現実世界とあなたのテレビでの色知覚
2015年には、特定のドレスがどのような色をしたかという簡単な質問が、色をどのように知覚するかに関心が広がっています。 事実、色を知覚する能力は複雑で正確ではない。
私たちが本当に見るもの
私たちの目には実際の物体は見えません。あなたが実際に見るものは、物体から反射した光です。 目に見える色は、光の波長が対象物によって反射または吸収された結果です。 しかし、あなたが見ている色がまったく正しいとは考えにくいです。
色知覚に影響を及ぼす要因
実世界の色知覚は、いくつかの要因によって影響を受けます：
- 物体の物理的性質：物体が物理的な構成によって自然に反射または吸収する光の波長。
- Time of Day：オブジェクトは、午前、午後、または夜間に表示されます。
- 場所：屋外の光（晴れた日や曇りの日）や人工の屋内の光（屋内の光の種類）にオブジェクトが表示されます。
- 色知覚：人間の各対が色の波長をどのように知覚するかの自然な変化。
- 色盲：色の波長を見た人の不自然な変化。
実際の色の認識に加えて、写真、印刷、ビデオには、考慮すべき追加の要素があります。
- 画像をキャプチャするのに使用される機器：時間と場所との組み合わせでカラー波長を検出するカメラの機能。
- 画像を再生する際に使用する表示装置： TV、ビデオプロジェクタ、プリントは、異なる方法で画像を再生します。
- ディスプレイまたはプリンタのキャリブレーション：プリントまたはビデオディスプレイデバイスでイメージを表示する場合、そのデバイスを色再現のためにキャリブレーションする際に使用した標準が、見えるものに影響します。
写真、プリント、ビデオアプリケーションに関しては、色の知覚には類似点と相違点がありますが、この式のビデオ側はゼロにしましょう。
カラーのキャプチャ
- まず、画像を「キャプチャ」する必要があります。 ビデオカメラは、物体から反射してレンズを通過する光を見る必要があります。 入射光は、対象物から反射された全ての色からなる。 その光はレンズに入ってチップに当たっています（チップの前の昔、光は特別に作られた真空管を通過しなければなりませんでした）。
- 光がチップ上に到達すると、チップによって使用されるプロセス、および光をアナログ電気パルスまたはデジタルコード（1、0）のいずれかに変換する支持回路が存在する。 この変換された信号は、入力電気パルス（アナログ）またはデジタルコードをスクリーン上に表示または投影される画像に変換する受信装置（この場合はTVまたはビデオプロジェクタ）に送られる。しかし、ここではそれはやりにくくなる。 カメラは、所定の時点で物体から反射された光を受光するので、表示装置は、捕捉された結果の色を正確に提示しなければならない。
キャプチャデバイスも表示デバイスも実世界のオブジェクトから反射されたすべての色を再現することができないので、両方のデバイスは、その基礎にある3つの原色を有する特定の「人工の」カラー標準に基づいて「推測」しなければならないモデル。 ビデオアプリケーションでは、3色モデルは赤、緑、青で表されます。 さまざまな比率の3原色の異なる組み合わせを使用して、本来見るグレースケールおよびすべての色合いを再現します。
テレビまたはビデオプロジェクタを使用してカラーを表示する
人間が自然界でどのように色を知覚するかについての決定的な正しさはないので、カメラを使用して正確な色を取り込むことには限界がある。 テレビやビデオプロジェクターを見ているとき、これは家庭環境でどのように調和していますか？
答えは、テレビ/ビデオプロジェクタが画像と色を表示し、所定の色標準内でできるだけ正確に色を表示する能力を微調整するために使用される技術の2つのタイプです。
白黒画像とカラー画像の両方を表示するために使用されるビデオ表示技術の概要を以下に示します。
放射技術
- CRT - 画像管のネックに由来する電子ビームは、画像を生成するために、ライン単位で蛍光体の列を走査する。 ビームが各蛍光体に当たると、蛍光体が励起されて画像を生成する。 色は、適切な組み合わせで励起された赤色、緑色、および青色の蛍光体によって生成され、特定の色を生成する。
- プラズマ - 蛍光体は、過熱された荷電ガス（蛍光灯と同様）によって点灯されます。 赤色、緑色および青色の蛍光体（ピクセルおよびサブピクセルと呼ばれる）の組み合わせは、指定された色を生成する。
- OLED - OLED技術は、テレビ向けに2つの方法で実装することができます。 1つの選択肢は、白色OLEDの自発光サブピクセルを赤色、緑色、青色のカラーフィルタと組み合わせるWRGBであり、別の選択肢は、カラーフィルタなしの赤、緑、青のサブピクセルを自発光することである。
伝達技術
- LCD - LCDピクセルは独自の光を生成しません。 LCDテレビがテレビ画面上に画像を表示するためには、画素は「バックライト付き」でなければならない。 このプロセスで何が起こるかは、画像の要求に応じて、ピクセルを通過する光が急速に減光または明るくなることである。 ピクセルが十分に暗くなると、光がほとんど通りません。画面が暗く表示されます。 色は、光がLCDチップを通過し、次に赤色、緑色、および青色カラーフィルタを通過するときに加えられる。
- 3LCD - ビデオ投影に使用され、LCD TVと同様の仕方で動作しますが、スクリーンソース全体に散らばったチップは、3つのLCDチップとプリズムを通り、スクリーンに投影されます。
量子ドットを有する透過型/発光型組み合わせLCD
テレビやビデオのディスプレイ用途では、 量子ドットは人工ナノクリスタルで、特殊な発光特性を持ち、LCD画面上の静止画像とビデオ画像に表示される輝度と色の性能を向上させることができます。
量子ドットは、1つの色のより高いエネルギーの光を吸収し、別の色（プラズマテレビでは蛍光体と幾分類似する）のより低い光を放出することができる調節可能な放射特性を有するナノ粒子であるが、この場合、青色LEDバックライト付きLCD TVの場合、各量子ドットは、そのサイズによって決定される特定の波長の色を放出する。
量子ドットは、3つの方法でLCD TVに組み込むことができます。
- 青色LEDエッジ光源とライトガイドプレート（画面領域を横切って光を広げる構造）との間のTVの光源構造内の薄いガラス管（Edge Opticと呼ばれる）の内側に配置され、エッジライト付きLED /液晶テレビ 。
- 青色LED光源とLCDチップとの間に配置された「フィルムエンハンスメントレイヤー」と、フルアレイ用またはダイレクトライト型LED / LCDテレビ用のカラーフィルター。
- 量子ドットがエッジまたは直接照明構成で使用するために青色LEDに直接集積されたチップ上。
各オプションについて、青色LEDライトは量子ドットに当たって励起され、赤色と緑色の光を発するように励起されます（これはLED光源からの青色と組み合わせられます）。 次に、着色された光は、LCDチップ、カラーフィルタを通過し、画像表示のためにスクリーン上に進む。 付加された量子ドット発光層は、追加された量子ドット層なしで、LCDテレビがLCDテレビよりも飽和かつ広い色域を表示することを可能にする。
反射技術
- LCOS（D-ILAおよびSXRDとも呼ばれる） LCOSは3LCDの変形であり、ビデオ投影に使用されます。 3つのLCDチップのそれぞれに光を通す代わりに、カラーフィルタとレンズを通過する代わりに、反射ベースの上にLCDチップがあるので、チップを通過する有色光源が自動的に反射してレンズを通して送られる投影スクリーンに投影する。
- DLP（3チップ） - ビデオプロジェクターで使用される - DLPの鍵は、すべてのチップが小さな傾斜ミラーで構成されているDMD（デジタルマイクロミラーデバイス）です。 これは、DMDチップ上のすべてのピクセルが反射ミラーであることを意味します。ビデオ画像はDMDチップに表示されます。 チップ上のマイクロミラー（各マイクロミラーは1つの画素を表す）は、画像が変化すると非常に急速に傾斜する。 これにより、画像のグレースケール基盤が作成されます。
- 3チップDLPビデオプロジェクタでは、3つの光源が使用される（または白色光が3つのプリズムを通過する）。 色付きの光は、3つのDLPチップから反射します（すべてグレースケールですが、それぞれ異なる色の光を受け取ります）。 任意の所与の時間におけるカラー光源に対する各マイクロミラーの傾斜度は、画像内の色を決定する。 反射された光は、プロジェクタのレンズを通ってスクリーンに送られます。
リフレクティブ/トランスミッシブの組み合わせ
- DLP（1チップ） - ビデオプロジェクタで使用 - この構成では、単一のDLP DMDチップから反射される単一の白色光源があります。 そして、反射光が高速カラーホイールを通過し、レンズを通過し、次にスクリーンに達すると、色が加えられます。
DLPの技術的な説明については、 DLPビデオプロジェクタの基本情報を参照してください。
カラーキャリブレーション基準の表示
そこで、カラーイメージがテレビやビデオ投影スクリーンにどのように伝わるかについて、エレクトロニクスとメカニックが完成したので、次のステップは、技術的な限界にもかかわらず、可能な限り正確にカラーを再現できる方法を見つけ出すことです。
これは、可視カラースペース内のカラースタンダードの適用が重要になる場所です。
現在使用されているTVおよびビデオプロジェクタの色校正標準の一部は、次のとおりです。
- NTSC - アナログカラーの基本標準（米国）。
- Rec.601 - 基本的なNTSC規格の改善。
- Rec.709 - HDTVおよびHDビデオプロジェクタ用。
- Rec.2020 - 4K Ultra HD TVおよびビデオプロジェクターでの使用を想定しています。
- sRGB - グラフィックスを表示するためのPCモニターで主に使用します。
ハードウェア（比色計）とソフトウェア（通常はラップトップ経由）の組み合わせを使用することで、テレビまたはビデオプロジェクタの色再現能力を、いずれかのビデオで提供される調整を介して（テレビの色仕様に応じて） /ディスプレイ設定、またはテレビまたはビデオプロジェクタのサービスメニューを表示します。
技術者の介在なしに使用できる基本的なビデオ（カラー）較正ツールの例には、Digital Video Essentials、Disney WOW（World of Wonder）DVDおよびBlu-rayテストディスク、 Spears and Munsil HDベンチマーク 、THXキャリブレーターディスク、THXホームシアターチューンアップアプリケーション（互換性のあるiOSおよびAndroidの携帯電話/タブレット用）
比色計とPCソフトウェアを使用する基本的なビデオキャリブレーションツールの例は、データカラースパイダーカラーキャリブレーションシステムです。
より広範な較正ツールの例は、Calman by SpectraCalです。
上記のツールが重要な理由は、屋内外の照明条件が現実世界の色を見る能力に影響を与えるのと同じように 、 同じ要素もテレビやテレビの色がどのように表示されるかに影響しますテレビまたはビデオプロジェクターがどれくらいうまく調整できるかを考慮して、ビデオ投影画面を表示します。
較正調整には、明るさ、コントラスト、彩度、色合いコントロールなどの項目だけでなく、 色温度、ホワイトバランス 、ガンマなどの必要な調整も含まれます。
ボトムライン
現実世界およびテレビ視聴環境における色知覚は、複雑なプロセスおよび他の外部要因を伴う。 色の知覚は、正確な科学よりも推測ゲームのほうが多い。 人間の目は私たちが持っている最高のツールですが、写真、映画、ビデオでは、特定のカラースタンダード、プリントされた写真、テレビ、ビデオ投影スクリーンに表示される色に正確な色を付けることができます特定のカラースタンダード仕様の100％を満たしていても、現実の状況下での見た目とまったく同じには見えません。