Das letzte Mal haben wir über den Mythos gesprochen, den Projektor in einem hellen Raum zu betreiben , und heute werden wir eine neue Artikelserie zur Farbwiedergabe in Bezug auf das CIE xyY-Farbmodell beginnen. In diesem Teil werden wir verstehen, warum die " Farbhelligkeit " (zum Beispiel eines Projektors) aus Sicht des sRGB-Standards wichtig ist.
Ein bisschen Theorie
Im Netzwerk finden Sie Konzepte wie „sRGB-Projektor“ und „Rec.709-Projektor“. Der Rec.709-Standard wird in HD-Kino und -Video (HDTV, Blu-ray) verwendet und verwendet auch Farbe im sRGB- Raum. Infolgedessen ist es auf die eine oder andere Weise unmöglich, über die Bereitschaft dieses oder jenes Geräts zur Reproduktion des „siebenhundertneunten“ Inhalts zu sprechen, ohne auf die Qualitätsunterstützung dieses Geräts für Farben gemäß dem sRGB-Standard zu vertrauen. Egal wohin Sie gehen, der sRGB- Keil ist überall!
Um zu verstehen, welche Farben der sRGB-Standard definiert, hilft uns das CIE xyY-Farbmodell . CIE - "Internationale Kommission für Beleuchtung", die dieses Modell bereits in den 20er bis 30er Jahren des letzten Jahrhunderts entwickelte. Das xyY-Modell wird erhalten, indem ein anderes komplexeres CIE XYZ-Modell in ein geeignetes Koordinatensystem konvertiert wird. Da im XYZ-Modell „Y“ für Luminanz steht, was ein völlig aussagekräftiger Parameter ist, haben wir beschlossen, diese Koordinate unverändert auf das neue Modell zu übertragen. Das Ergebnis war ein vertrauter dreidimensionaler xyY-Farbraum. Das Modell ist aus mehreren Gründen unglaublich schön und komfortabel. Auf der Y-Achse ändern wir beispielsweise nur die Helligkeit der Farbe, und auf der xy-Ebene befinden sich alle Schattierungen, die von einer Person wahrgenommen werden, dh unser Farbumfang:
Der sRGB-Standard ist der Standard und wird in den meisten Inhalten verwendet, mit denen wir uns täglich beschäftigen. Dementsprechend ist es der Farbstandard für die meisten Geräte. Bei sRGB sind die xyY-Koordinaten der Primärfarben (die sogenannten "Primärfarben") deutlich markiert. Hier sind sie:
| Koordinieren | Rot | Grün | Blau | Weiß |
| x | 0,64 | 0,3 | 0,15 | 0,3127 |
| y | 0,33 | 0,6 | 0,06 | 0,329 |
| Y. | 0,2126 | 0,7152 | 0,0722 | 1 |
Die x- und y-Koordinaten können sofort in einer Ebene aufgezeichnet werden. Hier ist zum Beispiel unsere „weiße Farbe“:
Aber wir brauchen weiße Koordinaten als Referenz - Weiß sollte genau das sein, was den Messergebnissen entspricht, aber selbst (wie alle anderen Farbtöne) ist nur ein Produkt der Mischung der Primärfarben Rot, Grün und Blau . Vor diesem Hintergrund wurde zumindest der sRGB-Standard als Standard für elektronische Geräte geschaffen, die Farbe eher durch „Strahlung“ als durch Lichtreflexion bilden. Setzen Sie das Flugzeug "sRGB-grün" und "sRGB-rot":
Durch Ändern der Intensität des Lichts (Helligkeit) von Grün und Rot können wir einen beliebigen Farbton auf der markierten Linie "Grün-Limetten-Gelb-Orange" erzielen. Die Eleganz des xyY-Modells besteht darin, dass durch Mischen von zwei Schattierungen in der xy-Ebene eine Farbe erzeugt wird, die genau auf der Linie liegt, die die beiden Farben verbindet. Wenn wir die primäre blaue Koordinate hinzufügen , erhalten wir den sRGB-Farbumfang :
Jetzt können wir jeden Farbton erzeugen, indem wir die drei Primärfarben innerhalb des Dreiecks mischen . Ein Monitor-, Fernseh- oder Projektorbild auf einem Bildschirm kann diesem Ideal bis zu dem einen oder anderen Grad nahe kommen. Zum Beispiel haben Budgetprojektoren in der Regel die Möglichkeit, den Grünton der Primärfarbe leicht nach Gelb zu verschieben. Die Farbgenauigkeit eines Projektors hängt jedoch stark vom verwendeten Bildmodus ab („Film“, „Präsentation“, tatsächlich „sRGB“ usw.). .). Dies liegt an der Tatsache, dass es unter verschiedenen Bedingungen der Hintergrundbeleuchtung möglich ist, beispielsweise die Farbwiedergabe bestimmter Farbtöne zu opfern, den Anteil der „hellsten“ grünen Komponente zu erhöhen und das Bild durch visuelle Erhöhung des Kontrasts heller zu machen (was insbesondere für beleuchtete Räume gilt). Wir haben im ersten Teil dieser Reihe von Beiträgen über diese Technik gesprochen und warum sie „funktioniert“.
Farbhelligkeit
Jetzt ist es Zeit, die Hauptfrage zu beantworten: Ist die Farbhelligkeit , auf die wir ständig achten, wichtig, damit der Projektor dem sRGB-Standard entspricht?
Schauen Sie sich dazu die Koordinaten der sRGB-Primärfarben an:
| Koordinieren | Rot | Grün | Blau | Weiß |
| x | 0,64 | 0,3 | 0,15 | 0,3127 |
| y | 0,33 | 0,6 | 0,06 | 0,329 |
| Y. | 0,2126 | 0,7152 | 0,0722 | 1 |
Wir finden, dass Y (Helligkeit) von Weiß gleich der Summe der Helligkeiten der Primärfarben ist (dies ist eine sehr, sehr wichtige Formulierung).
Alles ist im Allgemeinen logisch. Um das Ganze zu erhalten, müssen Sie die Anteile addieren. Genau genommen sind überhaupt keine Beweise mehr erforderlich.
Die Y-Koordinate ist in der zweidimensionalen xy-Ebene nicht sichtbar und wird bei der Bewertung des Farbraums eines bestimmten Projektors häufig übersehen. In Wirklichkeit verschwindet sie jedoch nirgendwo und wird beispielsweise in Delta E-Formeln berücksichtigt, mit denen Farbwiedergabefehler genau gemessen werden.
Bild zum Beispiel:
3D-Bilddiagramm (RGB-Modell):
Im obigen Beispiel verwendet der 3D-Farbraum das RGB-Modell, nicht xyY. Für letztere würde sich der Farbton innerhalb der horizontalen Ebene ändern, und die Helligkeit der Farben würde sich vertikal ändern. Im Fall des RGB-Modells funktioniert das Prinzip der Addition von Vektoren. Dunkle Farben konzentrieren sich in der unteren Ecke näher am Betrachter (Koordinaten 0, 0, 0). Rote Töne werden nach rechts verschoben, gelbe gehen in die hinterste Ecke, weil sie das Ergebnis einer Mischung aus Rot und Grün sind. Nun, Weiß befindet sich in der äußersten oberen Ecke, da es das Ergebnis des Mischens aller Primärfarben ist (weiße Koordinate - 255, 255, 255).
Wir haben oft gehört, dass Einzelmatrix-DLP-Projektoren, die neben Rot, Grün und Blau auch Farbräder mit zusätzlichen Segmenten verwenden , im Prinzip nicht der Logik der „Farbhelligkeit“ folgen müssen, die besagt, dass „weiße Helligkeit = rote Helligkeit + grüne Helligkeit + Helligkeit“ blau . "
Mit dem gleichen Erfolg können Sie auch Magenta, Blau, Weiß und Graubraun-Himbeere hinzufügen. Auf den ersten Blick klingt es logisch: Wir haben andere Primärfarben (Primärfarben), und Weiß wird nach einem anderen Prinzip gebildet. Der sRGB-Standard ist diesbezüglich jedoch anderer Meinung:
- Unabhängig vom Projektorgerät ist Weiß: Rot + Grün + Blau . Wenn diese Formel nicht funktioniert, sind die Farben per Definition dunkel und unregelmäßig , da sie insgesamt keine ehrliche weiße Farbe ergeben. Und die korrekte "Lehrbuch" -Helligkeit der Farben wird immer relativ zu Weiß bestimmt. Beispielsweise bietet das ChromaPure-Farbwiedergabetestprogramm an, zuerst Weiß zu messen und nur anhand der empfangenen Daten zu berechnen, welche Helligkeit die anderen Farben haben sollten. Und Sie können es nicht täuschen - wenn Weiß nicht nur aus einer Mischung von Rot, Grün und Blau besteht, werden Rot, Grün und Blau wie dunkle mit Sicherheit „zurückgewiesen“. Die Situation ist noch schlimmer, wenn der Projektor zur Erzielung der Passhelligkeit keine Farbe verwendet, sondern ... ein transparentes Segment des Farbrads. Ja, Weiß wird aus Weiß erstellt. Und Sie können sich vorstellen, was mit der Richtigkeit der Farben Rot, Grün und Blau in Bezug auf die Helligkeit passieren wird, da ein Teil der Energie für eine elementare Erhöhung der Helligkeit des Bildes verwendet wird, unabhängig von der Farbwiedergabe.
- Unabhängig davon, wie viele Primärfarben im Projektor für die Bilderzeugung verwendet werden, reichen drei (R, G, B) immer aus, um die gesamte sRGB-Palette zu reproduzieren. Daher sollte der Farbumfang wie ein Dreieck aussehen, als würde er von einem Projektor mit drei Grundfarben erzeugt. Zum Beispiel jeder Epson-Projektor (3LCD-Technologie). Ich möchte nur sagen, dass alles andere die Erfindung von Vermarktern und Wundererfindern ist, die den drei Grundfarben zusätzliche Farbtöne hinzufügen und ihr Leben nur komplizieren. In der Tat funktioniert die Additionsformel der drei Komponenten aufgrund des Hinzufügens neuer Farbtöne nicht mehr und es ist erforderlich, die vierte oder sogar fünfte Komponente zu „isolieren“ und wieder einzuführen, je nachdem, wie viele Farben das Genie des Erfinders beschließt, sich in das Farbrad zu „mischen“. Nach unserer Erfahrung führt diese Komplikation häufig zu einer erhöhten Streifenbildung (grobe Farbübergänge).
- Um ehrlich zu sein, hat die Verwendung zusätzlicher Segmente immer noch einen sehr klaren Zweck, und sie ist mit einer Erhöhung der Helligkeit verbunden, wenn versucht wird, Drei-Matrix-Projektoren in diesem Parameter anzusprechen.
Neugierige Fakten
Achten Sie darauf, wie gering der Helligkeitsanteil von Blau in Weiß ist - Grün ist etwa zehnmal heller . Dies ist der sRGB-Standard, der 100% so viel Farbe benötigt, um reines Weiß zu erhalten. Und weniger Blau wird benötigt als der Rest.
Apropos "100% blau". Neben dem sRGB-Speicher gibt es auch ein RGB-Signal. Idealerweise sollte ein sRGB-Projektor eine vollständige Übereinstimmung zwischen dem RGB-Signal und dem resultierenden Bild aufweisen. Die Besonderheit des RGB-Signals besteht darin, dass es dem Gerät lediglich mitteilt, dass das Pixel beispielsweise 100% rot, 100% grün und 0% blau sein soll. Infolgedessen erhalten wir in dem Farbraum, in dem das Gerät arbeitet, Gelb. Unter der Annahme, dass dies im sRGB-Raum gelb ist, können wir die genaue gelbe Koordinate im xyY-Raum berechnen.
Was denkst du ist die Y-Koordinate (Helligkeit) von Gelb? Richtig! Es ist genau gleich der Summe der Helligkeiten von Grün und Rot .
Stellen Sie sich nun vor, wie es sich für einen Einmatrix-Projektor anfühlt, der im Gegensatz zu einem 3LCD-Projektor den in drei Komponenten unterteilten weißen Lichtstrom nicht mischt, sondern zuerst rot, dann grün, dann blau und oft nur „weiß“ anzeigt. »Durch das transparente Segment des Farbkreises.
Die exakte Farbwiedergabe des gewünschten Gelbtons kann nur erreicht werden, indem das transparente Radsegment vollständig entfernt wird und somit bis zu einem Drittel oder sogar mehr der ursprünglichen Helligkeit der Lampe verloren geht, da zu jedem Zeitpunkt nur der kleine Teil des vom Radfilter übertragenen Lichts auf den Bildschirm trifft.
Dies ist ein grundlegender Unterschied in der Technologie , dessen Verständnis Ihnen ein für alle Mal die Augen öffnet, warum Single-Chip-DLP-Projektoren ein Kompromiss sind. Wählen Sie: entweder eine exakte Farbwiedergabe gemäß dem sRGB-Standard oder ein helles Bild, das durch Mischen des „weißen“ Lichts der Lampe erhalten wird, wodurch die Helligkeit der Farben merklich verringert wird, was bei Licht einen Verlust der Lesbarkeit und des Farbbildkontrasts bedeutet. Nun, der berüchtigte „Regenbogen“ an sich in jeder Betriebsart aufgrund der Tatsache, dass das Bild durch Flimmern und nicht durch einen kontinuierlichen Strom erzeugt wird.
Wie bereits erwähnt, liegt das RGB-Signal in normalisierter Form vor, dh 100% bedeutet eine solche Helligkeit, die erforderlich ist, um insgesamt Weiß mit den beiden anderen Farben zu erhalten. Natürlich wissen viele Leute, dass Farben in RGB abhängig von der Farbbissigkeit codiert werden. Beispielsweise kann bei einer Acht-Bit-Codierung jede Farbe Werte von 0 bis 255 annehmen - die weiße Farbe ist (255, 255, 255). Sie können nicht über Ihren Kopf springen: Wenn Sie dem Projektor befohlen haben, 255 nur auf einem der Farbkanäle anzuzeigen, sollte er alles tun, um in den primären sRGB-Standard zu gelangen, und das ist der Punkt. Nicht getroffen - nicht sRGB! Komm schon, tschüss.
In diesem Fall „dampft“ der 3LCD-Proktor nicht einmal und zeigt 100% Blau auf dem Bildschirm an. Der Rest, basierend auf der 1-Chip-Technologie, ergibt ein so gebleichtes Blau, dass es mit den übrigen Schattierungen auf dem Bildschirm verschmilzt, insbesondere wenn sie sich im Hintergrund befinden:
Und wenn Sie das Licht einschalten, wird es noch schlimmer ...
Hinweis für die Zukunft
Was ist mit den vielversprechenden Farbräumen, die uns im Zusammenhang mit dem massiven Übergang zu HDR erwarten? Und trotzdem: Sie basieren alle auf dem RGB-Prinzip, nur das „Dreieck“ der Farbskala wird mehr sein:
Der ganze Unterschied besteht darin, dass andere Koordinaten der drei Primärfarben verwendet werden, die sich von den im sRGB-Standard angegebenen unterscheiden.
Schlussfolgerungen
Wir sprechen oft über die Tatsache, dass die Farbhelligkeit des Projektors gleich dem Maximum (in Weiß) sein sollte und geben zwei Helligkeitswerte für unsere Projektoren an. Zur Veranschaulichung möchten wir hier ein solches Bild bringen:
Und auch - ein Link zu dieser Site hier , der Messungen des Maximums und der Farbrelligkeit einer Reihe von Projektoren enthält. Heute haben wir gesagt, warum dies nicht als Laune angesehen werden kann. Der Parameter "Farbhelligkeit" existiert, um:
- Beschreiben Sie nur einen von mehreren Aspekten der Farbwiedergabe. Und obwohl dieser Parameter nicht der einzige ist, kann er mit einem einfachen Luxmeter leicht gemessen werden.
- Zeigen Sie deutlich den Vorteil von Drei-Matrix- Projektoren (in unserem Fall impliziert 3LCD-Technologie) gegenüber Ein-Matrix-Projektoren, insbesondere wenn Sie in beleuchteten Räumen und unter anderen Bedingungen arbeiten, wenn Sie die gesamte verfügbare Helligkeit des Projektors nutzen.
Solche Dinge.