Calibrare Imagine Proiector

Descriere

Pentru a înțelege ce anume ajustează calibrarea video și ce beneficii aduce, trebuie să trecem pe scurt în revistă cum percepem imaginile. Acest lucru are rolul de a descompune noțiunea generală și oarecum imprecisă de fidelitate sau acuratețe a imaginii în elemente mai simple, care să poată fi analizate și verificate ușor și independent unele de altele. Ce anume conduce către o imagine fidelă, care sunt pașii de bază ai unei calibrări video care garantează obținerea acestui rezultat?

în primul rând trebuie să înțelegem că lumina este o radiație electromagentică dintr-un anumit segment al radiațiilor electromagnetice de toate tipurile, caracterizat prin mărimile de frecvență sau lungime de undă. Fără a intra în detalii de fizică nenecesare în înțelegerea termenilor și explicațiilor de urmează, spectrul radiației electromagnetice pe care o percepem ca lumină acoperă aproximativ intervalul de lungimi de undă de la 380 nm la 740 nm. Variația continuă a lungimii de undă a radiației luminoase între aceste limite o percepem drept curcubeu, de exemplu cel rezultat din trecerea luminii solare printr-o prismă de sticlă, capătul intervalului de lungime de undă mare corespunzând culorii roșu, iar cel de lungime de undă mică fiind corespunzător culorii violet. în afară de culorile din curcubeu percepem și alte culori și nuanțe rezultate din combinarea a două sau mai multe culori sau dintr-o distribuție continuă a tuturor culorilor din curcubeu, dar cu ponderi diferite; un caz particular este culoarea alb, considerată incoloră, care corespunde unui anumit tip de spectru continuu sau unei anumite combinații de minim trei culori particulare.

Percepția unui stimul luminos este caracterizată prin strălucire sau luminozitate, care reprezintă intensitatea subiectiv percepută a sursei de lumină, nuanță, care reprezintă o culoare pe care o considerăm diferită de altele și căreia îi dăm un nume distinct, și saturație, care reprezintă „puritatea” culorii, cât de apropiată este de culorile din curcubeu, de puritate sau intensitate coloristică maximă, sau cât de „diluată” este cu culoarea alb. în particular, griurile reprezintă variante tot incolore, dar mai reduse ca luminozitate ale albului, iar negrul reprezintă absența oricărei lumini, fiind un caz particular și extrem de gri.

în ceea ce privește intensitatea luminoasă, un parametru important este dat de intervalul dintre cantitatea cea mai mică de lumină pe care o mai percepem ca fiind diferită de negrul total (absența oricărei lumini) și cantitatea cea mai mare de lumină pentru care încă mai percepem variații de nuanță și nu ne orbește, interval numit interval dinamic. Aici trebuie să distingem, deoarece ochiul se adaptează la condițiile de iluminat fie prin modificarea diametrului pupilei, fie chiar prin modificarea chimiei interne (atunci când trecem de la vederea de zi, fotopică, la cea de crepuscul, mesopică, și la cea de noapte, scotopică, și invers) între intervalul dinamic absolut, adică minimul de lumină detectată în cele mai slabe condiții de iluminat, și maximul de lumină pentru care mai există percepție de diferențe în cele mai puternice condiții de iluminat, și intervalul dinamic relativ, cuprins între același gen de limite, minimă și maximă, dar existente în aceeași imagine, percepută dintr-o singură privire. într-o singură imagine sau percepție, diferența între zonele care sunt cel mai puțin luminoase și zonele care sunt cel mai puternic luminoase mai poartă numele de contrast.

Studiul percepției umane a culorii a relevat că putem produce aceeași senzație luminoasă în aparatul vizual fie combinând într-un spectru continuu toate culorile din curcubeu în diferite proporții, acesta fiind mecanismul normal al percepției directe, în care lumina solară cade pe un obiect și este parțial absorbită și parțial reflectată, proporțiile fiind diferite la lungimi de undă diferite, fie combinând un număr redus de culori mai mult sau mai puțin pure în diferite proporții. în acest din urmă caz numărul minim de culori necesare pentru genera din combinația lor senzații de culoare acoperind o paletă largă și incluzând albul este de trei. Cauza pentru care avem acest număr și nu altul este că în ochiul uman senzația de culoare provine de la trei tipuri de celule, numite conuri (datorită formei; ele sunt identificate prin literele L, M și S, în funcție de răspunsul preponderent la lungimi de undă lungi, medii și scurte), care au sensibilități diferite la spectrul luminii vizibile, generând impulsuri nervoase de intensitate diferită atunci când sunt stimulate cu radiație electromagnetică vizibilă.

în efortul de găsi metode de reproducere fotografică a culorilor și de găsire a unei modalități matematice de descriere a percepțiilor de lumină și culoare, în 1931 s-a creat un model, o reprezentare grafică a totalității culorilor percepute de ochiul uman. Acest grafic are forma unei potcoave, având pe latura curbă culorile din curcubeu, iar pe latura dreaptă diferite combinații de roșu și albastru, care produc senzații vizuale caracterizate de o saturație mare, dar care nu corespund unei unice lungimi de undă (numită și lumină monocromatică, care are o singură culoare). Undeva în zona centrală a graficului se situează culoarea alb și în jurul ei toate culorile foarte pale, cu nuanțe foarte subtile, doar cu puțin diferite de albul imaculat.

Acest grafic ne permite să prezicem cu ușurință ce culoare rezultă din combinația a două culori, respectiv puncte de pe dreapta care le unește, în funcție de proporția amestecului, sau a trei culori, respectiv puncte din triunghiul care rezultă din unirea prin drepte a celor culori două câte două, fiind posibilă reproduerea tuturor culorilor din interiorul triunghiului, de pe laturi și din vârfuri, în funcție de proporțiile amestecului. Pentru orice proces de redare a culorilor pe peliculă de film, fotografic sau cinematografic, sau printr-un sistem de televiziune sunt necesare minim trei culori care să fie combinate, interiorul unui triunghi putând acoperi un procent semnificativ din totalitatea culorilor pe care le percepem, pe când în cazul a două culori și a unei drepte numărul de culori ce pot fi reproduse este foarte mic, insuficient pentru o naturalețe acceptabilă a imaginii.

S-a mai constatat și procesul percepției vizuale este unul neliniar, dublarea subiectivă a intensității luminoase nu corespunde dublării puterii radiației electromagnetice, ci urmează o altă curbă, nu este o dreaptă. Pe măsură ce intensitatea luminii crește, sporul de energie radiantă care generează perceptual sporirea în trepte egale a cantității de lumină devine din ce în ce mai mare; altfel spus, la niveluri reduse ale energiei radiante suntem capabili să detectăm variații mai mici ale acestei energii, în timp ce la niveluri mari schimbarea trebuie să fie mai consistentă până să percepem o luminozitate sporită. Această neliniariate a perceptiei vizuale este folosită atât la înregistrare pentru a optimiza utilizarea codificării înscrise pe suport, cât și la redare pentru a transforma corect conținutul înregistrării înapoi în lumină, relația matematică exactă fiind verificată si ajustată pe parcursul calibrării video.