Mikä on väriskaala?

LCD-näyttöjen kehitys on käynyt läpi useita vaiheita, mukaan lukien taustavalon päivittäminen CCFL:stä LED-valonauhoiksi, rungon muuttaminen raskaasta ohueksi, värivalikoiman laajentaminen tavallisesta korkeaan väriskaalaan ja edelleen kehitys kvanttikäyttöön. pistetekniikka, ei-himmennettävästä alueelliseen himmennykseen. Sitä on jatkuvasti kehitetty tarjoamaan parempia visuaalisia tehosteita.

Käyttäjille, kuten suunnittelijoille, joilla on korkeat värivaatimukset, näytön värivalikoiman parametrit ovat ratkaisevia. Siksi näyttöä valittaessa värivalikoiman parametrit ovat erittäin tärkeä näkökohta.

Tässä artikkelissa esitellään järjestelmällisesti näytön väriavaruuden määritelmät ja standardit, tutkitaan erilaisia ​​tavanomaisia ​​menetelmiä korkean väriskaalan parantamiseksi taustavalotekniikan avulla ja odotellaan suuren väriavaruuden näyttötekniikan tulevaisuudennäkymiä.

1. Väriavaruuden määritelmä

Väriavaruus on väriavaruutta, väri viittaa väriin ja kirjo aluetta, joka on kaiken näkyvän valon summa. On kaksi tapaa esittää se kaksiulotteisessa avaruudessa: 1) käyttämällä x, y-koordinaatistoa (CIE 1931 epäyhtenäinen väriavaruus); 2) käyttämällä u', v' -koordinaatistoa (CIE1976 yhtenäinen väriavaruus). Väriavaruuskaaviossa värillä merkitty paikka on näkyvän valon värialue, joka on hevosenkengän muotoinen.

Joten mikä on väriskaalan kromaattisuuskaavio? Tiedämme kaikki, että punainen, vihreä ja sininen ovat kolme pääväriä, ja mikä tahansa väri, jonka voimme tunnistaa, on kolmen eri värispektrin yhdistelmä.

Vuonna 1931 CIE International Illumination Association ehdotti CIE-XYZ-värialueen kromaattisuuskaaviota, joka on teollisuudessa yleisesti käytetty värispesifikaatio.

CIE-XYZ-värialueen kromaattisuuskaavio näyttää kaikkien värien alueen, jonka ihmissilmä voi havaita. Vaaka- ja pystykoordinaatit edustavat ärsykkeen arvoa, ja väriskaala koostuu suorasta viivasta ja käyrästä. Käyrään merkitty valon aallonpituus on nm.

CIE-1931 väriavaruuden kromaattisuuskaavio

Yllä olevassa kuvassa käänteinen "U":n muotoinen alue, jota ympäröi katkoviivat, edustaa paljaalla silmällä näkyvää värialuetta. Kolmen muun väriviivan ympäröimät kolmiot edustavat värivalikoimaa, joka voidaan palauttaa kullakin standardilla.

Itse asiassa edistynein näyttötekniikka ei vieläkään pysty täysin toteuttamaan kaikkia CIE:n-1931 värejä, joten valokuvauksen, videon, painatuksen ja muiden alojen sovellusten mukaan useat teollisuudenalat ovat muotoilleet vastaavat väristandardit ja valinneet tietyt alueet. CIE-1931-värialueen kromaattisuuskaaviossa asteikoilla, jotka määrittävät useita väriavaruusstandardeja.

2. 4 yleistä väriavaruusstandardia

Tällä hetkellä markkinoilla on yleensä neljä yleisintä tietokonenäytön näytön väriavaruusstandardia, nimittäin sRGB, NTSC, Adobe RGB ja DCI-P3. Ero johtuu pääasiassa katetun värivalikoiman leveydestä.

Yhdysvaltain kansallinen televisiostandardikomitea räätälöi NTSC-värivalikoiman vuonna 1953. Tarkoituksena oli mukauttaa joukko väristandardeja tuolloin juuri ilmestyneelle CRT-väritelevisiolle. Heidän julkaisemansa NTSC-TV-standardi on joukko radio- ja televisiolähetysprotokollia, joita käytetään Yhdysvaltojen, Japanin ja muiden maiden radio- ja televisiojärjestelmissä. Tämä tarkoittaa tietysti myös sitä, että NTSC-väriavaruutta käytetään enemmän televisioteollisuudessa.

sRGB-väriavaruus on Microsoftin ja HP:n vuonna 1996 yhteistyössä kehittämä väriavaruus. Windowsin vahvan käyttäjäkunnan ansiosta lähes kaikki päälaitteet PC- ja Mac-tietokoneista kameroihin, skannereihin, tulostimiin, projektoreihin jne. tukevat sRGB:tä. Useimpien Internetin sisällön, mukaan lukien tekstin, kuvien ja videoiden, väriavaruus perustuu myös sRGB:hen.

Adobe RGB on ammattiohjelmistovalmistajan Adoben vuonna 1998 lanseeraama väriavaruus. Alkuperäinen tarkoitus oli sisällyttää siihen sekä sRGB (tietokoneissa yleisesti käytetty väriavaruus) että CMYK (tulostuksessa yleisesti käytetty väriavaruus), jotta otetut digitaaliset valokuvat ei vain näytettävä ja muokattava normaalisti tietokoneissa, vaan myös tulostettava häviöttömillä ja oikeilla väreillä. Adobe RGB kattaa laajemman värivalikoiman kuin sRGB, ja se on suunnittelijoiden suosima, joten sitä käytetään laajasti ammattivalokuvauksessa ja jälkituotannossa.

DCI-P3 on digitaalisissa elokuvateattereissa käytetty väriavaruus, joten sitä mainostetaan usein "elokuvan väriavaruudena". Se on ihmisen visuaalisen kokemuksen hallitsema väriavaruusstandardi, joka vastaa täydellistä väriavaruutta, joka voidaan näyttää elokuvan kohtauksissa mahdollisimman paljon, ja siinä on laajempi valikoima punaisia/vihreitä järjestelmiä. Sitä käytetään tällä hetkellä laajalti Applen tuotteissa, joten jos käytät MAC-järjestelmää, yritä valita näyttö, jolla on korkea DCI-P3-väripeitto, jotta saat hyviä tuloksia.

Rec. 2020 on laaja väriavaruusstandardi, joka sopii HDTV:ihin ja tuleviin 4K-televisioihin.

3. Kuinka valita näyttö värivalikoiman mukaan?

Adobe RGB on Adoben julkaisema väriavaruusstandardi. Valokuvien muokkaus-, väriluokittelu-, videoeditointi-, tulostus- ja julkaisuteollisuuden käyttäjät sekä korkeat värivaatimukset vaativat käyttäjät voivat kiinnittää enemmän huomiota Adobe RGB -arvojen väriavaruuden näyttöön.

sRGB-värialuestandardi on tietokoneen ulkoisille laitteille ehdotettu määritelmä. Tavallista toimisto- ja verkkoselailua varten osta vain sRGB-värialuelaitteet.

NTSC:llä on TV-standardina myös laajin värivalikoima näistä kolmesta. Joten radio-, televisio- ja elokuva- ja televisioalan toimijat monitorin käyttäjien joukossa voivat pääasiassa viitata sen arvoihin. LCD-nestekidenäyttöteollisuudessa sitä verrataan yleensä NTSC-värivalikoimastandardiin.

DCI-P3-värivalikoima sopii elokuva- ja televisioalan ammattilaisille.

Neljänneksi väriavaruuden kokoon vaikuttavat tekijät

Kaksi väriavaruuden kokoon vaikuttavaa suoraa tekijää: LCD-lasissa käytetty värisuodatin (CF); taustavalon suunnittelu.

Se on uudelleenmiksattu R/G/B:llä transitanssin CF jälkeen. Eri OC-malleissa käytetään erilaisia ​​värisuodattimia, mikä edellyttää, että käytämme erilaisia ​​LED-valon värialueita LCD-näytön valkoisen pisteen värikoordinaattien säätämiseen.

Taustavalon suunnittelu edellyttää, että LED-valkoisen RGB-valon spektrihuippu on lähellä CF:n RGB-suodatinhuippua, ja samalla kolmen värin RGB-värin puoliaallonleveys on mahdollisimman kapea ristivaikutuksen vähentämiseksi. RGB:tä, jotta saadaan suurempi väriavaruusarvo.

Viisi yleistä menetelmää värivalikoiman parantamiseksi

Kun LCD-lasi on vahvistettu, myös CF on kiinteä. Avaintekijä LCD-näytön värivalikoiman parantamisessa on taustavalo. Taustavalon suunnittelussa on kaksi tapaa parantaa väriskaalaa:

LCD-nestekidenäyttö ei itsessään näytä kuvia. Syynä kuvien näkemiseen on se, että nestekidenäyttöön on lisättävä sähköisiä signaaleja ja tarvitaan taustavalo. Nestekidelasin rakenteessa väriavaruuteen vaikuttaa värisuodatin (Color Filter, lyhennettynä CF), joka koostuu kolmesta suodattimesta: punainen, vihreä ja sininen. Vain valonlähteet, joiden spektri on lähellä suodatinta, voivat kulkea suodattimen läpi. Kun LED-valkoinen valo kulkee CF:n läpi, saadaan uusi sekoitettu valkoinen valo.

1. Käytä korkean värivalikoiman LED-valoa parantaaksesi väriavaruutta

Valkoisen valon LED tavallisella väriskaalalla koostuu sinisestä valosirusta + Yag-jauheesta, ja NTSC-värialue on noin 72%. On monia tapoja toteuttaa korkean värivalikoiman LED. Seuraavassa on vertailu vastaavista ratkaisuista, katso alla oleva kuva.

Chip + vihreä jauhe + uusi punainen jauheliuos, avain korkean väriskaalan LEDin toteuttamiseen on parametrien, kuten värijauheen huippuarvon ja puoliaallonleveyden, valinnassa. Värijauhespektri valitaan vastaamaan värisuodatinspektriä, ja emissiospektrin puoliaallonleveys on kapea, jotta LED-värivalikoimaa voidaan parantaa tehokkaasti.

Tässä keskitymme uuteen punaiseen KSF-jauheeseen. KSF, KGF ja KTF ovat kaikki fluoridiloisteaineita, joista KSF on kuutiokiteitä ja KGF ja KTF ovat kuusikulmaisia ​​kiteitä. Uusi punainen jauhe (KSF) on kaliumfluorisilikaattia, joka on viritetty neliarvoisella mangaanilla, jota käytetään laajalti korkean väriskaalan LED-valoissa. KSF-fosforit ovat hygroskooppisia ja helposti hapettuvia.

Korkeissa lämpötiloissa ne käyvät helposti läpi palautuvia kemiallisia reaktioita veden kanssa, ja halkeaman väri muuttuu oranssista ruskeaksi. Fluoriloisteaineiden kirkkaus heikkenee suuresti korkeissa lämpötiloissa, ja se voi palata normaaliksi palattuaan normaalilämpötilaan. Fluoriloisteaineiden ominaisuuksista johtuen niiden säilytysolosuhteet ovat erittäin tiukat, ja on välttämätöntä välttää lämpötilan ja kosteuden aiheuttama jauheen vaurioituminen; levitysprosessin aikana vaaditaan materiaaleja, joilla on hyvä ilmatiiviys ja lämmönpoisto, joten LED-kiinnike ja liima on valittava kohdistetusti.

2. Käytä kvanttipisteitä parantaaksesi väriavaruutta

Kvanttipisteet ovat puolijohteen nanokiteitä, ja niiden pääkomponentit ovat: sinkki-, kadmium-, seleeni- ja rikkiatomit. Kvantti rajoittaa elektronien ja reikien pinta-alaa antaen kvanttipisteille erillisen energiatason rakenteen. Kvanttipisteet säteilevät värillistä valoa, kun valo tai sähkö stimuloivat niitä. Erikokoiset kvanttipisteet saavat aikaan virittyneiden kvanttipisteiden spektrin olevan eri kaistoilla. Kvanttipisteiden kokoa tai eri komponentteja voidaan säätää tarpeiden mukaan niin, että kvanttipisteet lähettävät yhden ja symmetrisen spektrin.

Kvanttipisteiden pääominaisuudet ovat seuraavat: nanokiteet, joiden hiukkaskoko on 1-10 nm; kemialliset reaktiot veden ja hapen kanssa aiheuttavat epäonnistumisen; ne voivat lähettää tietyn taajuuden valoa sähkön tai valon vaikutuksesta, ja epäorgaaniset luminoivat materiaalit ovat vakaampia kuin orgaaniset luminoivat materiaalit ja niillä on korkeampi valotehokkuus; luminesoiva väri on yksittäinen ja puhdas, ja puoliaallon leveys on erittäin kapea (pienempi tai yhtä suuri kuin 35 nm); Käytännön sovellus on erittäin toimiva, ja eri värisiä valoa voidaan lähettää yksinkertaisesti muuttamalla kvanttipisteiden kokoa.

Ympäristönäkökulmasta kvanttipisteet jaetaan kahteen tyyppiin: kadmiumin kvanttipisteet ja kadmiumittomat kvanttipisteet. Tällä hetkellä kadmiumin kvanttipisteet ovat parempia kuin kadmiumittomat kvanttipisteet väriavaruudessa ja valotehokkuudessa, ja kadmiumia sisältävien kvanttipisteiden kustannukset ovat suhteellisen alhaiset korkeissa väriavaruuden taustavalon suunnittelukustannuksissa. Kadmiumin pitoisuus kvanttipistekomponenteissa on suhteellisen alhainen ja kuuluu ympäristönsuojelumääräysten piiriin, joten kadmiumia sisältäviä kvanttipisteitä käytetään laajalti teollisuudessa; kadmiumittomat kvanttipisteet ovat vaarattomia ja ympäristöystävällisiä, ja niiden läpimurto on kvanttipisteiden seuraava kehityssuunta.

Näyttötekniikan alalla kvanttipisteiden pääsovellukset sisältävät kaksi näkökohtaa: kvanttipisteiden elektroluminesoivien ominaisuuksien perusteella kehittää kvanttipistevalodiodinäyttötekniikkaa, nimittäin QLED-tekniikkaa; kvanttipisteiden fotoluminesoivien ominaisuuksien perusteella tehdä kvanttipisteistä kvanttifilmejä tai kvanttipistediffuusiolevyjä ja soveltaa niitä korkean väriskaalan taustavaloteknologiaan. Kvanttipisteitä käytettäessä LED-pakkauksissa lämmönpoisto- ja vesi- ja happisulkuongelmat ovat vaikeasti ratkaistavissa. Kalvoille ja diffuusiolevyille levitettynä näyttövaikutus on parempi ja luotettavuus vahvempi.

Kuudenneksi korkean värivalikoiman taustavaloteknologian näkymät

Resoluutio ja väriskaala ovat käyttäjien intuitiivisimmat tunteet näyttölaitteesta. Tällä hetkellä 4K/8K on täyttänyt käyttäjien tarpeet selkeyden suhteen jossain määrin, ja väriavaruus on hot spot, jota käyttäjät seuraavat seuraavaksi.

Väriavaruuden parantaminen antaa ihmisille mahdollisuuden ymmärtää laitteen värinäyttöominaisuuksia intuitiivisemmin, mikä parantaa huomattavasti käyttäjän aistikokemusta. Yhteiskunnan kehittyessä ja materiaalitason parantuessa myös käyttäjien elektroniikkatuotteiden harjoittaminen paranee jatkuvasti. Seuraavien vuosien aikana korkean väriskaalan osuus jatkaa kasvuaan, ja suuren väriavaruuden näyttöjen aikakausi saattaa alkaa.

发送反馈