＂黑電＂基礎理論課關于電視為啥能出影

北冥有海 · 發(fā)表于 2016-12-8 19:44

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

　　1 "黑電"基礎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，這句話落實到顯示技術上也是如此，一切現(xiàn)代技術都需要傳統(tǒng)學術理論支撐，例如現(xiàn)在的顯示技術就需要美術學理論的支持，從液晶面板的液晶體染色，到背光光柵調(diào)整透光率，都無法脫離美術學基礎的范疇。而不同的電子設備芯片，所依據(jù)的美學基礎算法不同，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，在顯示技術中出現(xiàn)的那些基礎美學。

＂黑電＂基礎理論課關于電視為啥能出影

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

＂黑電＂基礎理論課關于電視為啥能出影

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

　　好的技術文章比比皆是，今天筆者反其道而行之，從認知方面對技術進行不一樣的解讀，這其中包括了人眼的生理構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，以及觀感科技的創(chuàng)造，誠然解讀“高精尖”的技術原理固然重要，但是有時透過現(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理論課，說說關于家中電視的那些事。

　　2 既然服務于視覺就要從眼睛出發(fā)

　　既然說到了美學基礎，就有一個咱們身上的零件，不得不先說一下，那就是眼睛，人眼是對光起反應，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)膜的桿細胞和錐細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，一切顯示技術都是為人眼服務的，對人眼的研究也是眾多技術廠商的必修課，這屬于生理學的范疇，視訊技術是服務于生理學的技術手段，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，分成兩個關鍵因素，“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，是光學和美術學理論支撐起了顯示技術，就拿液晶顯示器來說，光學結構最直觀的體現(xiàn)就在其背光結構的光源上，結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，就目前的技術來說，液晶體不能實現(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)在顯示技術的核心手段?？窗?，知道了前面我們提到的理論，關于顯示技術為什么采用現(xiàn)在的結構，就不難了吧。好了，說完了光學，那么顯示技術中又包含了哪些美學理論?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。相信不少學過美術的小伙伴都知道，顏料三原色是“紅黃藍”而有色光三原色是“紅綠藍”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，在理論上應該為黑色，實際上是一種純度極差的黑濁色，也可以認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，愈近于白。其中品紅與綠、黃與藍、青與紅，這些補色光混合和紅與藍、綠三原色光混合都成為白光。彩色電視機、彩色顯示器、彩色液晶顯示器，三基色日光燈管就是應用該原理而設計制作的。

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　　光色三原色的實踐實驗

　　換個簡單的說法，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備的染色原理都大同小異，RGB(R:red)、(G:green)、(B:blue)三種顏色進行混合，就演變出了我們面前的電視，顯示器，手機所呈現(xiàn)出的色彩，當然也有在三基色中加入白光（White）的RGBW結構。簡言之，通過對不同顏色的像素點進光量的調(diào)整，來呈現(xiàn)出不同的顏色，就是現(xiàn)在顯示設備的著色原理。

　　4 究竟什么是色域是不是越高越好

　　對于人眼的可見色彩，每個顯示面板的呈現(xiàn)都不同，這取決于其采用的色域標準，我們平時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準，可以算是硬性指標吧，但是這種硬性指標卻并不是單純的越高越好，現(xiàn)在很多的消費者曲解了色域之中的含義，這個色域，也不簡單的就是一種標準，它是很多標準的統(tǒng)稱。

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　　多種色域標準

　　前面我們提到的，RGB這個三個字母，每個不同的面板類型，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，所以就要依照一個標準來進行測試，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，就是一臺顯示設備的可表現(xiàn)色域。

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　　sRGB色彩標準和D65色彩標準對比
　
　　由于現(xiàn)在技術的瓶頸，目前的顯示設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準，例如sRGB就是有微軟和惠普等廠商制定的一種顏色準度，這種色域標準提供了一種標準方法來定義色彩，讓顯示、打印和掃描等各種計算機外部設備與應用軟件對于色彩有一個共通的語言。

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　　就算是同品牌的顯示器之間也存在色差

　　當色彩成為關鍵信息的重要組成部分時，顏色所起的作用變得更加不可忽視。比如:當你在淘寶上買衣服的時候，就需要有真實、準確的色彩再現(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)過不同的顯示設備后就無法正確地再現(xiàn)色彩。如今，隨著以計算機為核心的演示設備越來越成為市場發(fā)展的關鍵工具，正確的圖像和色彩還原比以前變得尤為重要。現(xiàn)在有了sRGB標準，讓用戶無論在各種顯示設備上觀看圖像，都可以確保得到相對統(tǒng)一的色彩。

　　我們用sRGB來舉例，只是因為這種色域非常流行，是目前衡量一款顯示設備的顏色標準的指標，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準的面積那樣大，它只是現(xiàn)在大家都承認的一種還原物體本色比較準確的一種色域標準。

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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標準來衡量的，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標準色域圖中的色域覆蓋面積比sRGB標準要大5%左右。

　　那么是不是一款顯示設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一下。過于豐富的色彩其實對顯示設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，但是用于設計制圖的專業(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備的時候，要根據(jù)自己的用途來選擇適合自己的顯示設備。

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