Τι είναι η χρωματική γκάμα;

Η ανάπτυξη των οθονών LCD έχει περάσει από διάφορα στάδια, συμπεριλαμβανομένης της αναβάθμισης του οπίσθιου φωτισμού από CCFL σε λωρίδες φωτός LED, η μετατροπή του σώματος από βαρύ σε λεπτό, η επέκταση της χρωματικής γκάμας από συνηθισμένη σε υψηλή χρωματική γκάμα και περαιτέρω ανάπτυξη σε κβαντική τεχνολογία dot, από μη ρυθμιζόμενο έως περιφερειακό dimming. Βελτιώνεται συνεχώς για να παρέχει καλύτερα οπτικά εφέ.

Για χρήστες όπως σχεδιαστές που έχουν υψηλές απαιτήσεις για χρώμα, οι παράμετροι χρωματικής γκάμα της οθόνης είναι ζωτικής σημασίας. Επομένως, κατά την επιλογή μιας οθόνης, οι παράμετροι της χρωματικής γκάμα είναι πολύ σημαντικός παράγοντας.

Αυτό το άρθρο θα εισαγάγει συστηματικά τον ορισμό και τα πρότυπα της χρωματικής γκάμας οθόνης, θα εξερευνήσει διάφορες κύριες μεθόδους για τη βελτίωση της υψηλής χρωματικής γκάμα μέσω της τεχνολογίας οπίσθιου φωτισμού και θα προσβλέπει στις μελλοντικές προοπτικές της τεχνολογίας εμφάνισης υψηλής χρωματικής γκάμα.

1. Ορισμός της χρωματικής γκάμας

Η χρωματική γκάμα είναι ο χρωματικός χώρος, το χρώμα αναφέρεται στο χρώμα και η γκάμα αναφέρεται στο εύρος, το οποίο είναι το άθροισμα όλου του ορατού φωτός. Υπάρχουν δύο τρόποι για να το αναπαραστήσουμε σε δισδιάστατο χώρο: 1) χρησιμοποιώντας σύστημα συντεταγμένων x, y (CIE 1931 μη ομοιόμορφος χώρος χρωματικότητας). 2) χρησιμοποιώντας σύστημα συντεταγμένων u', v' (ενιαίος χώρος χρωματικότητας CIE1976). Η θέση που επισημαίνεται με χρώμα στο διάγραμμα χρωματικότητας είναι η περιοχή χρώματος του ορατού φωτός, η οποία είναι ένα σχήμα πετάλου.

Τι είναι λοιπόν ένα διάγραμμα χρωματικής γκάμα χρωμάτων; Όλοι γνωρίζουμε ότι το κόκκινο, το πράσινο και το μπλε είναι τα τρία βασικά χρώματα και οποιοδήποτε χρώμα μπορεί να αναγνωριστεί από εμάς είναι ένας συνδυασμός τριών διαφορετικών χρωματικών φασμάτων.

Το 1931, η CIE International Illumination Association πρότεινε το διάγραμμα χρωματικής γκάμα χρωμάτων CIE-XYZ, το οποίο είναι η χρωματική προδιαγραφή που χρησιμοποιείται συνήθως στη βιομηχανία.

Το διάγραμμα χρωματικής γκάμα χρωμάτων CIE-XYZ δείχνει το εύρος όλων των χρωμάτων που μπορεί να αντιληφθεί το ανθρώπινο μάτι. Οι οριζόντιες και κάθετες συντεταγμένες αντιπροσωπεύουν την τιμή του ερεθίσματος και η χρωματική γκάμα αποτελείται από μια ευθεία γραμμή και μια καμπύλη. Το μήκος κύματος του φωτός που σημειώνεται στην καμπύλη είναι σε nm.

Διάγραμμα χρωματικότητας CIE-1931

Στο παραπάνω σχήμα, η ανεστραμμένη περιοχή σχήματος "U" που περιβάλλεται από διακεκομμένες γραμμές αντιπροσωπεύει το χρωματικό εύρος ορατό με γυμνό μάτι. Τα τρίγωνα που περιβάλλονται από τις άλλες τρεις χρωματικές γραμμές αντιπροσωπεύουν τη χρωματική γκάμα που μπορεί να αποκατασταθεί από κάθε πρότυπο.

Στην πραγματικότητα, η πιο προηγμένη τεχνολογία οθόνης δεν μπορεί ακόμη να πραγματοποιήσει πλήρως όλα τα χρώματα του CIE-1931, επομένως σύμφωνα με την εφαρμογή στη φωτογραφία, τη βιντεογραφία, την εκτύπωση και άλλους τομείς, διάφορες βιομηχανίες έχουν διαμορφώσει αντίστοιχα πρότυπα χρώματος και έχουν επιλέξει συγκεκριμένες περιοχές στο διάγραμμα χρωματικότητας CIE-1931 ως κλίμακες για τον καθορισμό μιας ποικιλίας προτύπων χρωματικής γκάμας.

2. 4 κοινά πρότυπα χρωματικής γκάμας

Επί του παρόντος, υπάρχουν γενικά τέσσερα πιο κοινά πρότυπα γκάμας χρωμάτων οθόνης υπολογιστή στην αγορά, συγκεκριμένα sRGB, NTSC, Adobe RGB και DCI-P3. Η διαφορά είναι κυρίως το εύρος της γκάμα των χρωμάτων που καλύπτεται.

Η χρωματική γκάμα NTSC προσαρμόστηκε από την Εθνική Επιτροπή Προτύπων Τηλεόρασης των Ηνωμένων Πολιτειών το 1953. Ο σκοπός ήταν να προσαρμοστεί ένα σύνολο προτύπων χρωμάτων για την έγχρωμη τηλεόραση CRT που μόλις είχε εμφανιστεί εκείνη την εποχή. Το πρότυπο NTSC TV που κυκλοφόρησαν είναι ένα σύνολο πρωτοκόλλων μετάδοσης ραδιοφώνου και τηλεόρασης, τα οποία χρησιμοποιούνται στα ραδιοφωνικά και τηλεοπτικά συστήματα των Ηνωμένων Πολιτειών, της Ιαπωνίας και άλλων χωρών. Φυσικά, αυτό σημαίνει επίσης ότι ο χρωματικός χώρος NTSC χρησιμοποιείται περισσότερο στη βιομηχανία της τηλεόρασης.

Ο χρωματικός χώρος sRGB είναι ένας χρωματικός χώρος που αναπτύχθηκε από κοινού από τη Microsoft και την HP το 1996. Λόγω της ισχυρής βάσης χρηστών των Windows, σχεδόν όλες οι κύριες συσκευές, από υπολογιστές και Mac έως κάμερες, σαρωτές, εκτυπωτές, προβολείς κ.λπ., υποστηρίζουν sRGB. Ο χρωματικός χώρος του περισσότερου περιεχομένου στο Διαδίκτυο, συμπεριλαμβανομένων κειμένου, εικόνων και βίντεο, βασίζεται επίσης στο sRGB.

Το Adobe RGB είναι ένας χρωματικός χώρος που κυκλοφόρησε από τον επαγγελματία κατασκευαστή λογισμικού Adobe το 1998. Η αρχική πρόθεση ήταν να συμπεριλάβει τόσο το sRGB (ένας χρωματικός χώρος που χρησιμοποιείται συνήθως σε υπολογιστές) όσο και το CMYK (ένας χρωματικός χώρος που χρησιμοποιείται συνήθως στην εκτύπωση), έτσι ώστε οι ψηφιακές φωτογραφίες να μπορούν όχι μόνο να εμφανίζονται και να επεξεργάζονται κανονικά σε υπολογιστές, αλλά και να εκτυπώνονται με χρώματα χωρίς απώλειες και σωστά. Το Adobe RGB καλύπτει μια ευρύτερη γκάμα χρωμάτων από το sRGB και προτιμάται από τους σχεδιαστές, γι' αυτό χρησιμοποιείται ευρέως στην επαγγελματική φωτογραφία και στους τομείς μετά την παραγωγή.

Το DCI-P3 είναι ένας χρωματικός χώρος που χρησιμοποιείται στους ψηφιακούς κινηματογράφους, επομένως συχνά προωθείται ως "χρωματικός χώρος ταινιών". Είναι ένα πρότυπο χρωματικής γκάμα που κυριαρχείται από την ανθρώπινη οπτική εμπειρία, το οποίο ταιριάζει με την πλήρη χρωματική γκάμα που μπορεί να προβληθεί στις σκηνές ταινιών όσο το δυνατόν περισσότερο, και διαθέτει ευρύτερο φάσμα συστημάτων κόκκινου/πράσινου. Αυτή τη στιγμή χρησιμοποιείται ευρέως σε προϊόντα της Apple, επομένως εάν χρησιμοποιείτε MAC, προσπαθήστε να επιλέξετε μια οθόνη με υψηλή χρωματική κάλυψη DCI-P3 για να επιτύχετε καλά αποτελέσματα.

Rec. Το 2020 είναι ένα πρότυπο ευρείας γκάμα χρωμάτων κατάλληλο για τηλεοράσεις HD και μελλοντικές τηλεοράσεις 4K.

3. Πώς να επιλέξετε μια οθόνη ανά χρωματική γκάμα;

Το Adobe RGB είναι ένα πρότυπο χρωματικής γκάμα που κυκλοφόρησε από την Adobe. Για χρήστες στις βιομηχανίες επεξεργασίας φωτογραφιών, ταξινόμησης χρωμάτων, επεξεργασίας βίντεο, εκτύπωσης και έκδοσης και χρήστες με υψηλές απαιτήσεις χρώματος, μπορείτε να δώσετε μεγαλύτερη προσοχή στην εμφάνιση της χρωματικής γκάμα των τιμών Adobe RGB.

Το πρότυπο χρωματικής γκάμα sRGB είναι ένας ορισμός που προτείνεται για εξωτερικές συσκευές υπολογιστή. Για συνηθισμένη περιήγηση στο γραφείο και στο web, απλώς αγοράστε συσκευές χρωματικής γκάμα sRGB.

Το NTSC, ως πρότυπο τηλεόρασης, έχει επίσης την ευρύτερη χρωματική γκάμα μεταξύ των τριών. Έτσι, οι επαγγελματίες του ραδιοφώνου, της τηλεόρασης και του κινηματογράφου και της τηλεόρασης μεταξύ των χρηστών της οθόνης μπορούν κυρίως να αναφέρονται στις αξίες της. Στη βιομηχανία οθονών υγρών κρυστάλλων LCD, συνήθως συγκρίνεται με το πρότυπο χρωματικής γκάμα NTSC.

Η χρωματική γκάμα DCI-P3 είναι κατάλληλη για επαγγελματίες του κινηματογράφου και της τηλεόρασης.

Τέταρτον, παράγοντες που επηρεάζουν το μέγεθος της χρωματικής γκάμας

Δύο άμεσοι παράγοντες που επηρεάζουν το μέγεθος της χρωματικής γκάμας: το χρωματικό φίλτρο (CF) που χρησιμοποιείται στη γυάλινη επιφάνεια LCD. σχεδιασμός οπίσθιου φωτισμού.

Αναμιγνύεται με R/G/B μετά τη μετάδοση CF. Διαφορετικά μοντέλα OC χρησιμοποιούν διαφορετικά φίλτρα χρώματος, κάτι που απαιτεί από εμάς να χρησιμοποιούμε διαφορετικές περιοχές χρώματος λευκού φωτός LED για να προσαρμόσουμε τις χρωματικές συντεταγμένες λευκού σημείου της οθόνης LCD.

Ο σχεδιασμός οπίσθιου φωτισμού απαιτεί η κορυφή του φάσματος του λευκού φωτός LED RGB να είναι κοντά στην κορυφή του φίλτρου RGB του CF και ταυτόχρονα, το πλάτος μισού κύματος των τριών χρωμάτων RGB είναι όσο το δυνατόν πιο στενό για να μειωθεί το διασταυρούμενο αποτέλεσμα RGB, ώστε να ληφθεί υψηλότερη τιμή χρωματικής γκάμα.

Πέντε, κοινές μέθοδοι για τη βελτίωση της χρωματικής γκάμας

Αφού επιβεβαιωθεί η γυάλινη επιφάνεια LCD, η CF είναι επίσης σταθερή. Ο βασικός παράγοντας για τη βελτίωση της χρωματικής γκάμας της οθόνης LCD είναι ο οπίσθιος φωτισμός. Στον σχεδιασμό οπίσθιου φωτισμού, υπάρχουν δύο τρόποι για να βελτιώσετε τη χρωματική γκάμα:

Ο ίδιος ο υγρός κρύσταλλος LCD δεν εμφανίζει εικόνες. Ο λόγος για τον οποίο φαίνονται οι εικόνες είναι ότι πρέπει να προστεθούν ηλεκτρικά σήματα στον υγρό κρύσταλλο και απαιτείται οπίσθιος φωτισμός. Στη δομή του γυαλιού υγρών κρυστάλλων, η χρωματική γκάμα επηρεάζεται από το χρωματικό φίλτρο (Φίλτρο χρώματος, συντομογραφία CF), το οποίο αποτελείται από τρία φίλτρα: κόκκινο, πράσινο και μπλε. Μόνο πηγές φωτός με φάσμα κοντά στο φίλτρο μπορούν να περάσουν μέσα από το φίλτρο. Αφού το λευκό φως LED περάσει μέσα από το CF, λαμβάνεται ένα νέο μικτό λευκό φως.

1. Χρησιμοποιήστε LED υψηλής χρωματικής γκάμα για να βελτιώσετε τη χρωματική γκάμα

Λευκό φως LED με συνηθισμένη χρωματική γκάμα αποτελείται από τσιπ μπλε φωτός + σκόνη Yag και η χρωματική γκάμα NTSC είναι περίπου 72%. Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να πραγματοποιήσετε LED υψηλής χρωματικής γκάμα. Ακολουθεί μια σύγκριση των αντίστοιχων λύσεων, δείτε το παρακάτω σχήμα.

Τσιπ + πράσινη σκόνη + νέο διάλυμα κόκκινης σκόνης, το κλειδί για την επίτευξη υψηλής χρωματικής γκάμα LED βρίσκεται στην επιλογή παραμέτρων όπως η τιμή κορυφής και το πλάτος μισού κύματος της σκόνης χρώματος. Το φάσμα της σκόνης χρώματος επιλέγεται για να ταιριάζει με το φάσμα του χρωματικού φίλτρου και το πλάτος μισού κύματος του φάσματος εκπομπής είναι στενό, έτσι ώστε να βελτιώνεται αποτελεσματικά η χρωματική γκάμα LED.

Εδώ εστιάζουμε στη νέα κόκκινη πούδρα KSF. Το KSF, το KGF και το KTF είναι όλα φθοριούχα φώσφορα, από τα οποία ο KSF είναι ένας κυβικός κρύσταλλος και ο KGF και ο KTF είναι εξαγωνικοί κρύσταλλοι. Η νέα κόκκινη σκόνη (KSF) είναι φθοροπυριτικό κάλιο που διεγείρεται από το τετρασθενές μαγγάνιο, το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως σε LED υψηλής χρωματικής γκάμα. Οι φώσφοροι KSF είναι υγροσκοπικοί και οξειδώνονται εύκολα.

Σε υψηλές θερμοκρασίες, υφίστανται εύκολα αναστρέψιμες χημικές αντιδράσεις με το νερό και το χρώμα της διάσπασης αλλάζει από πορτοκαλί σε καφέ. Η φωτεινότητα των φωσφόρων φθορίου θα διασπαστεί σε μεγάλο βαθμό υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και μπορεί να επανέλθει στο φυσιολογικό μετά την επιστροφή στην κανονική θερμοκρασία. Λόγω των χαρακτηριστικών των φθοριούχων φωσφόρων, οι συνθήκες αποθήκευσης είναι πολύ αυστηρές και είναι απαραίτητο να αποφευχθεί η ζημιά στη σκόνη από τη θερμοκρασία και την υγρασία. Κατά τη διαδικασία εφαρμογής, απαιτούνται υλικά με καλή αεροστεγανότητα και απαγωγή θερμότητας, επομένως το στήριγμα LED και η κόλλα πρέπει να επιλέγονται με στοχευμένο τρόπο.

2. Χρησιμοποιήστε κβαντικές κουκκίδες για να βελτιώσετε τη χρωματική γκάμα

Οι κβαντικές κουκκίδες είναι ημιαγωγοί νανοκρύσταλλοι και τα κύρια συστατικά τους είναι: άτομα ψευδαργύρου, καδμίου, σεληνίου και θείου. Το κβαντικό περιορίζει την περιοχή των ηλεκτρονίων και των οπών, δίνοντας στις κβαντικές κουκκίδες μια δομή διακριτού ενεργειακού επιπέδου. Οι κβαντικές κουκκίδες εκπέμπουν έγχρωμο φως όταν διεγείρονται από φως ή ηλεκτρισμό. Τα διαφορετικά μεγέθη των κβαντικών κουκκίδων θα κάνουν το φάσμα των κβαντικών κουκκίδων να διεγείρεται ώστε να βρίσκεται σε διαφορετικές ζώνες. Το μέγεθος ή τα διαφορετικά στοιχεία των κβαντικών κουκκίδων μπορούν να ρυθμιστούν ανάλογα με τις ανάγκες, έτσι ώστε οι κβαντικές κουκκίδες να εκπέμπουν ένα ενιαίο και συμμετρικό φάσμα.

Τα κύρια χαρακτηριστικά των κβαντικών κουκκίδων είναι τα εξής: νανοκρύσταλλοι με μέγεθος σωματιδίων από 1 έως 10 nm. χημικές αντιδράσεις με νερό και οξυγόνο θα προκαλέσουν αστοχία. Μπορούν να εκπέμπουν φως συγκεκριμένης συχνότητας υπό την επίδραση ηλεκτρισμού ή φωτός, και τα ανόργανα φωταύγεια υλικά είναι πιο σταθερά από τα οργανικά φωταύγεια υλικά και έχουν υψηλότερη φωτεινή απόδοση. το φωταυγές χρώμα είναι απλό και καθαρό και το πλάτος μισού κύματος είναι εξαιρετικά στενό (Μικρότερο ή ίσο με 35 nm). η πρακτική εφαρμογή είναι εξαιρετικά λειτουργική και διαφορετικά χρώματα φωτός μπορούν να εκπέμπονται αλλάζοντας απλώς το μέγεθος των κβαντικών κουκκίδων.

Από περιβαλλοντική άποψη, οι κβαντικές κουκκίδες χωρίζονται σε δύο τύπους: κβαντικές κουκκίδες καδμίου και κβαντικές κουκκίδες χωρίς κάδμιο. Επί του παρόντος, οι κβαντικές κουκκίδες καδμίου είναι ανώτερες από τις κβαντικές κουκκίδες χωρίς κάδμιο ως προς τη χρωματική γκάμα και την απόδοση φωτός, και το κόστος των κβαντικών κουκκίδων που περιέχουν κάδμιο είναι σχετικά χαμηλό σε κόστος σχεδιασμού οπίσθιου φωτισμού υψηλής χρωματικής γκάμα. Η περιεκτικότητα σε κάδμιο στα συστατικά κβαντικών κουκκίδων είναι σχετικά χαμηλή και εμπίπτει στο πεδίο εφαρμογής των κανονισμών για την προστασία του περιβάλλοντος, επομένως οι κβαντικές κουκκίδες που περιέχουν κάδμιο χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία. Οι κβαντικές κουκκίδες χωρίς κάδμιο είναι ακίνδυνες και φιλικές προς το περιβάλλον και η ανακάλυψη τους θα είναι η επόμενη κατεύθυνση ανάπτυξης των κβαντικών κουκκίδων.

Στον τομέα της τεχνολογίας απεικόνισης, οι κύριες εφαρμογές των κβαντικών κουκκίδων περιλαμβάνουν δύο πτυχές: με βάση τις ιδιότητες ηλεκτροφωταύγειας των κβαντικών σημείων, ανάπτυξη τεχνολογίας απεικόνισης διόδων εκπομπής φωτός κβαντικής κουκκίδας, συγκεκριμένα QLED. με βάση τις ιδιότητες φωτοφωταύγειας των κβαντικών κουκκίδων, κάντε τις κβαντικές κουκκίδες σε κβαντικές μεμβράνες ή πλάκες διάχυσης κβαντικών κουκκίδων και εφαρμόστε τις στην τεχνολογία οπίσθιου φωτισμού υψηλής χρωματικής γκάμα. Όταν οι κβαντικές κουκκίδες χρησιμοποιούνται σε συσκευασίες LED, τα προβλήματα της απαγωγής θερμότητας και του φράγματος νερού και οξυγόνου είναι δύσκολο να λυθούν. Όταν εφαρμόζεται σε μεμβράνες και πλάκες διάχυσης, το αποτέλεσμα εμφάνισης είναι καλύτερο και η αξιοπιστία είναι ισχυρότερη.

Έκτον, οι προοπτικές της τεχνολογίας οπίσθιου φωτισμού υψηλής χρωματικής γκάμα

Η ανάλυση και η χρωματική γκάμα είναι τα πιο διαισθητικά συναισθήματα των χρηστών σχετικά με μια συσκευή οθόνης. Προς το παρόν, το 4K/8K έχει καλύψει τις ανάγκες του χρήστη για ευκρίνεια σε κάποιο βαθμό και η χρωματική γκάμα θα είναι το hot spot που θα ακολουθήσουν οι χρήστες στη συνέχεια.

Η βελτίωση της χρωματικής γκάμας επιτρέπει στους ανθρώπους να κατανοούν τις δυνατότητες έγχρωμης απεικόνισης της συσκευής πιο διαισθητικά, γεγονός που βελτιώνει σημαντικά την αισθητηριακή εμπειρία του χρήστη. Με την ανάπτυξη της κοινωνίας και τη βελτίωση του επιπέδου υλικού, η επιδίωξη των χρηστών για ηλεκτρονικά προϊόντα επίσης βελτιώνεται συνεχώς. Τα επόμενα χρόνια, το ποσοστό της υψηλής χρωματικής γκάμας θα συνεχίσει να αυξάνεται και η εποχή της υψηλής χρωματικής γκάμας μπορεί να εισέλθει.

发送反馈