Em 2015, uma pesquisa simples sobre a cor de um vestido específico despertou amplo interesse em como percebemos a cor. O fato é que a capacidade de perceber a cor é complexa e não exata.
O que realmente vemos
Nossos olhos não vêem objetos reais, o que você realmente vê é a luz refletida em objetos. A cor que seus olhos vêem é o resultado de quais comprimentos de onda de luz são refletidos ou absorvidos pelo objeto. No entanto, é improvável que a cor que você vê esteja totalmente correta.
Fatores que afetam a percepção de cores
A percepção de cores do mundo real é afetada por vários fatores:
- Propriedades físicas de um objeto: Os comprimentos de onda da luz que um objeto reflete ou absorve naturalmente devido à sua constituição física.
- Hora do dia: O objeto é visto na luz da manhã, da tarde ou da noite.
- Localização: O objeto é visto na luz externa (dia ensolarado ou nublado) ou luz artificial interna (e tipo de luz interna).
- Percepção de cor: Variações naturais em como cada par de olhos humanos percebe os comprimentos de onda das cores.
- Daltonismo: Variações não naturais em como algumas pessoas vêem comprimentos de onda de cores.
Além da percepção de cores no mundo real, em foto, impressão e vídeo, há outros fatores a serem considerados:
- O instrumento usado para capturar a imagem: Os recursos de uma câmera para detectar comprimentos de onda de cores em combinação com a hora do dia e o local.
- O dispositivo de exibição usado na reprodução da imagem: TV, Video Projector, Print reproduzem imagens usando métodos diferentes.
- Exibição ou calibração da impressora: Se visualizar a imagem impressa ou um dispositivo de exibição de vídeo, o padrão usado para calibrar esse dispositivo para reprodução de cores afeta o que você vê.
Embora existam semelhanças e diferenças na percepção de cores em relação a aplicativos de foto, impressão e vídeo, vamos focalizar o lado de vídeo da equação.
Capturando Cor
- Primeiro, você tem que "capturar" a imagem. Uma câmera de vídeo precisa ver a luz refletida nos objetos e passar por uma lente. A luz de entrada consiste em todas as cores refletidas no (s) objeto (s) alvo. Essa luz entra na lente e atinge um chip (antigamente, antes dos chips, a luz tinha que passar por um tubo de vácuo especialmente construído).
- Uma vez que a luz aterra no chip, existe um processo empregado pelo chip, e circuito de suporte, que converte a luz em pulsos elétricos analógicos ou códigos digitais (1's, 0's). Este sinal convertido é então enviado para um dispositivo receptor (neste caso, um projetor de TV ou vídeo) que converterá o pulso elétrico (analógico) ou o código digital de volta em uma imagem que é exibida ou projetada em uma tela.No entanto, aqui é onde fica complicado. À medida que a câmera recebe a luz refletida de um objeto em um determinado ponto no tempo e o dispositivo de exibição tem que apresentar a cor do resultado capturado com precisão.
Como nem o dispositivo de captura nem o dispositivo de exibição conseguem reproduzir todas as cores refletidas nos objetos do mundo real, ambos os dispositivos precisam "adivinhar" com base em padrões de cores "artificiais" específicos, que têm como base três cores primárias. modelo. Em aplicativos de vídeo, o modelo de três cores é representado por Vermelho, Verde e Azul. Diferentes combinações das três cores primárias em várias proporções são usadas para recriar a escala de cinza e todas as tonalidades de cores que vemos na natureza.
Exibindo cor através de uma TV ou projetor de vídeo
Já que não há uma exatidão definitiva em como os seres humanos percebem a cor no mundo natural, e há limitações que capturam cores precisas usando uma câmera. Como isso é reconciliado no ambiente doméstico ao assistir TV ou um projetor de vídeo?
A resposta é dupla: o tipo de tecnologia usada que permite que um projetor de TV / vídeo exiba imagens e cores e que ajuste sua capacidade de exibir a cor com a maior precisão possível dentro de um padrão de cor predeterminado.
Aqui está uma breve visão geral das tecnologias de exibição de vídeo usadas para exibir imagens coloridas e em preto e branco.
Tecnologias Emissivas
- CRT - Um feixe de elétrons originado no gargalo de um tubo de imagem varre linhas de fósforo numa base linha por linha para produzir uma imagem. Quando o raio atinge cada fósforo, o fósforo fica excitado e produz a imagem. A cor é produzida por fósforos vermelhos, verdes e azuis excitados na combinação adequada para produzir uma cor específica.
- Plasma - Os fósforos são iluminados por gás carregado superaquecido (semelhante a uma luz fluorescente). Combinações de fósforos vermelhos, verdes e azuis (referidos como pixels e sub-pixels) produzem a cor designada.
- OLED - A tecnologia OLED pode ser implementada de duas formas para TVs. Uma opção é o WRGB, que combina subpixels OLED auto-emissores brancos com filtros de cores Vermelho, Verde e Azul, enquanto Outra opção é usar sub-pixels vermelhos, verdes e azuis com filtros de cor adicionais.
Tecnologias Transmissivas
- LCD - Os pixels do LCD não produzem sua própria luz. Para que uma TV LCD exiba uma imagem na tela da TV, os pixels precisam ser "retroiluminados". O que acontece neste processo é que a luz que viaja através dos pixels é rapidamente reduzida ou iluminada, dependendo dos requisitos da imagem. Se os pixels estiverem esmaecidos o suficiente, muito pouca luz será transmitida, fazendo a tela parecer mais escura. A cor é adicionada à medida que a luz passa pelo chip LCD e depois pelos filtros de cor vermelho, verde e azul.
- 3LCD - Usada em projeção de vídeo, funciona de maneira semelhante à TV LCD, mas, em vez disso, chips espalhados por uma fonte de tela inteira, a luz branca é passada por três chips LCD e um Prism e, em seguida, projetada em uma tela.
A Combinação Transmissiva / Emissiva - LCD com Pontos Quânticos
Para aplicação de TV e exibição de vídeo, o Quantum Dot é um nanocristal artificial com propriedades especiais emissoras de luz que pode ser usado para melhorar o brilho e o desempenho da cor exibidos em imagens estáticas e de vídeo em uma tela LCD.
Pontos Quânticos são nanopartículas com propriedades emissivas ajustáveis que podem absorver luz de energia mais alta de uma cor e emitir luz mais baixa de outra cor (parecido com fósforos em uma TV de Plasma), mas, neste caso, quando são atingidos por fótons de uma luz externa fonte (no caso de uma TV LCD com uma luz de fundo azul LED), cada ponto quântico emite cor de um comprimento de onda específico, que é determinado pelo seu tamanho.
Pontos quânticos podem ser incorporados em uma TV LCD de três maneiras:
- Colocado dentro do tubo de vidro fino (conhecido como Edge Optic) dentro da estrutura da fonte de luz da TV entre uma fonte de luz de borda LED azul e a placa de guia de luz (a estrutura que espalha a luz através da área da tela) TVs de LCD.
- Em uma "camada de aprimoramento de filme" colocada entre uma fonte de luz LED azul e o chip LCD e os filtros de cor (para TVs de matriz completa ou LEDs com iluminação direta / LCD).
- Em um chip, onde os pontos quânticos são integrados diretamente em um LED azul para uso em configurações de borda ou iluminação direta.
Para cada opção, a luz LED azul atinge os pontos quânticos, que são então excitados para que eles emitem luz vermelha e verde (que também é combinada com o azul vindo da fonte de luz LED). A luz colorida, em seguida, passa através dos chips de LCD, filtros de cor e na tela para exibição de imagens. A camada emissiva Dot Quant Dot adicionada permite que a TV LCD exiba uma gama de cores mais saturada e mais ampla do que as TVs LCD sem a camada Quantum Dot adicionada.
Tecnologias reflexivas
- LCOS (também referido como D-ILA e SXRD)O LCOS é uma variante do 3LCD e é usado na projeção de vídeo. Em vez de passar luz através de cada um dos três chips LCD e depois através dos filtros de cor e da lente, o chip LCD está em cima de uma base refletiva, então quando uma fonte de luz colorida passa pelo chip é automaticamente refletida de volta e enviada através da lente para a tela de projeção.
- DLP (3 chips) - Usado em Projetores de Vídeo - A chave para o DLP é o DMD (Digital Micro-mirror Device), no qual cada chip é composto de pequenos espelhos inclináveis. Isso significa que cada pixel em um chip DMD é um espelho refletivo. A imagem de vídeo é exibida no chip DMD. Os micro-espelhos no chip (cada micro-espelho representa um pixel), em seguida, incline-se muito rapidamente à medida que a imagem muda. Isso produz a base de escala de cinza da imagem.
- Em um projetor de vídeo DLP de 3 chips, três fontes de luz são usadas (ou luz branca passa por três prismas). A luz colorida é refletida em três chips DLP (todos em tons de cinza, mas cada um está recebendo luz colorida diferente). O grau de inclinação de cada micro-espelho em relação à fonte de luz colorida em determinado momento determina as cores na imagem. A luz refletida é então passada através da lente do projetor para a tela.
Combinação reflexiva / transmissiva
- DLP (1 chip) - Usado em Projetores de Vídeo - Neste arranjo, existe uma única fonte de luz branca que é refletida em um único chip DLP DMD. Em seguida, a cor é adicionada à medida que a luz refletida passa através de uma roda de cores de alta velocidade, através da lente e depois para a tela.
Para mais explicações técnicas sobre DLP, confira nosso artigo complementar: DLP Video Projector Basics.
Exibindo Cor - Padrões de Calibração
Então, agora que os componentes eletrônicos e mecânicos foram elaborados sobre como uma imagem colorida chega à sua TV ou tela de projeção de vídeo, o próximo passo é descobrir como esses dispositivos podem reproduzir cores com a maior precisão possível, apesar das limitações técnicas.
É aqui que a aplicação de padrões de cores dentro do Espaço de Cores visível se torna importante.
Alguns dos padrões de calibração de cores para TVs e Projetores de Vídeo atualmente em uso são:
- NTSC - O padrão básico para cor analógica (EUA).
- Rec.601 - Melhoria sobre o padrão NTSC básico.
- Rec.709 - Para uso com HDTVs e HD Video Projetores.
- Rec.2020 - Destinado para uso com TVs 4K Ultra HD e projetores de vídeo.
- sRGB - Para uso principalmente em monitores de PC para exibir gráficos.
Usando uma combinação de hardware (colorímetro) e software (normalmente através de um laptop), uma pessoa pode ajustar uma capacidade de reprodução de cores de projetores de TV ou vídeo a um dos padrões acima (dependendo das especificações de cores da TV) via ajustes fornecidos no vídeo. / configurações de exibição ou menu de serviço do projetor de TV ou vídeo.
Exemplos de ferramentas básicas de calibração de vídeo (cores) que você pode usar, sem a necessidade de um técnico, incluem discos de teste, como Digital Video Essentials, DVD do Disney WOW (World of Wonder) e discos de teste Blu-ray, Spears e Munsil HD Benchmark, o THX Calibrator Disc e o THX Home Theater Tune-up App para telefones / tablets iOS e Android compatíveis.
Um exemplo de uma ferramenta básica de calibração de vídeo que emprega um colorímetro e um software para PC é o sistema de calibração de cores Datacolor Spyder.
Um exemplo de uma ferramenta de calibração mais abrangente é o Calman, da SpectraCal.
A razão pela qual as ferramentas acima são importantes é que, assim como as condições de iluminação interna e externa afetam a capacidade de vermos cores no mundo real, esses mesmos fatores também entram em ação quanto à aparência da cor na sua TV ou tela de projeção de vídeo, levando em consideração quão bem sua TV ou projetor de vídeo pode ajustar.
Os ajustes de calibração não incluem apenas itens como brilho, contraste, saturação de cores e controle de tonalidade, mas também outros ajustes necessários, como Temperatura da cor, Equilíbrio de branco e Gama.
The Bottom Line
A percepção de cores no mundo real e nos ambientes de visualização de TV envolve processos complicados, assim como outros fatores externos. A percepção de cores é mais um jogo de adivinhação do que uma ciência precisa.O olho humano é a melhor ferramenta que temos e, embora, em fotografia, filme e vídeo, cores precisas possam ser marcadas com um padrão de cor específico, a cor que você vê em uma fotografia impressa, TV ou tela de projeção de vídeo, mesmo se eles atendem a 100% de uma especificação de padrões de cor específica, mas ainda não podem ser exatamente iguais a como ela pode parecer em condições do mundo real.
