巨幕、球幕影院一向是天文館、博物館、科學館的招牌項目,吸引著游客們前往體驗它們帶來的震撼。然而屏幕尺寸本身已不再能滿足觀眾的需求。隨著 4K 圖像在生活中的普及,觀眾的期望值也隨之提高。近期許多場館借機休整,升級硬件設施。他們深知,唯有順應需求的不斷探索才能持續(xù)給觀眾帶來驚喜。

　　如何配置巨幕/球幕影院?影響圖像質(zhì)量的關鍵因素有哪些?今天將通過四篇連載之二跟大家一起探討色彩是怎樣綜合其他因素作用于我們的視覺體驗。

　　讓圖像鮮活起來

　　顯示技術發(fā)展至今,人們愈發(fā)期待接近真實的圖像。在大大小小的屏幕上模擬現(xiàn)實世界,顏色扮演著關鍵角色。你也許不一定知道,高動態(tài)范圍(HDR)可以助色彩和細節(jié)一臂之力,提高觀眾的視覺體驗。

　　改善巨幕/球幕的圖像質(zhì)量

　　顏色是關鍵之一

　　科視科學家 Mike Perkins 提出全新的 3D 視覺空間概念,他稱之為“色彩容量”,用以解釋 HDR(高動態(tài)范圍)和 WCG(寬色域)如何協(xié)同作用,生成更出色的圖像。

　　在數(shù)字圖像中,我們可以將所有像素分成三類:真實光源、漫射光源或鏡面光源(參考圖 1)。

圖1: 像素類型

　　› 直射光 來自真實光源,比如陽光或燈光。

　　› 漫射光 類似瀝青馬路表面,環(huán)境光經(jīng)由物體表面向四處漫反射,物體外觀因而更柔和。

　　› 鏡面表面 類似擋泥板或車身,光線經(jīng)過鏡面反射給予物體硬朗的金屬質(zhì)感。

　　在大多數(shù)真實場景下,漫反射和鏡面反射同時存在。當鏡面反射直面觀眾時,就會產(chǎn)生“鏡面高光”。細看肖像畫中人的眼球,常常發(fā)現(xiàn)白色高光的存在,就是這個原理。高光賦予了人眼靈動的感覺。

　　HDR 對顏色的影響

　　在標準對比度的顯示設備上,圖像的鏡面高光部分亮度有限,觀眾一定會感覺圖像過于“平淡”。在 HDR 顯示設備上,增加的亮度并不用于平均提亮圖像,而是用于提亮鏡面高光區(qū)域。參考圖 2 和圖 3,局部的反差非常明顯。

　　HDR 會使黑色汽車的外觀富有曲線感,而汽車大燈和輪轂等細節(jié)也更為逼真,同時圖像的大部分區(qū)域并未受影響或提亮。

科視 Eclipse 真 HDR 4K 投影系統(tǒng)實現(xiàn)高達 20,000,000:1 的對比度和廣闊的色域(幾乎涵蓋 Rec.2020 / Rec.2100 色域)。

圖4.HDR圖像具有復雜的光線組合

　　針對風扇葉片上測得的亮度進行 3D 繪圖(圖 4),可看到無鏡面高光的“平淡”圖像的輪廓幾近扁平。采用 HDR 技術后,風扇葉片的細微色調(diào)得以體現(xiàn)。HDR 將自然光照下的輪廓進行再現(xiàn),圖像效果更為逼真。

　　HDR 技術與 RGB 純激光投影機的寬色域結(jié)合,將顯示效果推至極致。

　　色彩是一種三維現(xiàn)象,色域面積因峰值亮度而成倍增加,因此可以讓我們獲取顯示設備所提供的所有色彩容量。Rec.709 內(nèi)容可在 100 cd/m2 的校準顯示設備上呈現(xiàn)。而 HDR10 顯示設備可支持 1000 cd/m2 或更高的峰值亮度(大多數(shù)家用高清電視的亮度水平接近 300 cd/m2)。

　　在圖 5 中 ,CIE 1931 的 2D xy 色彩空間中 HDR 10 的三角形看起來并不大。然而,如果添加亮度作為第三維數(shù)據(jù)并旋轉(zhuǎn)圖形,則可以看到顯示的總色彩容量遠超 Rec.709(圖 6)。

圖7: 在IPT色彩空間中,HDR10的色彩容量是REC.709的7倍

　　圖 7 中,HDR10 的色彩容量大約是如今我們所用的 DIGSS 2.0標準下 REC.709 色彩的 7 倍。

　　HDR 顯示設備可準確模擬現(xiàn)實世界 ,它兼具更高的峰值亮度和更寬的色域�？埔� RGB 純激光投影技術擁有 HDR 功能(科視 Eclipse 激光投影機)可在巨幕/球幕影廳中呈現(xiàn)更逼真的色彩。

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