MÄTMETODER & BILDFYSIK
Det finns mycket som kan vara intressant att veta när man har en teknikberoende
hobby som hemmabio. Vissa människor vill bara läsa om ny mjuk- och hårdvara,
men vi gissar att de flesta hembiointresserade även är ganska hungriga
på vetenskapen runt produkterna. ”What makes them tick”, så att säga?
Vi hoppas att vi här nedan (på ett så enkelt sätt som möjligt) skall
kunna redogöra för det mesta som är värt att veta om de fysikaliska
lagar som är grundstenarna för bildåtergivning.
Vi skall prata LJUS, KONTRAST, SVÄRTA och FÄRG!
© 2005 BigScreen Entertainment
Våra tester brukar alltid inkludera faktarutor
som skall tala om vilka specifikationer produkten i fråga har. Det är
dock viktigt att känna till att faktarutan endast innehåller produktinformation
och prestandafakta enligt tillverkaren, inte enligt oss, och därav är
det ingen garanti att den stämmer till hundra procent, då alla tilverkare
självklart pressar specifikationerna så mycket de bara vågar
i det kalla kriget mot sina konkurrenter. Vi talar nu naturligtvis inte
om vikt, upplösning och andra saker som lätt kan testas, utan främst om
värden för ljusflöde, kontrastförhållanden och färgåtergivning. Vi har
tyvärr ingen möjlighet (i alla fall inte än så länge) att verifiera huruvida
alla dessa uppgifter stämmer fullt ut då detta kräver ganska avancerade
och förhållandevis dyra testlabb (då vi inte anser att
man skall ge sig på att försöka hobbymäta dessa saker
i vilken hemmamiljö som helst!). Men vi vet med säkerhet (det
är ganska uppenbart) att många tillverkare fuskar och fejkar något
kopiöst med vissa värden i sin marknadsföring, och är det så pass uppenbart
att det syns med blotta ögat så tar vi givetvis upp det. Här nedan
skall vi hur som helst bland annat gå igenom hur det skall gå till när
företagen mäter och uppger olika prestandavärden för sina produkter. ANSI
är en term som används flitigt. Förkortningen står för American
National Standards Institute vilken är en organisation (grundad
1918) som bland annat har utarbetat en standard för att mäta ljusflöde
och kontrast. (För mer info om ANSI: se ”Länkar”).
Vi skall längre ned även prata en del om det oerhört komplicerade ämnet
med korrekt färgåtergivning. Och ihop med detta skall vi dessutom göra
en grundlig genomgång om vad ljus, kontrast och färg egentligen är –
rent fysiskt...
Ljusflödet
Mängden ljus mättes tidigare oftast i lux vilket ger ett
betydligt högre och mer missvisande värde (cirka 5 ggr högre) jämfört
med det andra värdet: lumen. Numera mäter man tack och lov uteslutande
i ANSI-lumen som säger mycket mer om projektorns potential än vad
lux gör. Själva ordet lumen är taget ifrån det latinska språket där ”lumen”
betyder just ljus. Men innan vi går vidare och förklarar vad ansilumen
är så skall vi först med en liten överkurs fördjupa oss en aning i ämnet
ljus. Vad är egentligen ljus?
|
Ljus är en form av elektromagnetisk strålning som inom vissa våglängder
kan uppfattas av det mänskliga ögat. Teoretiskt sett är denna strålning
oändlig och de ljusvåglängder vi kan se befinner sig endast inom det lilla
området mellan 380 till 780 nanometer (nm). Ljuset som träffar
ögat uppfattas av ögats stavar och tappar och formas därifrån till impulser
som kan tolkas av hjärnan. Vi ser dock inte allt ljus. Ultraviolett
ljus (UV) och infrarött ljus (IR) är två exempel på ljusvåglängder
som det mänskliga ögat ej kan uppfatta och således icke förmedla
vidare till hjärnan, trots att det egentligen finns där. IR-ljus kan däremot
upptas som en känsla av värme när den träffar huden (till exempel solljus),
medan UV ljus inte känns men däremot lämnar spår efter sig som till exempel
solbränd hud. Elektromagnetisk strålning innefattar även radiovågor, mikrovågor,
röntgen- och gammastrålning. (Mobiltelefoner arbetar till exempel någonstans
mellan radiovågor och mikrovågor... därav debatten kring
deras eventuella skadlighet).
|
Ljus = färger?
Det var Sir Isaac Newton som på 1600-talet kom fram till att
vitt ljus faktiskt består av olika färger. Idag är det allmän vetenskap
och kan enkelt bekräftas med solljus och ett prisma eller med hjälp av naturens
egna bevis för Newtons teori; regnbågen. Alla färger vi uppfattar består
i sin tur av ljusstrålningens olika våglängder. Rött är långvågigt
och lila kortvågigt. Våglängder däremellan genererar färger (ungefär)
enligt diagrammet nedan. Ljus som består av alla våglängder inom det synliga
området samtidigt blir vitt ljus. Diagrammet visar alltså förhållandet i
nm mellan de olika våglängderna inom det elektromagnetiska spektrum vi kan
se som synligt ljus. (1 nm = 1 miljondels mm).
På en av NASA:s hemsidor; Imagine the Universe, kan du läsa mer
om synligt ljus och andra former av elektromagnetisk
strålning.
Men nu skall vi koncentrera oss på det för oss synliga och användbara
ljuset. Och inom det spektrum våra ögon kan uppfatta ljus, så mäter och
skiljer proffsen inom ljusindustrin på ljusflöde, ljusstyrka, belysningsstyrka,
luminans och ljusutbyte. Så här definierar man dem:
- Ljusflödet är måttet på den totala
mängden ljus, inom det synliga området, som en ljuskälla avger i alla
riktningar. (En ljuskälla strålar normalt ut sitt ljusflöde olika
starkt i olika riktningar). Ljusflödet anges med enheten lumen
(lm). 1 Lumen är ljusmängden per sekund från en ljuskälla motsvarande
en candela (1 cd). Enkel Svenska: Ljusflöde är den totala mängd ljus
som strålar från ljuskällan åt alla håll!
- Ljusstyrkan är ett mått på hur
mycket ljus (intensiteten) en ljuskälla avger i en angiven riktning
(till exempel en spotlight). Styrkan anges med ett värde som kallas
candela (cd). Ordet kommer av engelskans ”candle” (stearinljus)
och 1 cd motsvarar också ljuset från just 1 stearinljus.
Enkel svenska: Ljusstyrka är den mängd ljus som strålar från källan
mot en viss riktning!
- Belysningsstyrkan är måttet på
det ljus som träffar en yta per kvadratmeter. Det vill
säga ett mått på förhållandet mellan det totala ljusflödet som
träffar en yta och denna ytas storlek. Mängden ljus mäts här i lux
(lx) och påverkas självklart av avståndet till ljuskällan samt vilken
typ av ljuskälla det handlar om. Belysningsstyrkan 1 lux uppstår alltså
när ett ljusflöde på 1 lumen fördelas jämnt över en yta på 1 m².
1 lux = 1 lumen per kvadratmeter (1 lm/m²). Enkel svenska: Belysningsstyrka
är den mängd ljus som faller på en yta!
- Luminansen är ett mått på den
för ögat upplevda ljusheten från en betraktad yta (till exempel en filmduk).
Luminansen anges med candela per kvadratmeter (cd/m²) vilket
talar om ytans ljushet i förhållande till dess storlek. Enkel svenska:
Luminansen är ett mått på det reflekterade ljuset!
- Ljusutbytet talar helt enkelt
om förhållandet mellan angivet ljusflöde (lm) och förbrukad effekt
i watt (W). Värdet specificeras med lumen/watt (lm/W).
Det
var den lilla överkursen! Nu går vi vidare och tillbaka till det lite
mer relevanta, och kanske mer lättbegripliga, för hembioprojektorer...
ANSI-lumen
I projektorbranschen (data som hembio) används som sagt termen ansilumen,
medan andra industrier som till exempel fotobranschen mm istället talar
om lumen och lux. Ansilumen är också ett av de specifikationsvärden som
de flesta tillverkare tyvärr använder som ett ”vapen” i sina marknadsföringskrig
mot andra tillverkare. Därför är det viktigt att som konsument känna till
det vi i inledningen talade om angående trovärdighet kring specifikationer
som dessa. För att mäta en projektors ljusstyrka korrekt måste
man nämligen ta hänsyn till en hel del faktorer som bildstorlek, optisk
upplösning, omgivningsljus, filmduksmaterial och -egenskaper, betraktningsavstånd
och vinkel, mm. För att göra det hela enklare och mer rättvist för alla
så har därför ANSI arbetat fram denna universella regelstandard kring
ljusmätning. Huruvida nu alla följer denna standard till punkt och pricka
kan dock ingen vara säker på…
|
Själva mätningen
skall i alla fall gå till på det sättet att man delar in duken i 9
lika stora delar (3+3+3). På denna yta projicerar man sedan en helt
vit bild. I denna bild mäts därefter belysningsstyrkan i mitten av
varje ruta med hjälp av en kalibrerad ljusmätare (lux-mätare). Då
får man fram ett värde i lux för varje ruta (där den i mitten oftast
också är något mer ljusstark). Genom att summera alla 9 värden med
varandra, dela denna summa med 9 samt ta detta värde ggr dukens bildyta
i m², så får man fram ett medelvärde som blir ANSI-lumen.
|
Värt att känna till är också att människans uppfattning av ljusförhållanden
är logaritmisk. Det innebär att en projektor med 2000 ansilumen
ställd bredvid en projektor med 1000 ansilumen inte på långa vägar kommer
att upplevas som dubbelt så ljusstark. Någonstans runt 25-30 %
mer ljus är vad ett mänskligt öga i det läget kan uppfatta vid en dubblering
av ljusstyrka...
|
När det gäller CRT-projektorer är det lite annorlunda normer som
gäller vid ljusangivelser. Här talar man i regel nämligen inte om ansilumen
utan i vanliga lumen och gärna med måttet ”Peak White”. Peak white
är ett sätt att tala om hur mycket ljus en projektor kan pumpa ut på en
viss procent av bildytan, oftast 10 %. En CRT-projektor arbetar ju med
ett variabelt ljusflöde istället för ett fast,
som alla LCD-och DLP-projektorer använder. En CRT-proj kan alltså variera
och fokusera styrkan på ljuset beroende på bildsignalen, medan en ”vanlig”
projektor med lampa alltid lyser med samma styrka konstant, oavsett bildinformation.
Detta innebär att en CRT mycket väl kan ha mer ljusresurser än en vanlig
proj, mätt på en liten ensam vit ruta som man gör med Peak White. Och
orsaken är alltså att en CRT kan lägga all kraft på endast denna del av
bilden istället för hela, vilket ger en ruta med mycket starkt ljus omgivet
av ”totalt mörker”. Peak White säger också en hel del om projektorn
kontrastmöjligheter vilket inte ansilumen gör. Motsvarande testbild på
en vanlig projektor som LCD, DLP eller LCoS skulle ge ett helt annat resultat.
Här får hela bildytan alltid lika mycket ljus. Med hjälp av flytkristaller
(LCD) eller speglar (DLP) försöker man istället blockera ljuset utanför
den lilla rutan. Det ger självklart inte lika bra resultat som att inte
sända något ljus dit över huvud taget (CRT). (Läs mer om CRT under ”Bildåtergivningstekniker”).
Mängden ljus är inte allt...
...långt därifrån! Ljusmängden är främst
avgörande för BILDSTORLEKEN. Riktigt stora bilder på en
bra bit över 100 tum (säg bilder på 3-4 meters bredd)
behöver mer ljus, men ”normala” hembiobilder kring 100 tum (ca 2
meters bredd) passar bäst med cirka 700-1000 ansilumen.
Bilder på mycket mer än 100 tum kräver dock mer ljus och
då kan det vara aktuellt med hela 1200-1500 ansilumen eller ännu
mer beroende på bildstorlek. Men ju mer ljus projektorn har desto
svårare är det också att generera en djup svärta
då man självklart inte kan ”lysa svart”, eller hur! En CRT
kan dock som sagt ”stänga av” ljuset om det behövs, men alla
andra typer av projektorer måste blockera ljuset från lampan
på något sätt och detta görs fortfarande med ganska
olika resultat. Våren 2004 hade vi ett bra läge för ett
givande exempel då Sharp ledde specifikationsmässigt med sin
XV-Z12000 när det gäller svärtdjup och kontrastnivå
(5500:1). Men det skedde också med STOR uppoffring av ljusstyrka
i det läget (300 ansi) och vår dåvarande referens; Marantz
VP-12S3 kunde generera mer ljus (700 ansi) med endast något sämre
svärta och kontrast (3800:1), så på det hela så
"vann" den bilden ändå i en direkt bildkvalitetsjämförelse.
Men skall vi tala klarspråk så är i hembiosammanhang
kontrastvärdet viktigare för den totala bildupplevelsen, även
om det naturligtvis är starkt kopplat till ljusflödet!
----------------------------------------------------------------------------------------------------
|
Kontrastförhållandet
Kontrastförhållandet, eller kontrastom-fånget,
är ett värde för skillnaden mellan bildens mörkaste svärta och ljusaste
ljus (det vill säga svartaste svart och vitaste vitt).
En bra bildåtergivare skall kunna leverera så högt kontrastförhållande
som möjligt utan att kontrasten slår över. När bilden slår över
kan man ganska lätt upptäcka det genom att ljusa bilder, som till exempel
ett mjukt fluffigt moln med ljusblå och grå skuggor, snabbt förvandlas
till ett kritvitt inferno av bildbrus och överstyrt vitt ljus utan detaljer.
Kontrastblödningar börjar alltid i bildens högdagrar (ljusaste partier).
Så ett enkelt sätt att själv testa denna gräns i just din apparat är att
använda en ljus bild med mycket ljusa detaljer, pressa upp kontrasten
och sedan se efter när bilden börjar gå överstyr. Därefter minskar
man tills värdet står precis innan det slår över.
Ett lättare och säkrare sätt är att använda testbilder.
En term som vi också ofta använder i detta sammanhang
som är starkt besläktad med kontrast är "dynamik".
Med dynamik menar vi en hög kontrast med mycket starkt ljus i toppen,
det vill säga en kontrastrik projektor (eller annan bildåtergivare)
som förutom bra till mycket bra svärta har enormt kraftigt ljus
= dynamik. Kalla det "det övre registret av kontrastomfånget".
Så här skall en bild med mättad bra kontrast se ut.
Lägg märke till alla detaljer i bilden som syns tydligt trots
det övervägande ljusinnehållet! Bild: LUCASFILM LTD.
Här ser vi tydligt hur bildens högdagrar gror igen och
tappar detaljinformation på grund av övermättad (överstyrd)
kontrast med blödande högdagrar! Bild: LUCASFILM LTD.
OBS:
Själva inställningen ”contrast” (eller kontrast) som återfinns i samtliga
bildåtergivare är dock förvirrande nog egentligen en nivå för bildens
vitnivå (”White Level"), alltså mängden ljus, medans den så
kallade ”brighness” (ljusstyrkan) istället är ett värde för bildens svartnivå
(”Black Level”). Dessa benämningar är således enligt oss ett industrifel
i klass med ”S-video” kontra ”S-VHS” (se ”Ordlista”)
och som antagligen mest bidrar till att förvirra många konsumenter.
|
Att mäta kontrast enligt ANSI-normen
görs på nästan samma sätt som med ljusflödet. Skillnaden är att man
här istället projicerar hela 16 rutor på duken (4+4+4+4) istället
för 9. Varannan ruta är vit och varannan svart. Nu mäter man mängden
ljus i alla vita rutor följt av mängden ljus i alla svarta rutor.
Medelvärdet av ljusmängden från de vita rutorna delas med medelvärdet
från de svarta rutorna. Summan av detta värde kallas alltså
ANSI contrast men ofta även ”Checkerboard ANSI” eller ibland
”Checkerboard contrast”. På svenska blir det helt enkelt: ansikontrast.
Detta är ett MYCKET rättvist sätt att mäta kontrast
eftersom ljus och svärta måste vara optimalt kalibrerade! |
Det andra, mindre tillförlitliga sättet kallas ”Full On/Off”.
Det är helt enkelt ett sätt att ange skillnaden mellan en helt vit
bild (full on) och en helt svart bild (full off). Detta värde ger,
som de flesta säkert förstår, ett betydligt högre resultat (ofta
runt det dubbla). Detta beror naturligtvis på att det inte finns
något skarpt vitt ljus parallellt som bleker ned svärtan hos de
mörka rutorna (ANSI-normen). Här är det därigenom enklare att fuska
eftersom man lätt kan pressa bildens ljus till max vid ena mätningen
och till minimum vid den andra. Vanliga projektorer som promotas
med riktigt höga kontrastförhållanden på 5000:1 eller till och med
ännu mer är ALLTID baserade på denna mer missvisande mätmetod!
Ett exempel: En projektor med cirka 1000:1 i ansikontrast genererar
runt cirka 2000:1 i Full On/Off… ännu mer om man fuskar med inställningarna!
Tyvärr är det denna typ av mätning
som alla tillverkare använder i sin marknadsföring för
att få så höga värden som möjligt...
Kontrastvärdenas värld!
Problemet med kontrastvärden är att det är
mycket lätt att ljuga och överdriva eftersom det är
ganska invecklat, tidskrävande och dyrt att mäta och kontrollera.
Men vår erfarenhet med många år i bagaget brukar
ge en ganska omedelbar hint om när specarna är väldigt
överdrivna. Som regel kan man i alla fall ta det mesta över
2-3000:1 med en nypa salt! En projektor som uppges ha så högt
värde som 3000:1 eller kanske till och med 5000:1 eller ännu
mer kan man förmoda att den bör ”se ut” minst
som en TV, men i praktiken så beror det mer på i vilket
område kontrasten spelar (samt GIVETVIS vilken bildstorlek
man använder - en större bild blir mer fadd och "platt").
Det vill säga var den börjar och var den slutar på
gråskalan. Man kan alltså ha en projektor med ljusflödet
1500 ansi och en med 1000 ansi, men båda kanske har 1000:1
i kontrast! Då beror det på att projen med 1500 ansi
jobbar i ett högre område på gråskalan. Det
vill säga att den har sämre svärta med ljusare svart
men högre ljusflöde med starkare vitt. Den andra har djupare
svärta med mörkare svart men med lägre ljusflöde
och således inte lika ljust vitt. Båda kan dock mäta
lika stora skillnader i sin kontrast. Den bästa projen för
film (i mörka rum) är då den med 1000 ansi. Men
i ljusare rum kan den med 1500 ansi fungera bättre! På
grund av detta så borde det istället finnas en mätnorm
för svärta, det vill säga hur svart är egentligen
en helt nedsläckt bild? Men någon sådan officiell
mätnorm finns tyvärr inte, så vi får istället
lita på ögon och vår erfarenhet.
Poängen är alltså
att värdet för
kontrast inte säger hela sanningen, utan man får börja
med att titta på hur bra svärtan är!...
LCD- och DLP-kontrast?
Det enda problemet LCD har idag, jämfört
med DLP, är egentligen att kontrasten som styrs av iris inte
är ”simultan” – det vill säga att projektorn
inte kan visa djup svärta SAMTIDIGT som den visar ljus bildinformation.
Vi kan ta en svart bild med textremsor till exempel. I inledningen
av Sagan om Ringen när Galadriels röst hörs och den
svenska texten visas, så visar vår referensprojektor;
Sharp XV-Z2000, denna bild
med djup svärta och starkt vit text. På samtliga D5-LCD:s
vi kikat på nu så är svärtan i princip lika
djup och fin faktiskt (tack vare iris), men textraden är dock
blek och mörk även den. När sedan bilden fylls av
elden som gjuter ringarna så lyser bilden upp med stor intensitet
på samtliga maskiner, men man ser också att alla LCD:er
nu visar de svarta kanterna ovan och under Cinemascope-bilden mycket
ljusare än på DLP-projektorn. Fenomenet håller
också i sig i medelljusa scener när majoriteten av bilden
innehåller information av någorlunda ljus karaktär.
Detta beror självklart på att iriskontrollen sluter sig
vid mörka bilder och öppnar sig vid ljusa. Iris är
en mycket smart innovation som för LCD-tekniken närmare
DLP:s grundtanke med variabelt ljusflöde a’la gammal
analog CRT-teknik. Det är bra, mycket bra, men det når
inte riktigt ända fram enligt ovan. Trots det så är
denna funktion givetvis något vi omfamnar rejält jämfört
med gamla tiders LCD där stor ljusstyrka direkt var lika med
mycket dålig svärta. Det ser bra ut och mycket bättre
än förr, men det betyder ändå att man inte
kan jämföra en LCD på till exempel 5000:1 i kontrast
med en DLP med samma värde. På samtliga är det till
att börja med ett överdrivet värde som inte stämmer
i realiteten (dela med 3, brukar vara ganska rättvist) utan
värdet skall endast användas som jämförelse
maskinerna emellan. Den andra aspekten är att på LCD
är detta värde ett värde som förflyttas och
i realiteten kanske D5-orna visar cirka 2000:1 i kontrast, men denna
kontrast förflyttar sig i ett spektrum (beroende på iris)
mellan 5000-7000:1. Görs detta dessutom lite för långsamt
så kan man råka ut för ett fenomen som populärt
numera kallas ”iris delay”, vilket betyder att ögat
hinner notera denna ljusförändring likt en dimmer. På
motsvarande DLP kan bilden däremot som sagt hålla kontrasten
simultant då man inte använder iris för allt ljus
över hela bilden, utan istället spegelteknik på
varje enskild pixel. Men återigen – detta betyder inte
att LCD är ”dåligt”, det betyder bara att
det fungerar annorlunda, så låt den personliga smaken
och känsligheten för respektive tekniks svagheter avgöra
ditt teknikval. Och glöm aldrig att alla
dessa värden fuskas med enormt i denna bransch. En maskin (projektor,
plasma, eller dylikt) kan specas som 10 000:1 i USA och 5000:1 i
Europa till exempel, eller tvärtom. Se kontrastvärden
som en "jämförelse" maskiner emellan - inte
som exakta siffror. Med andra ord: de flesta överdriver ungefär
lika mycket! Läs även sidan "Bildåtergivningstekniker"
för mer info om olika tekniker, deras styrkor och svagheter.
----------------------------------------------------------------------------------------------------
Svärtan
Svärtan är alltså totalt avgörande för
bildens detaljrikedom och dynamik i mörka scener vilket vi
strax skall visa med ett par exempel. Svärtan är basen
och grunden för kontrasten som får sitt värde i
relation till den absolut ljustopp som projektorn kan åstadkomma.
Det är som sagt värdet där emellan som ger kontrastomfånget
i bilden! Om vi nu förutsätter att vi pratar om mörklagda
rum så är det lätt att se skillnad på en projektor
med bra svärta och en med dålig svärta. Idag är
kraven ganska höga för att kalla det "bra" svärta.
DLP-projektorer med DarkChip3-chip ligger bäst till just nu
med kontrastvärden på uppemot drygt 10 000:1 vilket beror
på att de kan återge betydligt mörkare svärta
än en "vanlig" DLP (runt 1500-2000:1) och framför
allt en traditionell LCD (upp till 1300:1) utan iriskontroll. En
projektor med ett kontrastförhållande på mer än
2000-3000:1 kommer dock garanterat inte att göra dig besviken
när det gäller svärtbotten, kontrast och dynamik...
och däröver kan det bara bli bättre, så vida
inte ljusflödet ligger på tusentals ansilumen, för
då blir kontrastförhållandet högt i alla fall
även om svärtbottnen är låg. Det optimala är
en projektor med ett ljusflöde på runt 1000 ansilumen
och en kontrast på 2000-3000:1 eller mer. Om kontrastförhållandet
ökar utan att ljusflödet skjuter i taket så kan
man med säkerhet säga att man pratar om extremt dynamiska
bilder som kommer kunna återge även de mörkaste
filmer med djup och dynamik.
Det KRÄVS hur som helst djup svärta för att få
hög detaljrikedom även bland de mest subtila detaljer
i de mest mörka scenerna (lågdagrar). Se exempel nedan...
Så här skall en bild med djup svärta och hög
kontrast se ut. Lägg märke till alla detaljer i taket
samt på väggarna och jämför sedan med bilden
under som skall illustrera en bild med blek svärta låg
kontrast!
Här kan man lätt se hur detaljer försvinner
och suddas ut i den grå massa som representerar bildens svärtbotten.
Detaljerna från bilden ovan är så pass svaga att
de kräver djupare svärta för att synas...
Svärta är
en mycket viktig egenskap.
Glöm inte det när du jämför olika projektorer!
----------------------------------------------------------------------------------------------------
|
Färgåtergivningen
Som vi sa tidigare i stycket angående ljus så är alltså människans
uppfattning av en färg egentligen bara en specifik våglängd inom det
synliga ljusspektrumet från 380- till 780 nm. Ögat sägs kunna uppfatta
runt 10 miljoner olika färgnyanser. Tre typer av receptorer (ögats
tappar) uppfattar olika elektromagnetiska våglängder (det vill säga
färger) – en typ för röda, en
för gröna och en för blåa.
Ljuset har samma tre grundfärger. Dessa tre grundfärger är även de
som människan bygger sin bildåtergivningsteknik på (det vill säga
RGB). De flesta färger skapas alltså genom en blandning av
dessa tre grundfärger, men dock inte alla. Lila och brunt är två exempel
på färgnyanser som bara uppstår genom blandningar av andra specifika
färger. Lila är till exempel en blandning av rött och violett medan
brunt innehåller ännu fler våglängder samtidigt. Alla färgers intensitet
bestäms av mängden vitt ljus de blandas med, medan vitt i sig självt
som sagt är ett resultat av alla våglängder samtidigt. När vi ser
en färg så ser vi resultatet av hur ljus (till exempel vitt dagsljus)
träffar en yta varpå denna yta reflekterar vissa våglängder medan
andra absorberas av ytan. Den blandning av våglängder som reflekteras
av ytan och träffar våra ögon ger oss en uppfattning av färg. Havet
reflekterar till exempel oftast den gröna och den blåa delen av färgspektrat,
gräs och grönska (Klorofyll) endast den gröna, himlen den blåa,
tomater den röda, bananer den gula, osv… |
|
Kelvinskalan
Färgernas temperatur mäts inom industrin med en temperaturskala
som kallas Kelvin. Skalan bygger på ljusets påverkan av färgerna. En hög
temperatur ger ett kallare, blåare omfång, medan en lägre temperatur ger
ett varmare, rödare. Kelvin-skalan härstammar från den upptäckt den brittiske
fysikern William Kelvin gjorde på slutet av 1800-talet när han
studerade hur en glödande bit kol gav ifrån sig olika toner av färg. En
temperatur på 6500K skall numera vara industristandard
för ”normal” temperatur enlingt CIE (se nedan), men det innebär dessvärre
inte automatiskt att en projektor med denna färgtemperatur har korrekt
färgbalans. Det är lätt att bara slänga in en siffra i
ett menysystem ni vet. Inte heller innebär det att alla människor accepterar
detta som normal temperatur. Så enkelt är det tyvärr inte. Våra
tester visar att de flesta föredrar temperaturer kring 7500-8000
kelvin. Dessutom är vissa projektorer som sagt missvisande då
deras fabriksvärde för 6500K egentligen mäter som 4500-5500K,
det vill säga ALLDELES för varmt vilket ger gulgrönbruna
bilder i sepia-ton!
Ljuset och dess temperatur har alltså en avgörande roll
i hur vi uppfattar en viss kulör. Färgen på det infallande ljuset påverkar
naturligtvis också vår uppfattning av föremålets eller ytans kulör, vilket
man till exempel märker när man kör in i en gulbelyst vägtunnel
eller bara kör på en gata på natten med gul vägbelysning.
En yta kan alltså se ut att ha olika färger beroende på det infallande
ljusets sammansättning av våglängder (det vill säga färg). Således
är alltså också lampan i en projektor extremt viktig för
hur bra projektorn kan återge färger. På grund av detta kan också två
projektorer ur samma serie, från samma tillverkare, prestera olika bra
på denna punkt, trots att de har samma inställningar. Det hänger alltså
mycket på lampans kvalitet och ljustemperatur när det gäller hur bra en
projektor kan återge färger. För en CRT-projektor motsvaras lampan av
respektive rörs fosforlager och dess kvalitet.
Diagrammet nedan visar hela det för människan synliga
färgspektrumet. Det är alltså samma spektrum som i diagrammet i stycket
om ljus, fast nu utfört på ett för färgskalan mer komplett sätt. Diagrammet
är utvecklat av CIE – Commission Internationale de l'Éclairage
(Internationella Belysningskommissionen) och bygger på omfattande studier
från tidigt 30-tal med undersökningar och forskning kring hur människor
uppfattar de olika kulörerna i det synliga spektrumet.
När man i bildåtergivningssammanhang (TV,
plasma-TV, LCD-TV, projektorer, osv) försöker skapa kulörer med hjälp
av de tre grundfärgerna RGB utövar man en artificiell motsvarighet
till naturens sätt att skapa färgförnimmelser. Om alla grundfärgerna
lyser med samma styrka så bildas vitt ljus. Om alla är släckta samtidigt
så blir det svart. Med olika intensitet dem sinsemellan uppstår en
viss färgnyans, osv. Att blanda RGB på detta sätt för att skapa nya
kulörer kallas additiv kulörblandning. |
I trycksammanhang använder man dock tre andra
kulörer än RGB. De kallas primärkulörer och är cyan, magenta och gul
ihop med svart (CMYK). Detta system har inte alls lika stort omfång
som RGB, men räcker ändå för att återge alla nödvändiga färger i tryck.
Dessa färger kan även skapas via RGB-systemet genom att blanda två
av de tre grundfärgerna. Rött och grönt blir gult, blått och grönt
blir cyan, rött och blått blir magenta. I tryckprocessen används alltså
CMYK för att filtrera det infallande ljuset som då reflekterar korrekt
kulör ur den tillgängliga biten av färgspektrumet. Vad som händer
är alltså att man tar bort våglängder från det infallande ljuset vilket
lämnar kvar korrekt kulör. Processen kallas därför subtraktiv
kulörblandning. |
Det knepiga med färger och hur vi uppfattar färger är
bland annat att det är olika för olika människor. Alla människor kan nämligen
tyvärr inte uppfatta alla färger i det, enligt CIE, synliga spektrat.
En färg kan för en människa också upplevas som varm, ljus, intensiv, lugnande
eller dylikt, medan en annan person faktiskt kan uppleva samma färg som
kall, mörk och dyster. Hur olika färger uppfattas beror (förutom ovanstående
redovisade fysikaliska lagar) även till stor del på betraktarens sinnesstämning,
kulturella bakgrund, kön, ålder, hälsa, tidigare erfarenheter, mm. Vissa
människor lider ju till och med av något så tragiskt som färgblindhet.
Och djur ser för övrigt med största sannolikhet färger annorlunda
mot vad vi människor gör!
För er som vill veta ännu mer om färger och färgåtergivning
ber jag först och främst att få hänvisa till ett citat av en extremt kompetent
och erfaren amerikansk kollega vid namn Bill Cushman...
CITAT: ”-This subject is very difficult to understand. I have
met only a very few people who understand colorimetry. You can't really
understand what I am talking about without a basic understanding of the
CIE color system. Look up some references on the internet or in a library
for more information. Be prepared to find the subject daunting - most
people do!”
Du kan läsa alla hans uttalanden om problemen kring korrekt färgåtergivning
här
(Word-dokument).
----------------------------------------------------------------------------------------------------
För info om hur vi tillämpar all ovanstående kunskap och vetenskap i
våra tester, se testavdelningens artikel; ”Hur
testar vi”...
|