Già nel 2015, una semplice domanda riguardante il colore di un vestito specifico ha suscitato un interesse diffuso nel modo in cui percepiamo il colore. Il fatto è che la capacità di percepire il colore è complessa e non esatta.
Quello che vediamo davvero
I nostri occhi non vedono oggetti reali, ciò che vedete realmente è la luce riflessa dagli oggetti. Il colore che i tuoi occhi vedono è il risultato di ciò che le lunghezze d'onda della luce vengono riflesse o assorbite dall'oggetto. Tuttavia, è improbabile che il colore che vedi sia completamente corretto.
Fattori che influenzano la percezione del colore
La percezione dei colori del mondo reale è influenzata da diversi fattori:
- Proprietà fisiche di un oggetto: Le lunghezze d'onda della luce che un oggetto riflette o assorbe naturalmente a causa del suo aspetto fisico.
- Ora del giorno: L'oggetto è visto al mattino, al pomeriggio o alla luce notturna.
- Posizione: L'oggetto è visto in luce esterna (giorno soleggiato o nuvoloso) o artificiale in interni (e tipo di luce interna).
- Percezione del colore: Variazioni naturali nel modo in cui ogni coppia di occhi umani percepisce le lunghezze d'onda del colore.
- Color Blindness: Variazioni innaturali nel modo in cui alcune persone vedono le lunghezze d'onda del colore.
Oltre alla percezione dei colori del mondo reale, in foto, stampa e video ci sono altri fattori da considerare:
- Lo strumento utilizzato per catturare l'immagine: Le funzionalità di una telecamera per rilevare le lunghezze d'onda del colore in combinazione con l'ora del giorno e la posizione.
- Il dispositivo di visualizzazione utilizzato per riprodurre l'immagine: TV, Video Projector, Print riproduce le immagini usando metodi diversi.
- Calibrazione display o stampante: Se si visualizza l'immagine in stampa o un dispositivo di visualizzazione video, lo standard utilizzato per calibrare il dispositivo per la riproduzione del colore influisce su ciò che si vede.
Sebbene esistano somiglianze e differenze nella percezione del colore per quanto riguarda le applicazioni di foto, stampa e video, azzeriamo il lato video dell'equazione.
Catturare Colore
- Per prima cosa devi "catturare" l'immagine. Una videocamera deve vedere la luce che riflette gli oggetti e passa attraverso una lente. La luce che entra consiste di tutti i colori riflessi dagli oggetti target. Quella luce entra nell'obiettivo e colpisce un chip (ai vecchi tempi, prima dei chip, la luce doveva passare attraverso una valvola a vuoto appositamente costruita).
- Una volta che la luce atterra sul chip, c'è un processo impiegato dal chip e dai circuiti di supporto, che converte la luce in impulsi elettrici analogici, o codici digitali (1, 0). Questo segnale convertito viene quindi inviato a un dispositivo ricevente (in questo caso una TV o un videoproiettore) che convertirà l'impulso elettrico in entrata (analogico) o il codice digitale in un'immagine che viene visualizzata o proiettata su uno schermo. Tuttavia, qui è dove diventa complicato. Poiché la fotocamera riceve la luce riflessa da un oggetto in un determinato momento e il dispositivo di visualizzazione deve presentare con precisione il colore del risultato acquisito.
Poiché né il dispositivo di acquisizione né quello di visualizzazione sono in grado di riprodurre tutti i colori riflessi dagli oggetti del mondo reale, entrambi i dispositivi devono "indovinare" in base a specifici standard di colore "artificiali", che hanno alla base tre colori primari modello. Nelle applicazioni video, il modello a tre colori è rappresentato da Rosso, Verde e Blu. Diverse combinazioni dei tre colori primari in vari rapporti sono usati per ricreare la scala di grigi e tutte le sfumature di colore che vediamo in natura.
Visualizzazione del colore tramite una TV o un proiettore video
Dal momento che non esiste una correttezza definitiva su come gli esseri umani percepiscono il colore nel mondo naturale, e ci sono limitazioni che catturano il colore preciso usando una fotocamera. In che modo questo si riconcilia nell'ambiente domestico quando si guarda la TV o un videoproiettore?
La risposta è duplice, il tipo di tecnologia utilizzata che consente a un proiettore TV / video di visualizzare immagini e colori e di mettere a punto la loro capacità di visualizzare il colore il più preciso possibile all'interno di uno standard di colore predeterminato.
Ecco una breve panoramica delle tecnologie di visualizzazione video utilizzate per visualizzare sia immagini in bianco e nero che a colori.
Emissive Technologies
- CRT - Un fascio di elettroni che si origina nel collo di un tubo di immagine scansiona file di fosfori su base linea per linea per produrre un'immagine. Mentre il raggio colpisce ciascun fosforo, il fosforo viene eccitato e produce l'immagine. Il colore è prodotto da fosfori rossi, verdi e blu eccitati nella combinazione corretta per produrre un colore specifico.
- Plasma - I fosfori sono illuminati da gas cariche surriscaldate (simile a una luce fluorescente). Combinazioni di fosfori rosso, verde e blu (indicati come pixel e sottopixel) producono il colore designato.
- OLED - La tecnologia OLED può essere implementata in due modi per i televisori. Un'opzione è WRGB, che combina i subpixel OLED bianchi con i filtri colorati Rosso, Verde e Blu, mentre un'altra opzione è l'uso di sottopixel rossi, verdi e blu autoemittente senza filtri colore aggiunti.
Tecnologie trasmissive
- LCD - I pixel LCD non producono la propria luce. Affinché un TV LCD possa visualizzare un'immagine su uno schermo TV, i pixel devono essere "retroilluminati". Ciò che accade in questo processo è che la luce che attraversa i pixel viene rapidamente attenuata o illuminata, a seconda delle esigenze dell'immagine. Se i pixel si attenuano abbastanza, passa pochissima luce, rendendo lo schermo più scuro. Il colore viene aggiunto mentre la luce viaggia attraverso il chip LCD e quindi attraverso i filtri di colore rosso, verde e blu.
- 3LCD - Utilizzato nella proiezione video, funziona in modo simile alla TV LCD, ma invece, i chip sparsi attraverso un'intera sorgente dello schermo, la luce bianca viene fatta passare attraverso tre chip LCD e un Prisma e quindi proiettata su uno schermo.
La combinazione trasmissiva / emissiva - LCD con punti quantici
Per l'applicazione TV e video display, un Quantum Dot è un nanocristallo creato dall'uomo con speciali proprietà di emissione di luce che possono essere utilizzate per migliorare la luminosità e le prestazioni del colore visualizzate nelle immagini fisse e video su uno schermo LCD.
I punti quantici sono nanoparticelle con proprietà emissive regolabili in grado di assorbire la luce ad alta energia di un colore ed emettere luce più bassa di un altro colore (un po 'come i fosfori su un televisore al plasma), ma, in questo caso, quando vengono colpiti da fotoni da una luce esterna fonte (nel caso di un TV LCD con retroilluminazione a LED blu), ogni punto quantico emette il colore di una specifica lunghezza d'onda, che è determinata dalla sua dimensione.
Quantum Dots può essere incorporato in un TV LCD in tre modi:
- Posizionato all'interno di un sottile tubo di vetro (indicato come Edge Optic) all'interno della struttura di sorgente luminosa del televisore tra una sorgente di luce a LED blu e la Light Guide Plate (la struttura che diffonde la luce attraverso l'area dello schermo) per LED edge-lit / TV LCD.
- Su un "livello di miglioramento del film" posizionato tra una sorgente di luce a LED blu e il chip LCD e i filtri colorati (per TV LED / LCD Full Array o Direct-Lit).
- Su un chip, dove punti quantici sono integrati direttamente su un LED blu per l'utilizzo in configurazioni edge o direct-lit.
Per ogni opzione, la luce LED blu colpisce i punti quantici, che sono quindi eccitati in modo che emettano luce rossa e verde (che è anche combinata con il blu proveniente dalla sorgente luminosa a LED). La luce colorata passa quindi attraverso i chip LCD, i filtri colorati e sullo schermo per la visualizzazione delle immagini. Lo strato emissivo Quantum Dot aggiunto consente al TV LCD di visualizzare una gamma di colori più saturi e più ampia rispetto ai TV LCD senza il layer Quantum Dot aggiunto.
Tecnologie riflettenti
- LCOS (noto anche come D-ILA e SXRD)LCOS è una variante di 3LCD e viene utilizzata nella proiezione video. Invece di far passare la luce attraverso ciascuno dei tre chip LCD e poi attraverso i filtri colorati e l'obiettivo, il chip LCD è sopra una base riflettente, quindi quando una fonte di luce colorata passa attraverso il chip viene automaticamente riflesso indietro e inviato attraverso l'obiettivo allo schermo di proiezione.
- DLP (3-Chip) - Utilizzato nei videoproiettori - La chiave per DLP è DMD (Digital Micro-mirror Device), in cui ogni chip è costituito da piccoli specchi inclinabili. Ciò significa che ogni pixel su un chip DMD è uno specchio riflettente. L'immagine video viene visualizzata sul chip DMD. I micromirrors sul chip (ogni micromirror rappresenta un pixel) quindi inclinano molto rapidamente mentre l'immagine cambia. Questo produce la base in scala di grigio per l'immagine.
- In un videoproiettore DLP a 3 chip, vengono utilizzate tre fonti di luce (o una luce bianca passata attraverso tre prismi). La luce colorata è quindi riflettente su tre chip DLP (sono tutti in scala di grigi, ma ognuno riceve una luce colorata diversa). Il grado di inclinazione di ogni microspecchio in relazione alla sorgente di luce del colore in un dato momento determina i colori nell'immagine. La luce riflessa viene quindi passata attraverso l'obiettivo del proiettore allo schermo.
Combinazione riflettente / trasmissiva
- DLP (1-Chip) - Utilizzato in proiettori video - In questa disposizione, c'è una singola sorgente di luce bianca che viene riflessa da un singolo chip DMD DLP. Quindi, il colore viene aggiunto quando la luce riflessa passa attraverso una ruota dei colori ad alta velocità, attraverso l'obiettivo e quindi sullo schermo.
Per ulteriori spiegazioni tecniche su DLP, consulta il nostro articolo correlato: Nozioni di base sui videoproiettori DLP.
Visualizzazione del colore - Standard di calibrazione
Quindi, ora che l'elettronica e la meccanica sono state elaborate su come un'immagine a colori arriva alla TV o allo schermo di proiezione video, il passo successivo è capire come quei dispositivi possono riprodurre il colore nel modo più accurato possibile, nonostante i limiti tecnici.
È qui che l'applicazione degli standard di colore all'interno dello Spazio colore visibile diventa importante.
Alcuni degli standard di calibrazione del colore per TV e Videoproiettori attualmente in uso sono:
- NTSC - Lo standard di base per il colore analogico (Stati Uniti).
- Rec.601 - Miglioramento rispetto allo standard NTSC di base.
- Rec.709 - Da utilizzare con televisori ad alta definizione e proiettori video HD.
- Rec.2020 - Destinato all'uso con TV 4K Ultra HD e videoproiettori.
- sRGB - Per l'uso soprattutto nei monitor PC per la visualizzazione di immagini.
Usando una combinazione di hardware (colorimetro) e software (solitamente tramite un laptop), una persona può mettere a punto una TV o videoproiettori con capacità di riproduzione del colore secondo uno degli standard sopra elencati (in base alle specifiche del colore del televisore) tramite le regolazioni fornite nel video / impostazioni di visualizzazione o menu di servizio della TV o del proiettore video.
Esempi di strumenti di calibrazione video (a colori) di base che è possibile utilizzare, senza la necessità di un tecnico, includono dischi di prova, come Digital Video Essentials, Disney WOW (World of Wonder) Dischi DVD e Blu-ray Test, Spears e Munsil Benchmark HD, il disco del calibratore THX e l'app Tune-up THX Home Theater per telefoni / tablet compatibili iOS e Android.
Un esempio di uno strumento di calibrazione video di base che impiega un software Colorimeter e PC, è il sistema di calibrazione del colore Datacolor Spyder.
Un esempio di uno strumento di calibrazione più ampio è Calman di SpectraCal.
Il motivo per cui questi strumenti sono importanti, è che proprio come le condizioni di illuminazione interna ed esterna influenzano la capacità di noi di vedere i colori nel mondo reale, anche questi stessi fattori entrano in gioco per ciò che il colore avrà sul televisore o schermo di proiezione video, tenendo in considerazione la qualità della TV o del videoproiettore.
Le regolazioni della calibrazione includono non solo la luminosità, il contrasto, la saturazione del colore e il controllo della tinta, ma anche altre regolazioni necessarie, come la temperatura del colore, il bilanciamento del bianco e la gamma.
La linea di fondo
La percezione del colore nel mondo reale e gli ambienti di visione televisiva implicano processi complicati e altri fattori esterni. La percezione del colore è più un gioco di ipotesi che una scienza precisa.L'occhio umano è lo strumento migliore che abbiamo, e sebbene, in fotografia, film e video, i colori accurati possano essere etichettati secondo uno specifico standard di colore, il colore che vedi in una fotografia stampata, in TV o in uno schermo di proiezione video, anche se soddisfano il 100% di una specifica specifica degli standard di colore, non possono ancora apparire esattamente come potrebbero apparire in condizioni reali.
