إدراك اللون والتلفزيون الخاص بك

إدراك اللون في العالم الحقيقي وعلى التلفزيون الخاص بك

مرة أخرى في عام 2015 ، أثار استفسار بسيط بخصوص لون فستان معين اهتماما واسع النطاق بكيفية رؤيتنا للون. والحقيقة هي أن القدرة على إدراك الألوان معقدة وليست دقيقة.

ما نراه حقا

لا ترى أعيننا الأشياء (الأشياء) الفعلية ، ما تراه حقاً هو الضوء المنعكس من الأجسام. إن اللون الذي تراه عيناك هو نتيجة ما ينعكس أو يمتصه الموجات الضوئية من الجسم. ومع ذلك ، من غير المحتمل أن يكون اللون الذي تراه صحيحًا تمامًا.

العوامل المؤثرة على إدراك اللون

يتأثر إدراك الألوان الواقعية بالعديد من العوامل:

• الخواص الفيزيائية لأحد الكائنات: الأطوال الموجية للضوء يعكسها أو يمتصها بشكل طبيعي بسبب تركيبه المادي.
• وقت اليوم: يتم رؤية الكائن في الصباح أو بعد الظهر أو ضوء الليل.
• الموقع: يُنظر إلى الكائن في ضوء في الهواء الطلق (يوم مشمس أو غائم) أو ضوء داخلي صناعي (ونوع داخلي من الإضاءة).
• إدراك اللون: التغيرات الطبيعية في كيفية رؤية كل زوج من العيون البشرية للأطوال الموجية للألوان.
• عمى الألوان: اختلافات غير طبيعية في كيفية رؤية بعض الأشخاص للأطوال الموجية للألوان.

بالإضافة إلى إدراك الألوان الواقعية ، في الصور والطباعة والفيديو ، هناك عوامل إضافية يجب وضعها في الاعتبار:

• الأداة المستخدمة في التقاط الصورة: قدرات كاميرا للكشف عن أطوال موجية بالألوان مع الوقت من اليوم والمكان.
• جهاز العرض المستخدم في إعادة إنتاج الصورة: تلفاز ، جهاز عرض فيديو ، طباعة قم بإعادة إنتاج الصور باستخدام طرق مختلفة.
• العرض أو معايرة الطابعة: إذا كنت تعرض الصورة المطبوعة أو جهاز عرض الفيديو ، فإن المعيار المستخدم لمعايرة هذا الجهاز لإعادة إنتاج الألوان يؤثر على ما تراه.

على الرغم من وجود أوجه تشابه واختلاف في إدراك اللون فيما يتعلق بالتصوير ، والطباعة ، وتطبيقات الفيديو ، دعنا ننقر على جانب الفيديو من المعادلة.

التقاط اللون

• أولاً ، عليك "التقاط" الصورة. يجب أن ترى كاميرا الفيديو الضوء الذي يعكس الكائنات ويمر من خلال العدسة. يتكون ضوء الإدخال من جميع الألوان المنعكسة من الكائن (الكائنات) المستهدفة. يدخل هذا الضوء العدسة ويضرب شريحة (في الأيام القديمة ، قبل الرقائق ، كان الضوء يمر من خلال أنبوب فراغ مبني خصيصا).
• وبمجرد أن يسقط الضوء على الرقاقة ، فهناك عملية تستخدمها الرقاقة ، والدوائر الداعمة ، التي تحول الضوء إلى نبضات كهربائية تناظرية ، أو رموز رقمية (1's ، 0's). ثم يتم إرسال هذه الإشارة المحولة إلى جهاز الاستقبال (في هذه الحالة جهاز عرض تلفزيوني أو فيديو) الذي سيحول النبضة الكهربائية الواردة (التناظرية) أو الرمز الرقمي إلى صورة يتم عرضها أو عرضها على شاشة. ومع ذلك ، هنا يصبح خادع. عندما تستقبل الكاميرا الضوء ينعكس على كائن ما في وقت معين ، يجب أن يعرض جهاز العرض لون النتيجة التي تم التقاطها بدقة.

نظرًا لعدم استطاعة جهاز الالتقاط أو العرض إعادة إنتاج جميع الألوان التي تنعكس من كائنات العالم الحقيقي ، يجب على كلا الجهازين "تخمين" استنادًا إلى معايير ألوان محددة "من صنع الإنسان" ، والتي لها أساسها ، ثلاثة ألوان أساسية نموذج. في تطبيقات الفيديو ، يمثل نموذج الألوان الثلاثة الأحمر والأخضر والأزرق. تستخدم تركيبات مختلفة من الألوان الأساسية الثلاثة بنسب مختلفة لإعادة التدرج الرمادي وجميع ألوان الظلال التي نراها في الطبيعة.

عرض اللون عبر جهاز تلفزيون أو جهاز عرض فيديو

نظرًا لعدم وجود صحة نهائية حول كيفية إدراك البشر للون في العالم الطبيعي ، وهناك قيود على التقاط لون دقيق باستخدام الكاميرا. كيف يتم التوفيق بين هذا في البيئة المنزلية عند مشاهدة التلفزيون أو جهاز عرض الفيديو؟

الإجابة ذات شقين ، وهي نوع التكنولوجيا المستخدمة التي تمكن جهاز عرض التلفزيون / الفيديو من عرض الصور والألوان ، وصقل قدراتها على عرض الألوان بدقة قدر الإمكان ضمن معيار لون محدد مسبقًا.

فيما يلي نظرة عامة موجزة لتقنيات عرض الفيديو المستخدمة لعرض كل من B & W والصور الملونة.

تقنيات الابتعاثية

• CRT - يقوم شعاع الإلكترون الذي ينشأ في عنق الأنبوب الضوئي بفحص صفوف من الفوسفور على أساس خط تلو الآخر من أجل إنتاج صورة. عندما يضرب الحزم كل فوسفور ، يكون الفوسفور متحمسًا وينتج الصورة. يتم إنتاج اللون بواسطة فوسفورات حمراء وخضراء وزرقاء متحمس في التركيبة المناسبة لإنتاج لون معين.
• البلازما - يضيء الفوسفور بغاز مشحون محمى (مشابه لضوء فلورسنت). تنتج مجموعات من الفوسفور الأحمر والأخضر والأزرق (يشار إليها بالبكسل والبيكسلات الفرعية) اللون المحدد.
• تقنية OLED - OLED يمكن تنفيذها بطريقتين لأجهزة التلفزيون. يتمثل أحد الخيارات في WRGB ، الذي يجمع بين subpixel الأبيض OLED الذي ينفث ذاتيًا وفلاتر الألوان باللون الأحمر والأخضر والأزرق ، في حين يتمثل خيار آخر في استخدام وحدات البكسل الفرعية الحمراء والخضراء والأزرق التي لا توجد بها أية عوامل تصفية لونية مضافة.

تقنيات ترانسميسيف

• LCD - لا تنتج وحدات بكسل شاشة LCD الضوء الخاص بها. لكي يعرض تلفزيون LCD صورة على شاشة تلفزيون ، يجب أن تكون البيكسلات "مضاءة". ما يحدث في هذه العملية هو أن الضوء الذي يمر عبر وحدات البكسل يكون باهتًا أو سطوعًا بسرعة ، وفقًا لمتطلبات الصورة. إذا كانت البيكسلات مظللة بدرجة كافية ، فإن الضوء القليل يمر عبر الشاشة ، مما يجعل الشاشة تبدو أكثر قتامة. تتم إضافة اللون أثناء انتقال الضوء من خلال شريحة LCD ثم من خلال مرشحات اللون الأحمر والأخضر والأزرق.
• 3LCD - يستخدم في إسقاط الفيديو ، ويعمل بطريقة مشابهة للتلفزيون LCD ، ولكن بدلا من ذلك ، تشتت رقائق من خلال مصدر الشاشة بأكمله ، الضوء الأبيض يمر عبر ثلاث رقائق LCD وبريسم ومن ثم عرضها على الشاشة.

مزيج الإرسال / الانصهار - LCD مع النقاط الكمومية

بالنسبة للتطبيقات التلفزيونية وعرض الفيديو ، فإن Quantum Dot هو عبارة عن بلورة نانوية من صنع الإنسان تتميز بخاصيات انبعاث الضوء التي يمكن استخدامها لتحسين السطوع والأداء اللوني المعروضين في الصور الثابتة والفيديو على شاشة LCD.

النقاط الكمومية عبارة عن جسيمات نانوية ذات خصائص قابلة للضبط قابلة للضبط والتي يمكن أن تمتص ضوء طاقة أعلى من لون واحد وتصدر ضوءًا أقل من لون آخر (مثل الفسفور على تلفزيون البلازما) ، ولكن في هذه الحالة ، عندما تضرب بفوتونات من ضوء خارجي المصدر (في حالة وجود تلفاز بشاشة LCD مع إضاءة خلفية LED زرقاء) ، فإن كل نقطة كمومية تنبعث منها ألوان طول موجة محددة ، والتي يتم تحديدها حسب حجمها.

يمكن دمج النقاط الكمومية في تلفزيون LCD بثلاث طرق:

• يتم وضعها داخل أنبوب زجاجي رفيع (يشار إليه باسم حافة البصريات) داخل بنية مصدر الضوء في التلفزيون بين مصدر ضوء حافة أزرق اللون ولوحة توجيه الضوء (الهيكل الذي ينشر الضوء عبر مساحة الشاشة) من أجل إضاءة LED / تلفزيونات LCD .
• على "طبقة تحسين الأفلام" الموضوعة بين مصدر الضوء LED الأزرق وشرائح LCD ومرشحات الألوان (لأجهزة التلفاز Full Array أو Direct-Lit LED / LCD).
• على رقاقة ، حيث يتم دمج النقاط الكمومية مباشرة على ضوء أزرق للاستخدام في أي من الحواف أو التكوينات ذات الإضاءة المباشرة.

لكل خيار ، يضيء مصباح LED الأزرق النقاط الكمومية ، والتي يتم تحفيزها بحيث تنبعث منها الضوء الأحمر والأخضر (الذي يتم دمجه أيضًا مع الأزرق القادم من مصدر ضوء LED). ثم يمر الضوء الملون من خلال شرائح LCD ، فلاتر الألوان ، ثم إلى الشاشة لعرض الصور. تسمح طبقة الكم Quantum Dot المضافة لجهاز التليفزيون بشاشة LCD بعرض نطاق ألوان أكثر تشبعًا وأوسع نطاقاً من أجهزة تلفزيون LCD بدون طبقة Quantum Dot المضافة.

تقنيات عاكسة

• LCOS (يشار إليه أيضًا بـ D-ILA و SXRD) LCOS هو متغير من 3LCD ويستخدم في عرض الفيديو. بدلاً من تمرير الضوء عبر كل من رقائق LCD الثلاثة ومن خلال المرشحات اللونية والعدسة ، تكون شريحة LCD على قمة القاعدة العاكسة ، لذلك عندما ينعكس مصدر الضوء الملون عبر الشريحة تلقائيًا إلى الخلف ويرسل من خلال العدسة إلى شاشة العرض.

• DLP (3-Chip) - يستخدم في أجهزة عرض الفيديو - مفتاح DLP هو DMD (جهاز المرآة الدقيقة الرقمية) ، حيث تتكون كل رقاقة من مرايا قابلة للإمالة صغيرة. هذا يعني أن كل بكسل على رقاقة DMD هي مرآة عاكسة. يتم عرض صورة الفيديو على رقاقة DMD. micromirrors على الشريحة (كل micromirror يمثل بكسل واحد) ثم إمالة بسرعة كبيرة كما يتغير الصورة. هذا ينتج أساس تدرج الرمادي للصورة.
  • في جهاز عرض فيديو 3-Chip DLP ، يتم استخدام ثلاثة مصادر للضوء (أو الضوء الأبيض يمر من خلال ثلاثة موشورات). ثم يتم عكس الضوء الملون من ثلاث شرائح DLP (كلها تدرج الرمادي ، ولكن كل منها يتلقى ضوء ملون مختلف). تحدد درجة إمالة كل مايكروميرور بالنسبة لمصدر الضوء الملون في أي وقت من الأوقات الألوان الموجودة في الصورة. ثم يتم تمرير الضوء المنعكس من خلال عدسة جهاز العرض على الشاشة.

مزيج عاكس / انتقالي

• DLP (1-Chip) - يستخدم في أجهزة عرض الفيديو - في هذا الترتيب ، يوجد مصدر إضاءة أبيض واحد ينعكس من شريحة DLP DMD واحدة. ثم ، يتم إضافة اللون كما يمر الضوء المنعكس من خلال عجلة الألوان عالية السرعة ، من خلال العدسة ، ومن ثم إلى الشاشة.

لمزيد من التفسيرات التقنية حول DLP ، راجع مقالة المرافق: DLP Video Projector Basics.

عرض الألوان - معايير المعايرة

والآن ، بعد أن تم وضع الإلكترونيات والميكانيك على كيفية وصول صورة ملونة إلى شاشة عرض التلفزيون أو الفيديو ، فإن الخطوة التالية هي معرفة كيف يمكن لهذه الأجهزة إعادة إنتاج الألوان بأكبر قدر ممكن من الدقة ، على الرغم من القيود التقنية.

هذا هو المكان الذي يصبح فيه تطبيق معايير الألوان داخل Color Space المرئي مهمًا.

بعض معايير معايرة الألوان لأجهزة التلفزيون وأجهزة عرض الفيديو المستخدمة حاليًا هي:

• NTSC - المعيار الأساسي للون التناظري (الولايات المتحدة).
• Rec.601 - تحسين مستوى NTSC الأساسي.
• Rec.709 - للاستخدام مع HDTVs وأجهزة العرض HD الفيديو.
• Rec.2020 - مخصص للاستخدام مع تلفزيونات 4K فائقة الوضوح وأجهزة عرض الفيديو.
• sRGB - للاستخدام في الغالب في شاشات الكمبيوتر لعرض الرسومات.

باستخدام مزيج من الأجهزة (مقياس الألوان) والبرمجيات (عادةً عبر جهاز كمبيوتر محمول) ، يمكن للشخص أن يرقِّم إمكانية إعادة إنتاج ألوان التلفزيون أو الفيديو إلى أحد المعايير المذكورة أعلاه (وفقًا لمواصفات ألوان التلفزيون) عبر التعديلات التي يتم إدخالها في الفيديو / إعدادات العرض ، أو قائمة الخدمات الخاصة بالتلفزيون أو جهاز عرض الفيديو.

أمثلة على أدوات معايرة الفيديو الأساسية (اللون) التي يمكنك استخدامها ، دون الحاجة إلى فني ، تتضمن أقراص اختبار ، مثل أساسيات الفيديو الرقمية ، وأقراص DVD Wow (World of Wonder) وأقراص Blu-ray ، و Spears و Munsil HD Benchmark ، و The TX Calibrator Disc ، و THX Home Thune-up App للهواتف والأجهزة اللوحية التي تعمل بنظام iOS و Android.

مثال على أداة معايرة الفيديو الأساسية التي تستخدم برنامج Colorimeter و PC ، هو نظام معايرة الألوان Spatder Datacolor Spyder.

مثال على أداة معايرة أكثر شمولاً هو Calman بواسطة SpectraCal.

السبب في أهمية الأدوات المذكورة أعلاه ، هو أنه مثلما تؤثر ظروف الإضاءة في الأماكن المغلقة والهواء الطلق على قدرةنا على رؤية الألوان في العالم الواقعي ، فإن هذه العوامل نفسها ستدخل أيضًا في الشكل الذي سيبدو عليه اللون على التلفزيون أو شاشة عرض الفيديو ، مع الأخذ بعين الاعتبار مدى جودة ضبط جهاز العرض التلفزيوني أو الفيديو.

لا تتضمن عمليات معايرة المعايرة أشياء مثل السطوع والتباين وتشبع اللون والتحكم في الصبغة فحسب ، بل تشمل أيضًا التعديلات الضرورية الأخرى ، مثل درجة حرارة اللون وتوازن اللون الأبيض و Gamma.

الخط السفلي

يتضمن إدراك الألوان في العالم الحقيقي وبيئات المشاهدة التلفزيونية عمليات معقدة ، بالإضافة إلى عوامل خارجية أخرى. إن إدراك اللون هو لعبة تخمين أكثر من كونها علمًا دقيقًا. العين البشرية هي أفضل أداة لدينا ، وعلى الرغم من ذلك ، في التصوير الفوتوغرافي والأفلام والفيديو ، يمكن تمييز اللون الدقيق بمعيار لون معين ، اللون الذي تراه في صورة فوتوغرافية مطبوعة أو تلفزيون أو شاشة عرض فيديو ، حتى إذا فهي تلبي 100٪ من مواصفات معايير ألوان محددة ، ولا يمكن أن تبدو بنفس الطريقة التي قد تبدو بها في ظروف العالم الحقيقي.