＂黑電＂基礎(chǔ)理論課關(guān)于電視為啥能出影

北冥有海 · 發(fā)表于 2016-12-8 19:44

導(dǎo)讀：液晶顯示技術(shù)依托背光源來成像，OLED產(chǎn)品則是自發(fā)光，但是染色原理相同，通過顯示設(shè)備工作機(jī)制，就可以看清噱頭，更好的選擇產(chǎn)品。

　　1 "黑電"基礎(chǔ)理論課電視為啥能出影

　　俗話說，凡事兒有邏輯，無規(guī)矩不成方圓，這句話落實(shí)到顯示技術(shù)上也是如此，一切現(xiàn)代技術(shù)都需要傳統(tǒng)學(xué)術(shù)理論支撐，例如現(xiàn)在的顯示技術(shù)就需要美術(shù)學(xué)理論的支持，從液晶面板的液晶體染色，到背光光柵調(diào)整透光率，都無法脫離美術(shù)學(xué)基礎(chǔ)的范疇。而不同的電子設(shè)備芯片，所依據(jù)的美學(xué)基礎(chǔ)算法不同，也就造成了最終呈現(xiàn)色彩的差異，筆者就給大家歸納整理一下，在顯示技術(shù)中出現(xiàn)的那些基礎(chǔ)美學(xué)。

＂黑電＂基礎(chǔ)理論課關(guān)于電視為啥能出影

　　美學(xué)理論，既是美術(shù)學(xué)，現(xiàn)在的圖像渲染、色域、景深等實(shí)踐技術(shù)的基本原則。我舉個(gè)例子：人眼，是沒有虛化能力的，那么如何將遠(yuǎn)近呈現(xiàn)在平面的紙/顯示器上，就需要“近實(shí)遠(yuǎn)虛，近大遠(yuǎn)小”的基本理論進(jìn)行支撐，之后便有了由“近實(shí)遠(yuǎn)虛”而衍生出的“景深”和，“近大遠(yuǎn)小”衍生而出的焦距。誠然，也并不是所有的視訊技術(shù)都和美術(shù)學(xué)有必然的聯(lián)系，但是不能否認(rèn)，美術(shù)學(xué)即是人類長久以來研究，而產(chǎn)生最優(yōu)于服務(wù)眼球觀感的基礎(chǔ)審美概念。

＂黑電＂基礎(chǔ)理論課關(guān)于電視為啥能出影

　　美學(xué)理論，既是美術(shù)學(xué)，現(xiàn)在的圖像渲染、色域、景深等實(shí)踐技術(shù)的基本原則。我舉個(gè)例子：人眼，是沒有虛化能力的，那么如何將遠(yuǎn)近呈現(xiàn)在平面的紙/顯示器上，就需要“近實(shí)遠(yuǎn)虛，近大遠(yuǎn)小”的基本理論進(jìn)行支撐，之后便有了由“近實(shí)遠(yuǎn)虛”而衍生出的“景深”和，“近大遠(yuǎn)小”衍生而出的焦距。誠然，也并不是所有的視訊技術(shù)都和美術(shù)學(xué)有必然的聯(lián)系，但是不能否認(rèn)，美術(shù)學(xué)即是人類長久以來研究，而產(chǎn)生最優(yōu)于服務(wù)眼球觀感的基礎(chǔ)審美概念。

　　好的技術(shù)文章比比皆是，今天筆者反其道而行之，從認(rèn)知方面對技術(shù)進(jìn)行不一樣的解讀，這其中包括了人眼的生理構(gòu)造及人類對美丑概念等審美范疇和人的審美意識，美感經(jīng)驗(yàn)，以及觀感科技的創(chuàng)造，誠然解讀“高精尖”的技術(shù)原理固然重要，但是有時(shí)透過現(xiàn)象看本質(zhì)，也是十分必要的，今天就給大家?guī)硪惶谩昂陔姟被A(chǔ)理論課，說說關(guān)于家中電視的那些事。

　　2 既然服務(wù)于視覺就要從眼睛出發(fā)

　　既然說到了美學(xué)基礎(chǔ)，就有一個(gè)咱們身上的零件，不得不先說一下，那就是眼睛，人眼是對光起反應(yīng)，并有多種用途的一種器官。作為意識感覺器官，眼睛擁有視覺。在視網(wǎng)膜的桿細(xì)胞和錐細(xì)胞擁有包括色彩分化和深度意識的光感和視覺。人肉眼可以分辨的顏色在1000萬種以上。究其根源，一切顯示技術(shù)都是為人眼服務(wù)的，對人眼的研究也是眾多技術(shù)廠商的必修課，這屬于生理學(xué)的范疇，視訊技術(shù)是服務(wù)于生理學(xué)的技術(shù)手段，而前者相比于后者，更具有普遍性。

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　　人眼

　　說到可見色，這就涉及到了另一個(gè)概念“光譜”，光譜是顏色的初始狀態(tài)，我們可以簡單的將人眼對于事物的視性，分成兩個(gè)關(guān)鍵因素，“反射”和“照明”，我們都知道人眼的成像原理，由物體反射光源，進(jìn)入眼球最終在腦內(nèi)成像，而“光譜”由有色光組成，不同的物體能反射不同的光，所以人眼能看到不同的物體呈現(xiàn)不同的顏色。

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　　可見光分布圖

　　上面這一張圖就是簡單的可見光分布圖了，將光線分解開，中間就是人眼可以直接識別的部分就是可見光部分（也有人眼可以識別，但是不在光譜中的顏色，例如粉紅色和褐色），而超出人眼可識別紫色外部的就是紫外線，反之超出人眼能識別紅色的部分就是紅外線，其外還有例如微波，和雷達(dá)波同樣也都是不可見光。而其中一種顏色向另外一種顏色過度過程中產(chǎn)生的“間色”就是最為復(fù)雜的顏色體系，理論上來說，這種間色的數(shù)量，近乎于無限，而前面我們也提到過，人眼只能分辨出其中的1000萬種左右。

　　我們可以簡單的理解，是光學(xué)和美術(shù)學(xué)理論支撐起了顯示技術(shù)，就拿液晶顯示器來說，光學(xué)結(jié)構(gòu)最直觀的體現(xiàn)就在其背光結(jié)構(gòu)的光源上，結(jié)合之前肉眼的可視性原理，想要物體和顏色可見，就需要光源的支撐，就目前的技術(shù)來說，液晶體不能實(shí)現(xiàn)自發(fā)光，所以就需要背光源的支持，液晶體染色、濾光之后最終成像，就是現(xiàn)在顯示技術(shù)的核心手段?？窗桑懒饲懊嫖覀兲岬降睦碚?，關(guān)于顯示技術(shù)為什么采用現(xiàn)在的結(jié)構(gòu)，就不難了吧。好了，說完了光學(xué)，那么顯示技術(shù)中又包含了哪些美學(xué)理論?我們接著往下聊。

　　3.色彩三基色理論萬變不離其宗

　　我們都知道最初的電視機(jī)是黑白電視，那么從黑白世界到多彩世界過度又需要那些因素？首先我們要從色彩說起。相信不少學(xué)過美術(shù)的小伙伴都知道，顏料三原色是“紅黃藍(lán)”而有色光三原色是“紅綠藍(lán)”這到底是為什么呢？

　　顏料三原色的混合，亦稱為減色混合，是光線的減少，兩色混合后，光度低于兩色各自原來的光度，合色愈多，被吸收的光線愈多，就愈近于黑。所以，調(diào)配次數(shù)越多，純度越差，越是失去它的單純性和鮮明性。三種原色顏料的混合，在理論上應(yīng)該為黑色，實(shí)際上是一種純度極差的黑濁色，也可以認(rèn)為是光度極低的深灰色。品紅與綠、黃與紫、青與橙，各組顏色的混合都接近黑。

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　　顏料三原色與光色三原色

　　色光三原色是光色混合。光色的混合為加色混合，是光線的增加，兩種色光混合，光度為兩色之和，合色愈多，則光度愈強(qiáng)，愈近于白。其中品紅與綠、黃與藍(lán)、青與紅，這些補(bǔ)色光混合和紅與藍(lán)、綠三原色光混合都成為白光。彩色電視機(jī)、彩色顯示器、彩色液晶顯示器，三基色日光燈管就是應(yīng)用該原理而設(shè)計(jì)制作的。

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　　光色三原色的實(shí)踐實(shí)驗(yàn)

　　換個(gè)簡單的說法，紙是白的，就需要黑色。而屏幕本來就是黑的，呈現(xiàn)黑場只需要降低亮度，所以不需要黑色，反而需要白色，就這么簡單，前面所說的加色混合與減色混合，就是這個(gè)道理。

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　　RGB與RGBW像素排列比較

　　目前的幾乎所有的顯示設(shè)備的染色原理都大同小異，RGB(R:red)、(G:green)、(B:blue)三種顏色進(jìn)行混合，就演變出了我們面前的電視，顯示器，手機(jī)所呈現(xiàn)出的色彩，當(dāng)然也有在三基色中加入白光（White）的RGBW結(jié)構(gòu)。簡言之，通過對不同顏色的像素點(diǎn)進(jìn)光量的調(diào)整，來呈現(xiàn)出不同的顏色，就是現(xiàn)在顯示設(shè)備的著色原理。

　　4 究竟什么是色域是不是越高越好

　　對于人眼的可見色彩，每個(gè)顯示面板的呈現(xiàn)都不同，這取決于其采用的色域標(biāo)準(zhǔn)，我們平時(shí)對色域的稱呼有很多，相信你也在不同的地方見過不同的它。色域，你可以將它定義成為一種標(biāo)準(zhǔn)，可以算是硬性指標(biāo)吧，但是這種硬性指標(biāo)卻并不是單純的越高越好，現(xiàn)在很多的消費(fèi)者曲解了色域之中的含義，這個(gè)色域，也不簡單的就是一種標(biāo)準(zhǔn)，它是很多標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)稱。

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　　多種色域標(biāo)準(zhǔn)

　　前面我們提到的，RGB這個(gè)三個(gè)字母，每個(gè)不同的面板類型，不同顏色染色體的材料不同工藝不同，所以透光率也不一樣，所以就要依照一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行測試，我們看到上面這種圖就可以簡稱為色域圖，RGB代表了三種基礎(chǔ)顏色，而面板對三種顏色的表現(xiàn)不一樣就造成了數(shù)值的區(qū)別，這些區(qū)別之間覆蓋區(qū)域，就是一臺顯示設(shè)備的可表現(xiàn)色域。

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　　sRGB色彩標(biāo)準(zhǔn)和D65色彩標(biāo)準(zhǔn)對比
　
　　由于現(xiàn)在技術(shù)的瓶頸，目前的顯示設(shè)備還無法完全覆蓋我們的所有可見光色范圍，所以就有了各種色域的標(biāo)準(zhǔn)，例如sRGB就是有微軟和惠普等廠商制定的一種顏色準(zhǔn)度，這種色域標(biāo)準(zhǔn)提供了一種標(biāo)準(zhǔn)方法來定義色彩，讓顯示、打印和掃描等各種計(jì)算機(jī)外部設(shè)備與應(yīng)用軟件對于色彩有一個(gè)共通的語言。

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　　就算是同品牌的顯示器之間也存在色差

　　當(dāng)色彩成為關(guān)鍵信息的重要組成部分時(shí)，顏色所起的作用變得更加不可忽視。比如:當(dāng)你在淘寶上買衣服的時(shí)候，就需要有真實(shí)、準(zhǔn)確的色彩再現(xiàn)，而不能有色差。sRGB消除了不同顯示系統(tǒng)在色彩還原上的原有差異。

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　　液晶顯示器的色差對比

　　不同顯示設(shè)備間的RGB色彩，自然會發(fā)生一些變化，因而經(jīng)過不同的顯示設(shè)備后就無法正確地再現(xiàn)色彩。如今，隨著以計(jì)算機(jī)為核心的演示設(shè)備越來越成為市場發(fā)展的關(guān)鍵工具，正確的圖像和色彩還原比以前變得尤為重要?，F(xiàn)在有了sRGB標(biāo)準(zhǔn)，讓用戶無論在各種顯示設(shè)備上觀看圖像，都可以確保得到相對統(tǒng)一的色彩。

　　我們用sRGB來舉例，只是因?yàn)檫@種色域非常流行，是目前衡量一款顯示設(shè)備的顏色標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)，但是sRGB的在整體色域圖上的覆蓋范圍并不像某些其他的標(biāo)準(zhǔn)的面積那樣大，它只是現(xiàn)在大家都承認(rèn)的一種還原物體本色比較準(zhǔn)確的一種色域標(biāo)準(zhǔn)。

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　　電視產(chǎn)品更需要高色域顯示所帶來的艷麗顏色

　　總結(jié)來說，我們現(xiàn)在所說的電視和顯示器產(chǎn)品中的色域數(shù)值，都是按照上面其中一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來衡量的，例如一款產(chǎn)品的色域是sRGB的105%覆蓋率，說的大致就是這款產(chǎn)品的色域是在sRGB標(biāo)準(zhǔn)色域圖中的色域覆蓋面積比sRGB標(biāo)準(zhǔn)要大5%左右。

　　那么是不是一款顯示設(shè)備的色域值越大越好呢？通過上面的說明我們也來簡單的總結(jié)一下。過于豐富的色彩其實(shí)對顯示設(shè)備的色彩還原并沒有過多的好處，但是卻更加的能討好眼球，能讓顯示設(shè)備的成像更加的艷麗。對于主要觀賞節(jié)目的電視產(chǎn)品來說，更豐富的色域能夠直接的提升使用者的觀看享受，但是用于設(shè)計(jì)制圖的專業(yè)顯示器而言，對顯示的成像顏色還原有更加高的要求，所以顯示設(shè)備并不是色域越高越好，對用戶來說，選擇電視和顯示器等設(shè)備的時(shí)候，要根據(jù)自己的用途來選擇適合自己的顯示設(shè)備。

＂黑電＂基礎(chǔ)理論課關(guān)于電視為啥能出影

　　總結(jié)來說：市面上的顯示技術(shù)的基礎(chǔ)原理就是以上這些了，從顯像、色彩、兩個(gè)方面來說可能并不全面，但卻是最能直接表現(xiàn)出顯示設(shè)備的基礎(chǔ)工作原理，液晶顯示技術(shù)依托背光源來成像，OLED產(chǎn)品則是自發(fā)光，但是染色原理相同，我們從上面幾個(gè)顯示設(shè)備工作機(jī)制，就能推斷出幾乎現(xiàn)在所有顯示產(chǎn)品的宣傳術(shù)語是噱頭，還是硬實(shí)力，在選購產(chǎn)品時(shí)，切莫被天花亂墜的宣傳語，和華而不實(shí)的技術(shù)名詞所障目，大家都是那點(diǎn)玩意，萬變不離其宗。

橙橙橙子丶 · 發(fā)表于 2016-12-8 19:58

科普好文謝謝樓主

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