×
显示-光电 > 显示技术 > 详情

4LCD投影技术原理及其发展解析

发布时间:2024-05-03 发布时间:
|

光学三原色为红色、绿色和蓝色,染料三原色为红色、黄色和蓝色。四色技术为何物?四色是不是噱头?四色是否能颠覆传统的三原色理论?可能还有人在迷惑何谓三原色?

2010年7月,AQUOS液晶电视搭载了夏普的“四色技术”。这一技术核心就是加入黄色,这一崭新的色彩概念颠覆了传统的红、蓝、绿三色技术,在液晶电视行业掀起了一场色彩的革命。

通过ZOL家电频道的实拍对比照片,我们可以看出采用四色技术的液晶电视比传统的三原色电视,画面更加艳丽,色彩更加丰富。这个效果对比,证明四色液晶电视技术确有功效,不是噱头也不是凭空炒作。

左边为三色电视 右边为四色电视

四色电视技术在一片鼓掌与赞美声中,备受推崇,联想到了几年前的4LCD投影技术。这个4LCD技术曾经高调上市,但是却一直没有得到广大媒体的认同。这两个四色技术是否有同样的原理?这两个技术为何会有不同的市场境遇?这两个技术究竟原理何在?

四色技术

看到液晶电视四色技术的成功,我们能否为4LCD投影平反?

现阶段,DLP、LCD和LCoS投影机的核心面板技术。其中3DLP主要面向高端市场,主要应用在工程领域;单片LCD已经濒临淘汰;LCoS起步稍晚,但是在微投领域已经被LCoS所垄断。综合而言,在民用市场还是以DLP和3LCD产品为主。

3LCD技术是利用分色镜将光源发出的白光分解为RGB(红、绿、蓝)三种颜色的光束,三色光束分别透过各自的液晶板,然后通过棱镜重新合成后投影到屏幕上。由于分色过程中绿色和红色光束中都会掺入黄光,导致图像色彩不够准确。而4LCD技术在绿色液晶板前增加了一块色彩控制设备,专门处理黄色光,据称可将色彩表现能力提高20%,尤其是对暖色系色彩的表现能力更强,主要针对需要高色彩表现力的商业展示市场。所谓的4LCD技术就是在传统3LCD投影机光路基础之上,增加一个独立的色彩控制装置Color Control Device 。由于增加的是色彩管理装置,而并不是一块真正的液晶,因此该技术准确的说应该叫做3LCD+1。

3LCD与4LCD的区别

经过以上介绍和比较,我们得知,不管是电视的四色技术,还是4LCD技术,都是增加了黄色。通过控制黄色光线,利用修正技术可以进行更加细微的色彩调整,使显示画面更为细腻。但两者的初衷却截然不同。

电视应用的四色技术,主要为再现“金色”、“闪耀的金属色”、“明艳的黄色”等等传统三原色技术难以表现的色彩,有效使用黄色波长,实现更广阔的色域。我们可以理解为四色电视技术,是一种追求极致的自发需求产物。

4LCD技术,是市场压力下的催生品。在投影行业的有两个现象,在高端工程领域,超过8000流明的几乎全部为3DLP产品;在高端影院领域,3LCD产品占主导地位,但是亮度一般都不超过2000流明。3LCD技术在颜色还原上,相比DLP产品优势很明显。但是,3LCD投影机在高亮度情况下,色彩会偏色非常厉害,其中黄色偏色最为明显,4LCD技术的出现正是为了解决这一问题。使用4LCD技术的工程投影产品,在保证色彩不失真的前提下,已达到7000流明的高亮度。

所有的显示设备,都离不开光源,也和一个名词纠结在一起,三原色。提到三原色,我们总听到几个容易混淆的名词,光学三原色,染料三原色、印刷三原色、彩色三原色等,难道三原色还有如此之多?

要说十八世纪伟大科学家,就是艾萨克middot;牛顿(Issac Newton)。我们从初中就开始学习力学定律,越学习越发现我们的渺小,越能体会牛顿的博学与睿智。牛顿不仅在力学、数学、化学、天文、宗教、经济等功勋卓著,还是近代色彩研究的科学奠基人。当一束白光通过三棱镜时,它将经过两次折射,其结果是白光被分解为有规律的七种彩色光线。这七种色彩依次为:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫,且顺序是固定不变的。这就是我们常说的“七色光”,也是彩虹形成的原理。而这七种光线经过三棱镜的反向折射之后,又会合成一束白光。1666年牛顿发表学说“色彩在光线中”,这就是后来为人熟知的“色散试验”。经过纷繁的实验,牛顿计算出七种色光中只有红、绿、蓝三种色光无法再被分解,而其他色光均可由这三种色光以不同比例相合而成。于是红、绿、蓝则被称为“三原色光”或“光的三原色”。

棱镜色散

颜料的三原色与光的三原色规律不同!透明体的颜色是由它本身的色光决定,不透明体的颜色由他反射的色光决定。可以简单理解为,显示成像的都是利用光学三原色,而现实中的物体颜色就是颜料三原色。

光学三原色 颜料三原色

光学三原色中任意两种色光等量相加,则成为三原色光中另一种色光的互补色光。即:等量的红光+绿光=黄光,互补于蓝光;等量的红光+蓝光=品红光(也称洋红,即较浅的紫红),互补于绿光;等量的绿光+蓝光=青光,互补于红光。青色、品红、黄色,是我们在现实中肉眼看的见的颜色,简称C、M、Y,即颜料三原色。

Photoshop中的拾色器,支持颜色的四种量化方式

由于现实世界没有RGB的纯色,我们画画、染料、印刷等所使用的就是颜料三原色。两者的区别很大,在光学三原色中,色光间存在递减关系,RGB三色等量叠加后即为白色;在颜料三原色中,颜色成递增关系,CMY三色等量叠加后即为黑色。通过颜色的不同量的组合,会出现多姿多彩的颜色。这是显示设备的成像原理,也是我们为何能看见多彩颜色的原因。

上文简述了三原色的原理和变化,那么四色电视技术和4LCD技术增加的黄色,意义何在?

RGB+Y

通过光学三原色的原理,我们对红色、绿色和蓝色分别与黄色进行了组合。我们会发现,红色+黄色=绿色,绿色+黄色=红色,实际应用没有任何意义,两个颜色进行了变色



『本文转载自网络,版权归原作者所有,如有侵权请联系删除』

热门文章 更多
解析大功率LED在照明应用中的问题