2.4.1 電視RGB計色制
前面介紹了物理RGB計色制和XYZ計色制,利用它們已經可以解決色度學的各種計算。但在彩色電視中,由于顯象管三種熒光粉發出的紅、綠、藍三原色*并非是物理RGB計色制中的三基色,所以使用上述兩種計色制進行彩色電視的顏色計算時,會感到復雜。為此,提出電視RGB計色制,它的關鍵是直接利用彩色顯象管熒光粉發出的三原色作為三基色單位,從而使彩色電視的顏色計算大為簡化。
一、電視三基色的選定
電視RGB計色制的三基色就是顯象管三種熒光粉發出的三原色,它們的選取基于下面的考慮:
1、在CIE色度圖中,由于自然界所有實色的集合是一舌形面積,任意三基色所組成的三角形是不可能重現所有顏色的。除非選四個以上基色,用多邊形去逼近舌形區域,但這會增加技術上的復雜性,是一種理論上可行、而實際上不可行的方案。所以,只能選取三基色,使基組成三角形面積最大。由于舌形區域與三角形大體相近,且紅、綠、藍三譜色位于它的三個頂端,故選取紅、綠、藍三譜色作為三基色時,所圍三角形面積最大。
2、在確定顯象管三原色坐標時,還必須考慮熒光粉的發光效率,一般來說,顏色飽和度越高,熒光粉發光效率越低。發光效率將會影響圖象的亮度和對比度。因此,必須兼顧重視顏色的飽和度和亮度。
3、在實際生活中,鮮艷的紅、橙、黃、綠是常見的并引起美感的顏色,而飽和的藍、綠一帶的顏色則不常見。所以D RGB的RG邊應盡量靠近光譜軌跡,而BG邊可以離光譜軌遠一些。
4、700nm的紅光,435.8nm的藍光相對視敏函數值很小,這說明要獲得足夠亮度的紅、藍譜色光,所需要的能量相當大。
根據2~4三條原因,顯象三基色不能選取紅、綠、藍三種譜色,而應在非譜色區,適當選取三點。在圖2.4-1中標出了NTSC制和PAL制顯三基色以及物理R、G、B三基色的坐標位置,它們的具體坐標值,如表2-5所示。
上述做法,雖然犧牲了一些重現的色域,卻換來了較高的彩色亮度。而重現高亮度比重現高飽和度的彩色更為重要,這樣做是合算的。另外,所選顯象三基色能重現的顏色對彩色而言已經相當豐富的了。為了便于理解這一點,在圖2.4-1中,給出彩色膠片,印刷品、繪畫、染料等能夠重現的色域,用W 區表示。它還不及顯象三基色三角形的面積大,而且顯象三基色還能重現更多的引起美感的紅、橙、黃、綠高飽和度的顏色,所以顯象三基色能重現的色域對人眼來說,是已經相當滿意的了。
二、顯象三基色單位、、的確定
為了建立電視RGB計色制,必須確定顯象三基色單位、和。上面已經確定了它們的色度坐標,但還得求出它們各自的色模,才能使顯象三基色單位、和確定下來。為此,NTSC制作出規定;顯象三基色各為1單位時,能相混出1光瓦和C白,即
1+1[+1=(1光瓦) (2.4-1)
顯象三基色單位是、、,若用XYZ制表示,則
(2.4-2)
所以
(1光瓦) (2.4-3)
在XYZ計色制中,若已知1光瓦C白的色度坐標的值(見表2-5),則可以求出它的三色系數。令
(2.4-4)
將C白的色坐標
代入式(2.4-4)得
0.9810[X]+1[Y]+1.1835[Z]= (2.4-5)
令式(2.4-3)和式(2.4-5)相應的一一對應,并將、、的色地理坐標(見表2-5)代入式(2.4-3),可能求得
=0.9060,=0.8286,=1.4320
以至于,式(2.4-2)可以用下類引流矩陣帶表
(2.4-6a)
(2.4-6b)
由逆單位矩陣運算必得
(2.4-7a)
(2.4-7b)
三、不同的計色制的裝換與亮度對比度方程式
在電影RGB計色制中,就能夠用顯象管三基色以相同比重配出某五顏六色光。其色號式子為
=+[+ (2.4-8)
面對一個多色光,也常用XYZ計色制的色號式子表現
=X[X]+Y[Y]+Z[Z] (2.4-9)
近似于工具RGB制和XYZ制的準換問題,行求出視頻RGB制和XYZ制四色公式的準換問題。
(2.4-10a)
(2.4-10b)
(2.4-11a)
(2.4-11b)
在式(2.4-6)、式(2.4-7)、式(2.4-10)和式(2.4-11)中、[B]、和互為逆分塊向量的特征值,而和[B]、和互為轉置分塊向量的特征值。這十二個分塊向量的特征值知張九齡感遇,可求其三。往上變換的聯系與式(2.2-26)、式(2.2-27)、式(2.2-29)、式(2.2-30)形容的物理化學RGB制和XYZ制的變換的聯系全類似的。
與此同時說明,其它與眾不同計色制都能以互為轉成,但通常情況都跟XYZ制做轉成,能夠按照了解更。猜測有同一個計色制,假如RGB計色制,它要求同XYZ制做轉成,三者必有上述原因:
= (2.4-12a)
=[A] (2.4-12b)
= (2.4-12c)
(2.4-12d)
式中,[A]、、、兩個矩陣計算的特征值中來源于互逆和互為轉置矩陣計算的特征值的關聯,若知之一,可求其在一,因地理勻稱色比率是三種顏色比率的特例,因為式(2.4-12c、d)對地理勻稱色比率也注冊成立,即
= (2.4-13a)
= (2.4-13b)
從式(2.4-11)中,可以異出如此有常用價格的色溫方程組。
Y=0.299+0.587+0.114 (2.4-14)
上述所說色度調節方程式組證明了電視劇RGB制中,某個彩虹色光的在相映比率與其說色度調節互相的關聯。運用你這樣方程式組,可對其進行色度調節算起和基色數據信息的改換,這點將在再次章中講學。你這樣公式換算是在NTSC制中的規定1[R]+1[G]+1[B]=的必要條件下讀取來的。
四、選使用在PAL制的智能電視RGB計色制
前頭闡明的各個制式的改變有關在色飽和度學中是絕大多數應用的。當顯象三基色和標準白的色飽和度坐標系制定后,再扣減
1+1[+1=(1光瓦)
的具體條件,式(2.4-12)中矩陣的特征值的公式就可求下來,就能來確定網絡電視RGB制和XYZ制的間接改換內在聯系。
后面是主要采用NTSC制顯象三基色和C白色的度大地坐標值來打造視頻視頻RGB計色制的,從而它的具有信息在于NTSC制彩虹色視頻視頻的飽和度計算方法。面對PAL制,還應所用PAL制顯象三基色和白光燈燈飽和度大地坐標值,并假定顯象三基色各有個計量單位能組成1光瓦白光燈燈,即
1+1[+1=(1光瓦) (2.4-15)
所以可讀取適當的于PAL制的網絡電視RGB計色制與XYZ制的能夠 換算的關聯:
(2.4-16a)
(2.4-16b)
(2.4-17a)
(2.4-17b)
由式(2.4-17)可能夠 可用到于PAL制的色溫式子
Y=0.222+0.707+0.071 (2.4-18)
它的高中物理的意義及使用與NTSC制的光透明度方程組組(見式2.4-14)仍然同樣,其實它的保存情況(見式2.4-15)與NTSC制光透明度方程組組的保存情況是否同樣的。
注意是因為NTSC制多色智能電視操作系統比PAL制早二十多年,于是PAL制并不采用了(2.4-18)的方法論曝光度方程式式,依舊習俗地沿用NTSC制的曝光度方程式式。這些做,雖說有特定的測量誤差,而且注意性能指標仍能達到聽覺對曝光度的標準,于是,員工就一只沿用下了。
2.4.2 色彩的合理再次出現
色彩老網絡老電視的推動應用于色彩的細化與結合,2.4.1節又簡介了老網絡老電視RGB計色制。想有這兩管理方面的基本常識,就應該討論稿色彩老網絡老電視設備你知道必須 提供哪個因素,這樣才能推動色彩的規范逆轉(即逆轉圖像的有顏色與原物體的有顏色高度)。
彩色顯象管是采用空間混色,它重現的彩色光可用顯象三基色表示:
=+[+ (2.4-19)
涉及某個自然物體的五彩光為,它的輸出功率譜為P(l ),若要顯象管重演的五彩和自然物體色光已經類似,則在智能電視RGB制中的3色因子應足夠:
(2.4-20)
上式中,、、為電視視頻RGB計色制中的劃分色指數公式,即配出一瓦不同譜色光所須要的顯象三基色的指數值。這句話可由XYZ制的劃分色指數公式求出。NTSC制和PAL制區分按式(2.4-10)和式(2.4-16)計算,關鍵在于取到三種制式的混色曲線圖區分右圖2.4-3(a)和(b)提示。
要想使間題簡單化,比如顯象管四條線智能束的束流正比于5個控住效果功率(即短視頻圖像的信號),而熒光粉大范圍地擴散光的高低也正比于束流的各個,由于,要使再次出現色光,則顯象管的5個控住效果功率應各分為為、、。進這一步比如輸送出入口也是非線性的,從而拖動公倍數約等于1。全部三支攝象管的效果效果功率、和應滿足了關系的
,, (2.4-21)
時,才華達到五顏六色的恰當再現。
從攝象機看,假如紅、綠、藍三支攝象管的光譜響應特性分別為、和,則三支攝象管對功率譜的P(l )的景物而言,它們的輸出電壓分別為
(2.4-22)
在式(2.4-20)和式(2.4-22)中,若要使顏色正確合理再次出現,而言無數個公率譜P(l ),都規定讓具備,,的必備條件,故須要規定讓
=,=,= (2.4-23)
上式就說明,在非線性智能電視機軟件中,有當攝象管的光譜儀積極響應線性與顯象管的混色線性相相配時,這樣才能實現目標多色的規范逆轉。
其實的TV設備是非線型的,通常攝象管g=1,顯象管g =2.2~ 2.8,在攝象管后增添g 校準電路系統來補償費顯象管的g 偏色,在這個實際情況下,這些答案也是成為的。
若用PAL制攝象機攝象,而用NTSC制的顯象管顯象,則重新圖相的多色的一定會出現著測量誤差,這時,就必須利用校色矩陣計算電路設計來除掉多色的模糊。
在圖2.4-3中,顯象管的混色直線有著負值,若要來多色的正確性重演,則攝象機的光譜圖儀分析初始化失敗直線也應有負值;只不過,從單反鏡頭到了攝象管總的光譜圖儀分析初始化失敗直線需要恰逢,無法能展現負值。因為這,需要所采用所有做法對攝象機的光譜圖儀分析初始化失敗直線來調節,使其顯象管的混色直線相輸入,那樣操作稱做多色調節。