備如何盡可能準確地再現色彩，儘管技術有限。
這是顏色標准在可見顏色空間中的應用變得重要的地方。
目前正在使用的電視和視頻投影儀的一些色彩校準標準是：
- NTSC - 模擬彩色（US）的基本標準。
- Rec.601 - 改進基本的NTSC標準。
- Rec.709 - 用於高清電視和高清視頻投影儀。
- 建議2020 - 適用於4K超高清電視和視頻投影儀。
- sRGB - 主要用於顯示圖形的PC監視器。
通過硬件（色度計）和軟件（通常通過筆記本電腦）的組合，人們可以通過視頻中提供的調整將電視機或視頻投影機的色彩還原能力調整到以上標準之一（取決於電視機的色彩規格） /顯示設置或電視或視頻投影機的服務菜單。
無需技術人員即可使用的基本視頻（色彩）校準工具包括數字視頻基礎知識，迪士尼WOW（奇幻世界）DVD和藍光測試光盤， Spears和Munsil HD Benchmark ，THX Calibrator光盤和THX家庭影院調諧應用程序，用於兼容的iOS和Android手機/平板電腦。
Datacolor Spyder色彩校準系統是採用色度計和PC軟件的基本視頻校準工具的一個例子。
一個更廣泛的校準工具的例子是Calman by SpectraCal。
上述工具的重要性在於，正如室內和室外照明條件會影響我們在現實世界中看到色彩的能力一樣 ， 這些相同的因素也會影響您電視上的顏色的外觀或視頻投影屏幕，同時考慮您的電視或視頻投影機可以調整的程度。
校準調整不僅包括諸如亮度，對比度，色彩飽和度和色調控制等，還包括其他必要的調整，如色溫，白平衡和伽瑪。
底線
真實世界中的色彩感知和電視觀看環境涉及復雜的過程以及其他外部因素。 色彩感知比精確科學更像是一種猜測遊戲。 人眼是我們擁有的最佳工具，儘管在攝影，電影和視頻中，精確的顏色可以標記為特定的顏色標準，即在打印的照片，電視或視頻投影屏幕中看到的顏色，即使它們滿足特定顏色標準規範的100％，仍然看起來與它在實際條件下的外觀完全一樣。