Gam màu là gì?

Sự phát triển của màn hình LCD đã trải qua nhiều giai đoạn, bao gồm nâng cấp đèn nền từ CCFL lên dải đèn LED, chuyển đổi thân máy từ nặng sang mỏng, mở rộng gam màu từ gam màu thông thường đến gam màu cao và phát triển hơn nữa sang lượng tử. công nghệ chấm, từ không thể điều chỉnh độ sáng đến làm mờ theo vùng. Nó đã không ngừng cải tiến để cung cấp hiệu ứng hình ảnh tốt hơn.

Đối với những người dùng như nhà thiết kế có yêu cầu cao về màu sắc thì thông số gam màu của màn hình là rất quan trọng. Vì vậy, khi lựa chọn màn hình, thông số gam màu là yếu tố rất quan trọng cần cân nhắc.

Bài viết này sẽ giới thiệu một cách có hệ thống định nghĩa và tiêu chuẩn của gam màu hiển thị, khám phá các phương pháp chủ đạo khác nhau để cải thiện gam màu cao thông qua công nghệ đèn nền và hướng tới triển vọng tương lai của công nghệ hiển thị gam màu cao.

1. Định nghĩa gam màu

Gam màu là không gian màu, màu sắc đề cập đến màu sắc và gam màu đề cập đến phạm vi, là tổng của tất cả ánh sáng nhìn thấy được. Có hai cách để biểu diễn nó trong không gian hai chiều: 1) sử dụng hệ tọa độ x, y (không gian sắc độ không đồng nhất CIE 1931); 2) sử dụng hệ tọa độ u', v' (không gian sắc độ đồng nhất CIE1976). Vị trí được đánh dấu màu trên sơ đồ không gian màu là vùng màu sáng nhìn thấy được, có hình móng ngựa.

Vậy biểu đồ sắc độ gam màu là gì? Chúng ta đều biết rằng đỏ, lục và lam là ba màu cơ bản và bất kỳ màu nào chúng ta có thể nhận ra đều là sự kết hợp của ba quang phổ màu khác nhau.

Năm 1931, Hiệp hội Chiếu sáng Quốc tế CIE đã đề xuất sơ đồ gam màu CIE-XYZ, đây là thông số màu thường được sử dụng trong ngành.

Biểu đồ gam màu CIE-XYZ hiển thị phạm vi của tất cả các màu mà mắt người có thể cảm nhận được. Tọa độ ngang và dọc biểu thị giá trị kích thích và gam màu bao gồm một đường thẳng và một đường cong. Bước sóng của ánh sáng được đánh dấu trên đường cong tính bằng nm.

Biểu đồ gam màu CIE-1931

Trong hình trên, vùng hình chữ “U” đảo ngược được bao quanh bởi các đường chấm tượng trưng cho dải màu có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Các hình tam giác được bao quanh bởi ba đường màu còn lại tượng trưng cho dải màu có thể được khôi phục theo từng tiêu chuẩn.

Trên thực tế, công nghệ hiển thị tiên tiến nhất vẫn chưa thể hiện thực hóa đầy đủ tất cả các màu của CIE{0}}, vì vậy, theo ứng dụng trong nhiếp ảnh, quay phim, in ấn và các lĩnh vực khác, các ngành khác nhau đã xây dựng các tiêu chuẩn màu tương ứng và chọn các lĩnh vực cụ thể trong biểu đồ sắc độ gam màu CIE-1931 dưới dạng thang đo để xác định nhiều tiêu chuẩn gam màu khác nhau.

2. 4 chuẩn gam màu phổ biến

Hiện nay, nhìn chung có bốn tiêu chuẩn gam màu màn hình máy tính phổ biến nhất trên thị trường, đó là sRGB, NTSC, Adobe RGB và DCI-P3. Sự khác biệt chủ yếu là độ rộng của dải màu được bao phủ.

Gam màu NTSC được Ủy ban Tiêu chuẩn Truyền hình Quốc gia Hoa Kỳ tùy chỉnh vào năm 1953. Mục đích là tùy chỉnh một bộ tiêu chuẩn màu cho TV màu CRT mới xuất hiện vào thời điểm đó. Tiêu chuẩn TV NTSC mà họ đưa ra là một bộ giao thức truyền dẫn vô tuyến và truyền hình, được sử dụng trong hệ thống phát thanh và truyền hình của Hoa Kỳ, Nhật Bản và các quốc gia khác. Tất nhiên, điều này cũng có nghĩa là không gian màu NTSC được sử dụng nhiều hơn trong ngành truyền hình.

Không gian màu sRGB là không gian màu được Microsoft và HP cùng phát triển vào năm 1996. Do có lượng người dùng Windows đông đảo, hầu hết tất cả các thiết bị phổ thông, từ PC và Mac đến máy ảnh, máy quét, máy in, máy chiếu, v.v., đều hỗ trợ sRGB. Không gian màu của hầu hết nội dung trên Internet, bao gồm văn bản, hình ảnh và video, cũng dựa trên sRGB.

Adobe RGB là không gian màu được nhà sản xuất phần mềm chuyên nghiệp Adobe ra mắt vào năm 1998. Mục đích ban đầu là bao gồm cả sRGB (không gian màu thường được sử dụng trong máy tính) và CMYK (không gian màu thường được sử dụng trong in ấn), để các bức ảnh kỹ thuật số được chụp có thể không chỉ hiển thị, chỉnh sửa bình thường trên máy tính mà còn được in ra màu sắc chính xác, không bị hao hụt. Adobe RGB bao phủ dải màu rộng hơn sRGB và được các nhà thiết kế ưa chuộng nên được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực nhiếp ảnh chuyên nghiệp và hậu kỳ.

DCI-P3 là không gian màu được sử dụng trong rạp chiếu phim kỹ thuật số nên thường được quảng bá là "không gian màu phim". Đó là tiêu chuẩn gam màu được thống trị bởi trải nghiệm hình ảnh của con người, phù hợp với gam màu đầy đủ có thể được hiển thị trong các cảnh phim nhiều nhất có thể và có phạm vi hệ thống màu đỏ/xanh lục rộng hơn. Nó hiện đang được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm của Apple, vì vậy nếu bạn sử dụng MAC, hãy cố gắng chọn màn hình có độ phủ màu DCI-P3 cao để đạt được kết quả tốt.

Khuyến nghị 2020 là tiêu chuẩn gam màu rộng phù hợp cho HDTV và TV 4K trong tương lai.

3. Chọn màn hình theo gam màu như thế nào?

Adobe RGB là một tiêu chuẩn gam màu được Adobe đưa ra. Đối với người dùng trong ngành chỉnh sửa ảnh, phân loại màu, chỉnh sửa video, in ấn và xuất bản cũng như người dùng có yêu cầu cao về màu sắc, bạn có thể chú ý hơn đến việc hiển thị gam màu của các giá trị Adobe RGB.

Tiêu chuẩn gam màu sRGB là một định nghĩa được đề xuất cho các thiết bị bên ngoài máy tính. Để duyệt web và văn phòng thông thường, chỉ cần mua thiết bị có gam màu sRGB.

NTSC, với tư cách là tiêu chuẩn TV, cũng có gam màu rộng nhất trong ba loại. Vì vậy, những người hành nghề trong ngành phát thanh, truyền hình và điện ảnh và truyền hình trong số những người sử dụng màn hình chủ yếu có thể tham khảo các giá trị của nó. Trong ngành công nghiệp màn hình tinh thể lỏng LCD, nó thường được đánh giá theo tiêu chuẩn gam màu NTSC.

Gam màu DCI-P3 phù hợp với người làm phim và truyền hình.

Thứ tư, các yếu tố ảnh hưởng đến kích thước của gam màu

Hai yếu tố trực tiếp ảnh hưởng đến kích thước của gam màu: bộ lọc màu (CF) được sử dụng trên kính LCD; thiết kế đèn nền.

Nó được phối lại bởi R/G/B sau CF truyền qua. Các mẫu OC khác nhau sử dụng các bộ lọc màu khác nhau, điều này đòi hỏi chúng ta phải sử dụng các vùng màu ánh sáng trắng LED khác nhau để điều chỉnh tọa độ màu điểm trắng của màn hình LCD.

Thiết kế đèn nền yêu cầu đỉnh phổ của ánh sáng trắng LED RGB gần với đỉnh bộ lọc RGB của CF, đồng thời, độ rộng nửa sóng của ba màu RGB càng hẹp càng tốt để giảm hiệu ứng chéo của RGB, để thu được giá trị gam màu cao hơn.

Năm phương pháp phổ biến để cải thiện gam màu

Sau khi kính LCD được xác nhận, CF cũng được sửa. Yếu tố then chốt để cải thiện gam màu của màn hình LCD là đèn nền. Trong thiết kế đèn nền, có hai cách để cải thiện gam màu:

Bản thân tinh thể lỏng LCD không hiển thị hình ảnh. Lý do tại sao có thể nhìn thấy hình ảnh là vì tín hiệu điện phải được thêm vào tinh thể lỏng và cần có đèn nền. Trong cấu trúc của thủy tinh tinh thể lỏng, gam màu bị ảnh hưởng bởi bộ lọc màu (Color Filter, viết tắt là CF), bao gồm ba bộ lọc: đỏ, lục và lam. Chỉ những nguồn sáng có quang phổ gần bộ lọc mới có thể đi qua bộ lọc. Sau khi ánh sáng trắng LED đi qua CF, sẽ thu được ánh sáng trắng hỗn hợp mới.

1. Sử dụng đèn LED gam màu cao để cải thiện gam màu

Đèn LED ánh sáng trắng với gam màu thông thường được cấu tạo từ chip ánh sáng xanh + bột Yag và gam màu NTSC là khoảng 72%. Có nhiều cách để nhận ra đèn LED gam màu cao. Sau đây là so sánh các giải pháp tương ứng, xem hình bên dưới.

Chip + bột xanh + dung dịch bột đỏ mới, chìa khóa để hiện thực hóa gam màu cao của đèn LED nằm ở việc lựa chọn các thông số như giá trị cực đại và độ rộng nửa sóng của bột màu. Phổ bột màu được chọn để phù hợp với phổ của bộ lọc màu và độ rộng nửa sóng của phổ phát xạ hẹp để cải thiện hiệu quả gam màu LED.

Ở đây chúng tôi tập trung vào loại bột màu đỏ mới KSF. KSF, KGF và KTF đều là các chất lân quang florua, trong đó KSF là tinh thể lập phương, còn KGF và KTF là tinh thể lục giác. Bột màu đỏ mới (KSF) là kali fluorosilicate được kích thích bởi mangan hóa trị bốn, được sử dụng rộng rãi trong đèn LED gam màu cao. KSF Phosphors hút ẩm và dễ bị oxy hóa.

Ở nhiệt độ cao, chúng dễ dàng trải qua các phản ứng hóa học thuận nghịch với nước và màu sắc của vết nứt chuyển từ màu cam sang màu nâu. Độ sáng của phốt pho florua sẽ phân rã rất nhiều trong điều kiện nhiệt độ cao và nó có thể trở lại bình thường sau khi trở lại nhiệt độ bình thường. Do đặc tính của phốt pho florua, điều kiện bảo quản của chúng rất nghiêm ngặt và cần tránh làm hỏng bột do nhiệt độ và độ ẩm; Trong quá trình thi công cần phải có vật liệu có độ kín khí và tản nhiệt tốt nên khung đèn LED và keo dán phải được lựa chọn một cách có chủ đích.

2. Sử dụng chấm lượng tử để cải thiện gam màu

Các chấm lượng tử là các tinh thể nano bán dẫn và thành phần chính của chúng là: các nguyên tử kẽm, cadmium, selen và lưu huỳnh. Lượng tử giới hạn diện tích của electron và lỗ trống, tạo cho các chấm lượng tử một cấu trúc mức năng lượng rời rạc. Các chấm lượng tử phát ra ánh sáng màu khi bị kích thích bởi ánh sáng hoặc điện. Kích thước khác nhau của chấm lượng tử sẽ làm cho quang phổ của chấm lượng tử bị kích thích ở các dải khác nhau. Kích thước hoặc các thành phần khác nhau của chấm lượng tử có thể được điều chỉnh theo nhu cầu, sao cho các chấm lượng tử phát ra một phổ đối xứng và duy nhất.

Các đặc điểm chính của chấm lượng tử như sau: tinh thể nano có kích thước hạt từ 1 đến 10 nm; phản ứng hóa học với nước và oxy sẽ gây thất bại; chúng có thể phát ra ánh sáng có tần số nhất định dưới tác dụng của điện hoặc ánh sáng, vật liệu phát quang vô cơ ổn định hơn vật liệu phát quang hữu cơ và có hiệu suất phát sáng cao hơn; màu phát quang là đơn và tinh khiết, và độ rộng nửa sóng cực hẹp (Nhỏ hơn hoặc bằng 35 nm); ứng dụng thực tế có khả năng hoạt động cao và các màu sắc ánh sáng khác nhau có thể được phát ra chỉ bằng cách thay đổi kích thước của các chấm lượng tử.

Từ góc độ môi trường, chấm lượng tử được chia thành hai loại: chấm lượng tử cadmium và chấm lượng tử không chứa cadmium. Hiện tại, chấm lượng tử cadmium vượt trội hơn các chấm lượng tử không chứa cadmium về gam màu và hiệu suất ánh sáng, đồng thời chi phí của các chấm lượng tử chứa cadmium tương đối thấp trong chi phí thiết kế đèn nền gam màu cao. Hàm lượng cadmium trong các thành phần chấm lượng tử tương đối thấp và nằm trong phạm vi quy định về bảo vệ môi trường nên chấm lượng tử chứa cadmium được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp; Chấm lượng tử không chứa cadmium vô hại và thân thiện với môi trường, bước đột phá của nó sẽ là hướng phát triển tiếp theo của chấm lượng tử.

Trong lĩnh vực công nghệ màn hình, các ứng dụng chính của chấm lượng tử bao gồm hai khía cạnh: dựa trên đặc tính phát quang điện của chấm lượng tử, phát triển công nghệ màn hình đi-ốt phát sáng chấm lượng tử, cụ thể là QLED; dựa trên đặc tính phát quang của chấm lượng tử, chế tạo chấm lượng tử thành màng lượng tử hoặc tấm khuếch tán chấm lượng tử và ứng dụng vào công nghệ đèn nền gam màu cao. Khi các chấm lượng tử được sử dụng trong bao bì LED, các vấn đề về tản nhiệt và rào cản nước và oxy rất khó giải quyết. Khi áp dụng cho màng và tấm khuếch tán, hiệu ứng hiển thị sẽ tốt hơn và độ tin cậy cao hơn.

Thứ sáu, triển vọng của công nghệ đèn nền gam màu cao

Độ phân giải và gam màu là cảm nhận trực quan nhất của người dùng về một thiết bị hiển thị. Hiện tại, 4K/8K đã đáp ứng được nhu cầu về độ rõ nét của người dùng ở một mức độ nhất định và gam màu sẽ là điểm nóng mà người dùng sẽ theo đuổi tiếp theo.

Việc cải thiện gam màu cho phép mọi người hiểu được khả năng hiển thị màu của thiết bị một cách trực quan hơn, giúp cải thiện đáng kể trải nghiệm giác quan của người dùng. Với sự phát triển của xã hội và sự cải thiện về trình độ vật chất, việc theo đuổi các sản phẩm điện tử của người dùng cũng không ngừng được cải thiện. Trong vài năm tới, tỷ lệ gam màu cao sẽ tiếp tục tăng và kỷ nguyên hiển thị gam màu cao có thể được mở ra.

发送反馈