Что такое цветовая гамма?

Развитие ЖК-экранов прошло несколько этапов, включая модернизацию подсветки с CCFL на светодиодные ленты, трансформацию корпуса из тяжелого в тонкий, расширение цветового охвата от обычного до высокого и дальнейшее развитие до квантового. точечная технология: от нерегулируемого до регионального затемнения. Он постоянно совершенствуется, чтобы обеспечить лучшие визуальные эффекты.

Для таких пользователей, как дизайнеры, у которых высокие требования к цвету, решающее значение имеют параметры цветового охвата дисплея. Поэтому при выборе дисплея параметры цветового охвата являются очень важным фактором.

В этой статье будут систематически представлены определения и стандарты цветовой гаммы дисплея, рассмотрены различные основные методы улучшения широкой цветовой гаммы с помощью технологии подсветки, а также рассмотрены будущие перспективы технологии отображения с широкой цветовой гаммой.

1. Определение цветового охвата

Цветовая гамма — это цветовое пространство, цвет относится к цвету, а гамма — к диапазону, который представляет собой сумму всего видимого света. Есть два способа представить его в двумерном пространстве: 1) с использованием системы координат x, y (пространство неоднородной цветности CIE 1931); 2) с использованием системы координат u', v' (равномерное пространство цветности CIE1976). Положение, отмеченное цветом на пространственной диаграмме цветности, представляет собой область цвета видимого света, имеющую форму подковы.

Так что же такое диаграмма цветности цветового охвата? Мы все знаем, что красный, зеленый и синий — три основных цвета, и любой цвет, который мы можем распознать, представляет собой комбинацию трех различных цветовых спектров.

В 1931 году Международная ассоциация освещения CIE предложила диаграмму цветности цветовой гаммы CIE-XYZ, которая является цветовой спецификацией, обычно используемой в промышленности.

Диаграмма цветности цветового охвата CIE-XYZ показывает диапазон всех цветов, которые может воспринимать человеческий глаз. Горизонтальная и вертикальная координаты представляют значение стимула, а цветовая гамма состоит из прямой линии и кривой. Длина волны света, отмеченная на кривой, указана в нм.

Диаграмма цветности цветового охвата CIE-1931

На рисунке выше область в форме перевернутой буквы «U», окруженная пунктирными линиями, представляет цветовой диапазон, видимый невооруженным глазом. Треугольники, окруженные тремя другими цветными линиями, представляют цветовой диапазон, который может быть восстановлен каждым стандартом.

Фактически, самая передовая технология отображения до сих пор не может полностью реализовать все цвета CIE-1931, поэтому в зависимости от применения в фотографии, видеосъемке, печати и других областях различные отрасли сформулировали соответствующие стандарты цвета и выбрали конкретные области. в диаграмме цветности цветовой гаммы CIE-1931 в качестве шкалы для определения различных стандартов цветовой гаммы.

2. 4 общих стандарта цветовой гаммы

В настоящее время на рынке обычно существует четыре наиболее распространенных стандарта цветовой гаммы экрана компьютерного монитора, а именно sRGB, NTSC, Adobe RGB и DCI-P3. Разница в основном заключается в широте охватываемой цветовой гаммы.

Цветовая гамма NTSC была настроена Национальным комитетом по телевизионным стандартам США в 1953 году. Целью было настроить набор цветовых стандартов для цветных ЭЛТ-телевизоров, которые только что появились в то время. Выпущенный ими стандарт телевидения NTSC представляет собой набор протоколов радио- и телепередачи, которые используются в радио- и телевизионных системах США, Японии и других стран. Конечно, это также означает, что цветовое пространство NTSC чаще используется в телевизионной индустрии.

Цветовое пространство sRGB — это цветовое пространство, совместно разработанное Microsoft и HP в 1996 году. Благодаря большой базе пользователей Windows почти все основные устройства, от ПК и Mac до камер, сканеров, принтеров, проекторов и т. д., поддерживают sRGB. Цветовое пространство большей части контента в Интернете, включая текст, изображения и видео, также основано на sRGB.

Adobe RGB — это цветовое пространство, запущенное профессиональным производителем программного обеспечения Adobe в 1998 году. Первоначальное намерение состояло в том, чтобы включить в себя как sRGB (цветовое пространство, обычно используемое в компьютерах), так и CMYK (цветовое пространство, обычно используемое в печати), чтобы сделанные цифровые фотографии можно было не только нормально отображаться и редактироваться на компьютерах, но и печататься с правильными цветами без потерь. Adobe RGB охватывает более широкий диапазон цветов, чем sRGB, и его предпочитают дизайнеры, поэтому он широко используется в профессиональной фотографии и постобработке.

DCI-P3 — это цветовое пространство, используемое в цифровых кинотеатрах, поэтому его часто называют «цветовым пространством кино». Это стандарт цветовой гаммы, в котором доминирует зрительный опыт человека, который соответствует полной цветовой гамме, которая может максимально отображаться в сценах фильма, и имеет более широкий диапазон красных/зеленых систем. В настоящее время он широко используется в продуктах Apple, поэтому, если вы используете MAC, постарайтесь выбрать монитор с высоким цветовым охватом DCI-P3, чтобы добиться хороших результатов.

Рек. 2020 — это стандарт широкой цветовой гаммы, подходящий для телевизоров высокой четкости и будущих телевизоров 4K.

3. Как выбрать экран по цветовому охвату?

Adobe RGB — это стандарт цветовой гаммы, разработанный Adobe. Пользователи, занимающиеся редактированием фотографий, цветокоррекцией, редактированием видео, полиграфией и издательским делом, а также пользователи с высокими требованиями к цвету могут уделить больше внимания отображению цветовой гаммы значений Adobe RGB.

Стандарт цветовой гаммы sRGB — это определение, предложенное для внешних устройств компьютера. Для обычного офиса и просмотра веб-страниц просто купите устройства с цветовой гаммой sRGB.

NTSC, как телевизионный стандарт, также имеет самую широкую цветовую гамму среди трех. Таким образом, специалисты по радио, телевидению, кино и телеиндустрии среди пользователей монитора могут в основном ссылаться на его ценности. В индустрии жидкокристаллических дисплеев его обычно сравнивают со стандартом цветовой гаммы NTSC.

Цветовая гамма DCI-P3 подходит для кино и телевидения.

В-четвертых, факторы, влияющие на размер цветового охвата.

Два прямых фактора, влияющих на размер цветового охвата: цветной фильтр (CF), используемый на стекле ЖК-дисплея; дизайн подсветки.

После пропускания CF он смешивается с помощью R/G/B. В разных моделях OC используются разные цветовые фильтры, что требует от нас использования разных цветовых областей белого света светодиодов для настройки координат цвета белой точки ЖК-дисплея.

Конструкция подсветки требует, чтобы пик спектра светодиодного белого света RGB был близок к пику фильтра RGB CF, и в то же время ширина полуволны трех цветов RGB была как можно уже, чтобы уменьшить перекрестный эффект. RGB, чтобы получить более высокое значение цветовой гаммы.

Пять распространенных методов улучшения цветовой гаммы

После подтверждения ЖК-стекла CF также фиксируется. Ключевым фактором улучшения цветового охвата ЖК-дисплея является подсветка. В конструкции подсветки есть два пути улучшения цветового охвата:

Жидкокристаллический ЖК-дисплей сам по себе не отображает изображения. Причина, по которой изображения можно увидеть, заключается в том, что к жидкому кристаллу необходимо добавить электрические сигналы и требуется подсветка. В структуре жидкокристаллического стекла на цветовую гамму влияет цветовой фильтр (Color Filter, сокращенно CF), который состоит из трех фильтров: красного, зеленого и синего. Через фильтр могут проходить только источники света со спектром, близким к фильтру. После прохождения белого света светодиода через CF получается новый смешанный белый свет.

1. Используйте светодиод с широкой цветовой гаммой для улучшения цветовой гаммы.

Светодиод белого света с обычной цветовой гаммой состоит из чипа синего света + порошка Yag, а цветовая гамма NTSC составляет около 72%. Существует множество способов реализации светодиодов с широкой цветовой гаммой. Ниже приводится сравнение соответствующих решений, см. рисунок ниже.

Чип + зеленый порошок + новое решение из красного порошка. Ключом к реализации светодиода с широкой цветовой гаммой является выбор таких параметров, как пиковое значение и ширина полуволны цветового порошка. Спектр цветового порошка выбирается так, чтобы соответствовать спектру цветового фильтра, а ширина полуволны спектра излучения узкая, что позволяет эффективно улучшить цветовую гамму светодиода.

Здесь мы сосредоточимся на новом красном порошке KSF. KSF, KGF и KTF — все фторидные люминофоры, из которых KSF — кубический кристалл, а KGF и KTF — гексагональные кристаллы. Новый красный порошок (KSF) представляет собой фторосиликат калия, возбужденный четырехвалентным марганцем, который широко используется в светодиодах с широкой цветовой гаммой. Фосфоры KSF гигроскопичны и легко окисляются.

При высоких температурах они легко вступают в обратимые химические реакции с водой, а цвет раскола меняется с оранжевого на коричневый. Яркость фторидных люминофоров сильно снижается в условиях высоких температур и может вернуться к норме после возвращения к нормальной температуре. Из-за особенностей фторидных люминофоров условия их хранения очень строгие, и необходимо избегать повреждения порошка температурой и влажностью; В процессе нанесения требуются материалы с хорошей воздухонепроницаемостью и теплоотводом, поэтому кронштейн для светодиода и клей необходимо выбирать целенаправленно.

2. Используйте квантовые точки для улучшения цветовой гаммы

Квантовые точки представляют собой полупроводниковые нанокристаллы, а их основными компонентами являются атомы цинка, кадмия, селена и серы. Квант ограничивает область электронов и дырок, придавая квантовым точкам дискретную структуру энергетических уровней. Квантовые точки излучают цветной свет при стимуляции светом или электричеством. Различные размеры квантовых точек приведут к тому, что спектр квантовых точек будет находиться в разных полосах. Размер или различные компоненты квантовых точек можно регулировать в соответствии с потребностями, чтобы квантовые точки излучали единый и симметричный спектр.

Основные характеристики квантовых точек следующие: нанокристаллы с размером частиц от 1 до 10 нм; химические реакции с водой и кислородом приведут к поломке; они могут излучать свет определенной частоты под действием электричества или света, а неорганические люминесцентные материалы более стабильны, чем органические люминесцентные материалы, и имеют более высокую светоотдачу; люминесцентный цвет одиночный и чистый, а ширина полуволны ультраузкая (менее или равна 35 нм); Практическое применение очень удобно, и можно излучать свет разных цветов, просто изменяя размер квантовых точек.

С экологической точки зрения квантовые точки делятся на два типа: квантовые точки кадмия и квантовые точки, не содержащие кадмия. В настоящее время квантовые точки кадмия превосходят квантовые точки, не содержащие кадмия, по цветовой гамме и светоэффективности, а стоимость кадмийсодержащих квантовых точек относительно низка с точки зрения затрат на разработку подсветки с высокой цветовой гаммой. Содержание кадмия в компонентах квантовых точек относительно невелико и находится в пределах норм по охране окружающей среды, поэтому кадмийсодержащие квантовые точки широко используются в промышленности; квантовые точки, не содержащие кадмия, безвредны и экологически безопасны, и их прорыв станет следующим направлением развития квантовых точек.

В области технологий отображения основные применения квантовых точек включают два аспекта: на основе электролюминесцентных свойств квантовых точек разработать технологию отображения светодиодов на основе квантовых точек, а именно QLED; на основе фотолюминесцентных свойств квантовых точек превращайте квантовые точки в квантовые пленки или диффузионные пластины из квантовых точек и применяйте их в технологии подсветки с высокой цветовой гаммой. Когда квантовые точки используются в упаковке светодиодов, проблемы рассеивания тепла и барьера для воды и кислорода трудно решить. При применении к мембранам и диффузионным пластинам эффект отображения лучше, а надежность выше.

В-шестых, перспективы технологии подсветки с высокой цветовой гаммой.

Разрешение и цветовая гамма — наиболее интуитивные ощущения пользователей относительно устройства отображения. В настоящее время 4K/8K в определенной степени удовлетворяет потребности пользователей в четкости, и цветовая гамма станет тем приоритетом, к которому пользователи будут стремиться в дальнейшем.

Улучшение цветовой гаммы позволяет людям более интуитивно понимать возможности цветового дисплея устройства, что значительно улучшает сенсорные ощущения пользователя. С развитием общества и повышением материального уровня стремление пользователей к электронным продуктам также постоянно улучшается. В ближайшие несколько лет доля дисплеев с расширенным цветовым охватом будет продолжать увеличиваться, и, возможно, наступит эра дисплеев с расширенным цветовым охватом.

发送反馈