＂黑电＂基础理论课关于电视为啥能出影

北冥有海 · 发表于 2016-12-8 19:44

导读：液晶显示技术依托背光源来成像，OLED产品则是自发光，但是染色原理相同，通过显示设备工作机制，就可以看清噱头，更好的选择产品。

　　1 "黑电"基础理论课电视为啥能出影

　　俗话说，凡事儿有逻辑，无规矩不成方圆，这句话落实到显示技术上也是如此，一切现代技术都需要传统学术理论支撑，例如现在的显示技术就需要美术学理论的支持，从液晶面板的液晶体染色，到背光光栅调整透光率，都无法脱离美术学基础的范畴。而不同的电子设备芯片，所依据的美学基础算法不同，也就造成了最终呈现色彩的差异，笔者就给大家归纳整理一下，在显示技术中出现的那些基础美学。

＂黑电＂基础理论课关于电视为啥能出影

　　美学理论，既是美术学，现在的图像渲染、色域、景深等实践技术的基本原则。我举个例子：人眼，是没有虚化能力的，那么如何将远近呈现在平面的纸/显示器上，就需要“近实远虚，近大远小”的基本理论进行支撑，之后便有了由“近实远虚”而衍生出的“景深”和，“近大远小”衍生而出的焦距。诚然，也并不是所有的视讯技术都和美术学有必然的联系，但是不能否认，美术学即是人类长久以来研究，而产生最优于服务眼球观感的基础审美概念。

＂黑电＂基础理论课关于电视为啥能出影

　　美学理论，既是美术学，现在的图像渲染、色域、景深等实践技术的基本原则。我举个例子：人眼，是没有虚化能力的，那么如何将远近呈现在平面的纸/显示器上，就需要“近实远虚，近大远小”的基本理论进行支撑，之后便有了由“近实远虚”而衍生出的“景深”和，“近大远小”衍生而出的焦距。诚然，也并不是所有的视讯技术都和美术学有必然的联系，但是不能否认，美术学即是人类长久以来研究，而产生最优于服务眼球观感的基础审美概念。

　　好的技术文章比比皆是，今天笔者反其道而行之，从认知方面对技术进行不一样的解读，这其中包括了人眼的生理构造及人类对美丑概念等审美范畴和人的审美意识，美感经验，以及观感科技的创造，诚然解读“高精尖”的技术原理固然重要，但是有时透过现象看本质，也是十分必要的，今天就给大家带来一堂“黑电”基础理论课，说说关于家中电视的那些事。

　　2 既然服务于视觉就要从眼睛出发

　　既然说到了美学基础，就有一个咱们身上的零件，不得不先说一下，那就是眼睛，人眼是对光起反应，并有多种用途的一种器官。作为意识感觉器官，眼睛拥有视觉。在视网膜的杆细胞和锥细胞拥有包括色彩分化和深度意识的光感和视觉。人肉眼可以分辨的颜色在1000万种以上。究其根源，一切显示技术都是为人眼服务的，对人眼的研究也是众多技术厂商的必修课，这属于生理学的范畴，视讯技术是服务于生理学的技术手段，而前者相比于后者，更具有普遍性。

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　　人眼

　　说到可见色，这就涉及到了另一个概念“光谱”，光谱是颜色的初始状态，我们可以简单的将人眼对于事物的视性，分成两个关键因素，“反射”和“照明”，我们都知道人眼的成像原理，由物体反射光源，进入眼球最终在脑内成像，而“光谱”由有色光组成，不同的物体能反射不同的光，所以人眼能看到不同的物体呈现不同的颜色。

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　　可见光分布图

　　上面这一张图就是简单的可见光分布图了，将光线分解开，中间就是人眼可以直接识别的部分就是可见光部分（也有人眼可以识别，但是不在光谱中的颜色，例如粉红色和褐色），而超出人眼可识别紫色外部的就是紫外线，反之超出人眼能识别红色的部分就是红外线，其外还有例如微波，和雷达波同样也都是不可见光。而其中一种颜色向另外一种颜色过度过程中产生的“间色”就是最为复杂的颜色体系，理论上来说，这种间色的数量，近乎于无限，而前面我们也提到过，人眼只能分辨出其中的1000万种左右。

　　我们可以简单的理解，是光学和美术学理论支撑起了显示技术，就拿液晶显示器来说，光学结构最直观的体现就在其背光结构的光源上，结合之前肉眼的可视性原理，想要物体和颜色可见，就需要光源的支撑，就目前的技术来说，液晶体不能实现自发光，所以就需要背光源的支持，液晶体染色、滤光之后最终成像，就是现在显示技术的核心手段。看吧，知道了前面我们提到的理论，关于显示技术为什么采用现在的结构，就不难了吧。好了，说完了光学，那么显示技术中又包含了哪些美学理论?我们接着往下聊。

　　3.色彩三基色理论万变不离其宗

　　我们都知道最初的电视机是黑白电视，那么从黑白世界到多彩世界过度又需要那些因素？首先我们要从色彩说起。相信不少学过美术的小伙伴都知道，颜料三原色是“红黄蓝”而有色光三原色是“红绿蓝”这到底是为什么呢？

　　颜料三原色的混合，亦称为减色混合，是光线的减少，两色混合后，光度低于两色各自原来的光度，合色愈多，被吸收的光线愈多，就愈近于黑。所以，调配次数越多，纯度越差，越是失去它的单纯性和鲜明性。三种原色颜料的混合，在理论上应该为黑色，实际上是一种纯度极差的黑浊色，也可以认为是光度极低的深灰色。品红与绿、黄与紫、青与橙，各组颜色的混合都接近黑。

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　　颜料三原色与光色三原色

　　色光三原色是光色混合。光色的混合为加色混合，是光线的增加，两种色光混合，光度为两色之和，合色愈多，则光度愈强，愈近于白。其中品红与绿、黄与蓝、青与红，这些补色光混合和红与蓝、绿三原色光混合都成为白光。彩色电视机、彩色显示器、彩色液晶显示器，三基色日光灯管就是应用该原理而设计制作的。

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　　光色三原色的实践实验

　　换个简单的说法，纸是白的，就需要黑色。而屏幕本来就是黑的，呈现黑场只需要降低亮度，所以不需要黑色，反而需要白色，就这么简单，前面所说的加色混合与减色混合，就是这个道理。

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　　RGB与RGBW像素排列比较

　　目前的几乎所有的显示设备的染色原理都大同小异，RGB(R:red)、(G:green)、(B:blue)三种颜色进行混合，就演变出了我们面前的电视，显示器，手机所呈现出的色彩，当然也有在三基色中加入白光（White）的RGBW结构。简言之，通过对不同颜色的像素点进光量的调整，来呈现出不同的颜色，就是现在显示设备的着色原理。

　　4 究竟什么是色域是不是越高越好

　　对于人眼的可见色彩，每个显示面板的呈现都不同，这取决于其采用的色域标准，我们平时对色域的称呼有很多，相信你也在不同的地方见过不同的它。色域，你可以将它定义成为一种标准，可以算是硬性指标吧，但是这种硬性指标却并不是单纯的越高越好，现在很多的消费者曲解了色域之中的含义，这个色域，也不简单的就是一种标准，它是很多标准的统称。

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　　多种色域标准

　　前面我们提到的，RGB这个三个字母，每个不同的面板类型，不同颜色染色体的材料不同工艺不同，所以透光率也不一样，所以就要依照一个标准来进行测试，我们看到上面这种图就可以简称为色域图，RGB代表了三种基础颜色，而面板对三种颜色的表现不一样就造成了数值的区别，这些区别之间覆盖区域，就是一台显示设备的可表现色域。

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　　sRGB色彩标准和D65色彩标准对比
　
　　由于现在技术的瓶颈，目前的显示设备还无法完全覆盖我们的所有可见光色范围，所以就有了各种色域的标准，例如sRGB就是有微软和惠普等厂商制定的一种颜色准度，这种色域标准提供了一种标准方法来定义色彩，让显示、打印和扫描等各种计算机外部设备与应用软件对于色彩有一个共通的语言。

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　　就算是同品牌的显示器之间也存在色差

　　当色彩成为关键信息的重要组成部分时，颜色所起的作用变得更加不可忽视。比如:当你在淘宝上买衣服的时候，就需要有真实、准确的色彩再现，而不能有色差。sRGB消除了不同显示系统在色彩还原上的原有差异。

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　　液晶显示器的色差对比

　　不同显示设备间的RGB色彩，自然会发生一些变化，因而经过不同的显示设备后就无法正确地再现色彩。如今，随着以计算机为核心的演示设备越来越成为市场发展的关键工具，正确的图像和色彩还原比以前变得尤为重要。现在有了sRGB标准，让用户无论在各种显示设备上观看图像，都可以确保得到相对统一的色彩。

　　我们用sRGB来举例，只是因为这种色域非常流行，是目前衡量一款显示设备的颜色标准的指标，但是sRGB的在整体色域图上的覆盖范围并不像某些其他的标准的面积那样大，它只是现在大家都承认的一种还原物体本色比较准确的一种色域标准。

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　　电视产品更需要高色域显示所带来的艳丽颜色

　　总结来说，我们现在所说的电视和显示器产品中的色域数值，都是按照上面其中一个标准来衡量的，例如一款产品的色域是sRGB的105%覆盖率，说的大致就是这款产品的色域是在sRGB标准色域图中的色域覆盖面积比sRGB标准要大5%左右。

　　那么是不是一款显示设备的色域值越大越好呢？通过上面的说明我们也来简单的总结一下。过于丰富的色彩其实对显示设备的色彩还原并没有过多的好处，但是却更加的能讨好眼球，能让显示设备的成像更加的艳丽。对于主要观赏节目的电视产品来说，更丰富的色域能够直接的提升使用者的观看享受，但是用于设计制图的专业显示器而言，对显示的成像颜色还原有更加高的要求，所以显示设备并不是色域越高越好，对用户来说，选择电视和显示器等设备的时候，要根据自己的用途来选择适合自己的显示设备。

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　　总结来说：市面上的显示技术的基础原理就是以上这些了，从显像、色彩、两个方面来说可能并不全面，但却是最能直接表现出显示设备的基础工作原理，液晶显示技术依托背光源来成像，OLED产品则是自发光，但是染色原理相同，我们从上面几个显示设备工作机制，就能推断出几乎现在所有显示产品的宣传术语是噱头，还是硬实力，在选购产品时，切莫被天花乱坠的宣传语，和华而不实的技术名词所障目，大家都是那点玩意，万变不离其宗。

橙橙橙子丶 · 发表于 2016-12-8 19:58

科普好文谢谢楼主

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