`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Павел Молодчик

Дума о телевидении высокой яркости

+44
голоса

Последние полгода большинство производителей телевизоров (в т.ч. Toshiba, в чьем холле на последней IFA сделан этот снимок), представляют стенды с "future-proof" 4K-TV.

 Дума о телевидении высокой яркости

Еще год тому 4k-телевизоры безоговорочно воспринимались как пришельцы из будущего. Теперь же производители предупреждают: не все 4K-TV в будущее попадут. Отсутствие поддержки некоторых технологий в скором будущем может ограничить возможности вашего 4K-телевизора, а то и вовсе превратить его утиль. Примерами желательных и решительно необходимых технологий служат, соответственно, HEVC IP Streaming и HDCP 2.2 (отсутствие первой можно сравнить с тугоухостью, т.к. оно всего лишь лишает телезрителя доступа к NetFlix-подобным сервисам, а отсутствие второй означает, собственно говоря, прогрессирующий паралич от несовместимости с источниками 4k-контента).

Какое место в спектре, простирающемся от желательности до необходимости, занимает активно
пропагандировавшаяся на выставке технология Dolby Vision (далее -- DV)? С первого взгляда это неясно. Расспросы стендистов ничего не дали. От них удалось лишь выяснить, что DV, каким-то образом расширяет палитру и динамический диапазон изображения. За счет чего? Того они и сами не знают. От меня отделались, ответив на прямой вопрос риторическим:
- Так вот же пара телевизоров, -- обычный и DV! Очевидно, что на втором картинка красивее. Если картина стоит тысячу слов, то к чему слова?

Дума о телевидении высокой яркости

Ввиду предполагаемой авторами этой заимствованной на сайте Dolby Labs картинки DV-несовместимости посетительских мониторов, им пришлось ограничиться косвенными намеками на впечатления от сопоставления обычного и DV -телевизоров.

Действительно ли контраст меж обычными и DV -изображениями столь разителен? Ответ, вероятно, зависит от субъективных особенностей восприятия. Лично я сказал бы, что маркетологи приукрасили действительность раза в три.

После этого замечания, исчерпывающего мои возможности в области вербализации трудновербализуемых зрительных впечатлений, попробуем постичь суть DV диалектическим способом. Т.е., разбирая вопросы, которые имело бы смысл адресовать стендистам, будь они поинформированнее (по-видимому, стендисты, с которыми я имел дело, даже не являлись полноценными представителями Dolby Labs, -- фирма наняла их среди местных жителей, прошедших часовой ликбез; такие подработки популярны среди берлинских студентов).

Наш первый вопрос таков: в течение всего долгого срока существования телевидения никто никогда не думал спорить, что яркая картинка, вообще говоря, лучше тусклой. Почему же технологии вроде вашей появились только теперь?

Имхо, в данном случае ответ лучше всего начать с объяснения мотивации разработчиков. В этом деле могла бы помочь следующая метафора: представьте, что вы -- оптимист, специализирующийся на планировании аэродромов или автостоянок. Наблюдая многолетние и упорные усилия, предпринимаемые авиа- и автомобилестроителями в области создания летающих автомобилей, а т.ж. фильмы вроде "5-й элемент", представляющие аэромобили обычным средством передвижения, вы приходите к выводу о неминуемости появления автомобильных стоянок с ВПП и прочей инфраструктурой, необходимой для эксплуатации народных аэромобилей. Чтобы встретить грядущую аэромобилизацию во всеоружии, вы принимаетесь разрабатывать и стандартизовать автоаэродромы.

Аналогичным образом и DV представляет собой инвестицию в будущее с целью застолбления несуществующего покамест рынка телевизоров высокой яркости (далее -- ТВЯ). Оправданность инвестиции зависит от перспектив этого рынка. У оптимизма есть основания: популярность аэромобилей не падает и потому они, возможно, когда-нибудь отправит обычные (не оснащенные взлетно-посадочными полосами) автостоянки на свалку истории. А неторопливый, но неуклонный рост яркости и контрастности телевизоров когда-нибудь может отправить на нее существующие ныне технологии кодирования и доставки видеоконтента. Чем плохи последние? Есть мнение, что они недостаточно реалистичны. Мы, как правило, с первого взгляда может отличить телевизор от окна. Динамический диапазон заоконной реальности дает нашему зрению больше пищи. Если разброс яркостей в телевизионной картинке приблизится к возможностям человеческого глаза (динамический диапазон коего поразителен и составляет ~1:10^14), то ни десяти-, ни тем более, восьмибитная глубина цвета, предполагаемая ныне существующими стандартами компрессии и вещания, не будет достаточной, ибо соседствующие цвета вроде (100,100,100) и (100,100,101) будут на такой картинке разниться яркостью в ~10^14/768 = ~10^11 раз, что сделает изображение плавных переходов невозможным.

С учетом того, что минимальный фиксируемый глазом прирост яркости примерно равен 1%, цветовая разрядность бескомпромиссной ТВЯ-системы должна составлять, если я ничего не напутал, log0.01(10^14) = 3240 бит.

Впрочем такое увеличение разрядности сигнала (на два порядка!) было бы избыточным и нежелательным по трем причинам:

1. На противоположных концах диапазона чувствительности (т.е., при рассматривании тусклых звезд и ослепительного солнца) чувствительность глаза к перепадам яркости понижается, поэтому 3240 бит это перебор. Хватило бы и тысячи. Или двух. Точнее сказать не могу: тема это сложная и требующая штудирования трактатов о физиологии зрения.

2. Сюжеты, востребующие весь диапазон чувствительности человеческого глаза, не просто редки, -- их вовсе в жизни не случается. Почему? Дело здесь конечно же, в диаметре зрачка и других хитроумных механизмах приспособления к текущему уровню яркости, что не дают нам видеть звезды средь бела дня. Нашей  дневной слепотой к звездам (которые, конечно, никуда днем с неба не деваются), мы обязаны особому режиму зрения, включаемому общим высоким фоновым уровнем яркости . Этот режим лишает нас чувствительности к ничтожным в абсолютном выражении локальным перепадам яркости, необходимым для регистрации света от звезд. 3240-битный ТВ смог бы, конечно, воспроизвести усыпанное звездами дневное небо, и с помощью сложных электронно-оптических приспособлений звезды можно было бы "проявить", но толку от этой информационной избыточности было бы, согласитесь, немного, ибо для невооруженного глаза они остались бы столь же невидимыми, что и настоящие. Другой пример -- чернота смартфонного экрана в яркий солнечный полдень. Чтобы рассмотреть интерфейс смартфона, нам приходится складывать вокруг экрана ладони "домиком". Зритель ТВЯ, разумеется, не будет складывать ладони "домиком" вокруг кажущихся ему черными фрагментами изображения, и потому они обречены остаться для него черными, и потому их заполнение какой бы то ни было графической информацией явилось бы тщетным разбазариванием ресурсов.

3. С практической точки зрения, любая технология, предполагающая переход к 3240-битности, имеет 0 шансов на скорое внедрение ввиду несовместимости с существующей аппаратной инфраструктурой и непомерности требований к пропускной способности каналов (вещательная же технология, не имеющая шансов на скорое внедрение, не будет внедрена  вовсе, ибо в данном бизнесе как нигде силен сетевой эффект, гарантирующий непотопляемость не самому сильному, но самому юркому из конкурентов).

Приняв во внимание эти соображения, разработчики из Dolby Labs сообщили всему детищу изрядную юркость: не требуя повышения разрядности, DV хорошо совместима с существующими технологиями хранения и доставки контента. В DV стандартный видеопоток дополняется палитрами и другой интерпретируемой ТВЯ (но игнорируемой обычными ТВ) уточняющей информацией. Текущая инкарнация DV увеличивает требования к пропускной способности вещательных каналов всего на 15%.

Разобравшись в самых общих чертах с программными аспектами реализации ТВЯ-вещания, перейдем к аппаратным. Демонстрируемый в настоящее время на выставках прототип ТВЯ представляет собой обычный ЖК-телевизор с модифицированным задником, вмещающим 18 тысяч индивидуально управляемых мощных светодиодов. Проблема тепловыделения решается в нем посредством водяного охлаждения.

Впрочем, высокая потребляемая мощность не должна являться поводом для особой демонизации ТВЯ со стороны "зеленых": при демонстрации сцен обычной яркости (а т.ж. при принудительном понижении яркости ТВЯ-сцен) этот изъян не проявляется, так что бремя ответственности за приближение парникового холокоста в данном случае справедливее было бы возложить не на производителей и потребителей ТВЯ, но на производителей и потребителей видеоконтента для них (аналогичным образом, мало кто считает справедливым объявлять производителей оружия бандой убийц: вина на тех, кто развязывает стрельбу).

Для экспериментов над добровольцами использовалась еще более поразительная конструкция, -- проекционный телевизор на базе цифрового кинотеатрального проектора. Сочетание мощнейшей лампы и маленькой площади экрана позволило сделать изображение беспощадно ярким: 20 тыс. cd/m2 (вообразите сияние 200 телевизоров!).

Один из очевидцев, видевших эту конструкцию в деле, восхитился реалистичностью изображения солнца: оно было настолько ярким, что заставило его зажмуриться. Абсолютное большинство испытуемых (включая упомянутого очевидца) предпочло картинку повышенной яркости обычной. Но мне не кажется, что их мнение, высказанное в непроизвольном порыве восторженности, является поводом счесть массовый переход на ТВЯ предрешенным делом. Я, собственно говоря, уверен в обратном: по-моему, в том-то и состоит одно из обстоятельств, делающих кино- и телеманство популярнейшей из психологических зависимостей, что кино- и теле-эрзацы в сравнении с действительностью комфортнее для восприятия. Реальный мир требует то напряженного всматривания, то прижмуривания, а временами от него и вовсе приходится отгораживаться темными очками и сварочными масками; все это мешает спокойно предаваться эскапизму; от всего этого и бежим мы в золотой рай голливудских грез.

Итак, подойдя к ключевому для судьбы DV вопросу о рыночной востребованности повышенной яркости, мы обнаружили, что он лежит не в технологической, а в психологической плоскости. Еще раз отвечу на него отрицанием: нет, восторженные аплодисменты очевидцев ничего не значат, и для серьезного оценивания коммерческого потенциала ТВЯ необходимо, насколько это возможно, абстрагироваться от погрешностей, вносимых wow-эффектом. Пресловутые аэромобили, к примеру, последние лет 50 сочетают неизменность громадного wow-эффекта со смехотворностью объемов сбыта (в сравнении с обычными авто), и вряд ли в текущем веке это положение дел изменится. Так что аэромобилям можно переадресовать шпильку, пущенную в сторону южноамериканских стран: они обладали, обладают, и всегда будут обладать прекрасным будущим. Воплощаемое аэромобилями будущее недостижимо и подобно вечно ускользающей линии горизонта или довженковскому Аэрограду; это истинное, высококлассное будущее, никогда не утрачивающее высокого статуса грёзы. Как на бриллиантах никогда не приживается плесень, так и аэромобильное будущее никогда не опошлится привращением в настоящее и не замарается ностальгическими сантиментами в связи с превращением в прошлое. Чтобы отличать трактующий об этой благороднейшей из разновидностей будущего футуризм от футуризма обычного, предлагаю ввести термин "труфутуризм".

Возможно, ТВЯ в плане труфутуристичности родственны аэромобилям. В таком случае о DV должно забыть, а акции Dolby Labs распродать.

Евангелисты Dolby с этим моим предложением не согласны и пишут (в моем вольном переложении): "Производители телевизоров, делающие ставку на новомодные форматы высокого разрешения, слишком фокусируются на увеличении количества пикселей и упускают из виду совершенствование их качества. Продолжая в том же духе, они рискуют наступить на грабли, ударившие по производителям ЦФК: переоценив силу магии больших чисел, некоторые разработчики ЦФК слишком увлеклись форсированием мультимегапиксельности, и стали с определенного момента нести потери в противостоянии конкурентам, своевременно вооружившимся лозунгом "лучше меньше, да лучше" и сделавшим ставку на модели с матрицами из более качественных (высокочувствительных и малошумных) пикселов. Для рынка телевизоров момент прозрения еще впереди, и потому наши телеэкраны остаются покамест почти такими же тусклыми, какими они были 50 лет тому. Яркость их составляет ~100 кандел на м2. В кинотеатрах яркость еще меньше: 48 кд/м2. Реальный же мир, который они призваны отображать, существенно ярче. Кроме того, реальный мир характеризуется существенно большим разбросом в яркости светлых и темных тонов, нежели тот, что способны отобразить телевизоры. Почему потребителям до сих пор не приходит в голову возроптать на несоответствие реального мира тем бледным теням, которые им приходится видеть на теле- и киноэкранах? Почему мы не требуем как можно больше яркости? Только в силу привычки: все мы слишком привыкли к блеклости телевизионной и кинематографической картинок; впечатления отцов и дедов въелись в нашу генетическую память. Но вечно такое положение дел не продлится: появление DV сломает старые привычки с первого взгляда и навсегда!"

Обратите внимание на лукавство: констатируя факт предпочтения добровольцами ТВЯ обычным телевизорам, авторы агитки заключили, что потребителям-де яркости недостает. Об общеизвестном же предпочтении, отдаваемом киноэкрану, они умолчали, -- ведь из него, следуя их логике, пришлось бы вывести, что потребителям яркости слишком много.

Вообщем, я к повышению яркости ради яркости отношусь скептически, и считаю: то, что хорошо для привлечения внимания на выставках, неуместно в гостиной (впрочем, отдаю себе отчет, что на этом моем мнении сказываются личные психофизиологические особенности: ползунки регулятора яркости моих мониторов обычно установлены в крайнее левое положение, которое я нахожу для глаз самым полезным, а мое любимейшее мобильное приложение -- Screen Filter).

Здесь начинается основная часть моего поста, ибо повышением яркости и контрастности преимущества ТВЯ не ограничиваются. Вспомните, что, по словам стендистов, DV расширяет цветовую палитру. Если так оно и есть, -- т.е., если ТВЯ действительно позволяет зрителям узреть дотоле невиданные ими на телеэкране цвета, -- то мой приговор DV придется пересматривать.

Для рассмотрения этого вопроса полезно вписать множество цветов, отображаемых обычными и ТВЯ-телевизорами, во множество цветов, доступных человеческому зрению.

Дума о телевидении высокой яркости

За 80 лет, недавно стукнувших диаграмме цветового пространства CIE, мало кто остался с ней незнаком. Но тех, кто толком понимает ее смысл, -- еще меньше. Вероятно, отчасти это происходит из-за крайней простоты и изящества концепции RGB-куба, постижение которой внушает всем, знакомым с ИТ, иллюзию обладания полнотой знания о природе цвета и тем отбивает охоту тратить силы на дальнейшее в нее вникание. Тем более, что путь ученья в данном случае густо усеян шипами пара- и малонаучных цветовых теорий, разработанных во времена, когда уровень знаний о физиологии зрения пребывал на жалком алхимическом уровне, но продолжающих оставаться на плаву из-за авторитета своих создателей (в число коих, между прочим, входят Гете, Стравинский и Виттгенштейн).

Итак, если вы -- жертва обаяния RGB-куба, то пришло для вас время прозрения, ибо его конструкция не описывает почти ничего кроме технической стороны процесса формирования цветов на экранах современных гаджетов, и с реалиями физиологии зрения почти никак не связана. Завтра могут появиться другие, более соразмерные человеку гаджеты, и тогда представления продолжающих мыслить в категориях RGB-куба, устареют, а этого аудитория КО себе позволит не может. Собственно говоря, уже сегодня появились ТВЯ, и вот, оказывается, что, оставаясь в рамках представлений об RGB-кубе, разобраться с оправданностью маркетинговых заявлений о присущем им расширении палитры невозможно. Но мужайтесь: прозрение будет безболезненным, а что до шипов, то я обязуюсь вас меж ними провести.

Подковообразность цветового пространства CIE восходит к памятным по школьному курсу анатомии азам, объявляющим сетчатку человеческого глаза усеянной цветочувствительными фоторецепторами ("колбочками") трех типов. Иначе говоря, человек является трихроматом в отличие, к примеру, от морских львов, обезьян, золотых рыбок и голубей, являющихся, соответственно, моно-, ди-, тетра- и пентахроматами. Возможно, причина, по которой природа или иные высшие силы вложили светоч разума именно в человеческий череп, состоит в чрезмерной сложности телевизоров, которые пришлось бы разрабатывать цивилизации голубей. Шутка ли: в каждом пикселе -- пять субпикселей!

Физиологи маркируют типы человеческих колбочек литерами S, M и L, символизирующими их преимущественную чувствительность, соответственно, к коротко-, средне- и длинноволному световому облучению ("Short-", "Mid-" и "Longwave"). S-, M- и L-колбочки реагируют, преимущественно, на синий, зеленый и красный цвета, так что ЦФК с сине-зелено-красным байеровским фильтром -- типичная бионическая конструкция, имитирующая устройство человеческого глаза.

Данное описание навевает в качестве модели, описывающей многообразие доступных восприятию человека цветов, образ LMS-куба (нам повезло, что он трехмерен и легкодоступен воображению, а вот голубям пришлось бы повозиться с монструозным пятимерным LXMYS-гиперкубом). Каждая точка LMS-куба отвечает цветовому ощущению, порождаемому определенным соотношением интенсивностей (l,m,s) стимуляции колбочек соответствующих типов. Интенсивности эти простираются от (0,0,0) до терминально яркого (T,T,T).

Также естественным образом приходит на ум равносторонний LMS-треугольник, являющийся сечением LMS-куба плоскостью  цветов одинаковой яркости (формула этой плоскости проста: l+s+m = c). В действительности, колбочки разных типов вносят разный вклад в наше восприятие яркости, и потому формула равнояркостной поверхности выглядит несколько сложнее, но эти нюансы лежат за пределами темы моего поста.

Дума о телевидении высокой яркости

Практической значимости LMS-куб не имеет. Хотя он оказался бы полезен экспериментаторам, практикующим избирательное стимулирование колбочек разных типов. Представьте, что в ходе подобного опыта в все L-колбочки определенной области сетчатки испытуемого оказались бы возбуждены, а все S- и M-колбочки -- полностью деактивированы. Такого результата можно было достичь, осветив L-колбочки (и только их) узенькими-преузенькими световыми лучиками. Или подведя электроды к прилегающим к ним нервным волокнам. Насыщенность красного цвета, наблюдаемого при этом испытуемым, оказалась бы не имеющей прецедентов в опыте человечества. Тут даже у японцев не нашлось бы нужных слов, несмотря на то, что по части вербализации цветовых впечатлений они считаются чемпионами мира. Французские художники романтических времен Модильяни пооддавали бы руки на отсечение ради возможности испытать ощущение истинного красного. Андрей же Рублев бы по прочтении моего поста задумался бы о соотнесении триады основных цветов со Св. Троицей (цвет жертвенной крови непременно достался бы Богу-Сыну), и попытался бы с помощью нанотехнологий написать электродное распятие-имплант, где Иисус был бы изображен истинно красным.

Почему же сакральный (0,0,T) никем не видан, так что нам остается лишь теоретизировать о нем в рамках умозрительных экспериментов? Дело в том, что в реальности световое пятно всегда падает на колбочки трех типов одновременно, а также в том, что, каким бы ни был его цвет этого пятна, все без исключения оказавшиеся в зоне его воздействия колбочки в большей или меньшей степени активизируются. Из-за взаимопересечений между колоколообразными диаграммами чувствительности колбочек, к примеру, даже идеально чистый синий цвет помимо "синих" заставляет откликаться также "зеленые" и (в меньшей степени) "красные" колбочки; зеленый же цвет, находящийся посреди видимого спектра, помимо "зеленых" стимулирует весьма в значительной мере колбочки всех типов.

Дума о телевидении высокой яркости

Возможно, впрочем, наш гипотетический японец не увидел бы ничего интересного, т.к. зрительный отдел мозга может оказаться не рассчитан на интерпретацию аномальных комбинаций раздражителей. Возможно, "нелегитимные" комбинации автоматически подгоняются в нем к ближайшим "легитимным", так что сверхъестественно чистый красный лишился бы в восприятии японца ореола истинной чистоты и предстал бы перед ним обычным красным. Это было бы нисколько не удивительно, т.к. природа практична и избавляется от избыточных механизмов интерпретации противуприродных ощущений. Известна байка о туземцах, которые застряли каменном веке, и в круг чьих понятий поэтому не входили самолеты. По свидетельствам этнографов, они их и не видели, хотя над их островом годами проходила авиатрасса! Что уж говорить о явлениях, не входящих в круг наших ощущений, который в сравнении с кругом понятий вплетен в гораздо более тонкие фибры сознания?

С другой стороны, в пользу предположения о доступности человеку ощущения истинно красного говорит наша способность идентифицировать звуки, слышимые только правым ухом. Человек -- детище миллиона лет эволюции, в ходе которой наши предки понятия не имели о телефонах, и имели поэтому дело исключительно с такими звуками, которые воздействовали в большей или меньшей мере на обе перепонки. Умение констатировать слышимость звука правому уху и неслышимость левому не повышало шансов наших пращуров на выживание, так что с точки зрения дарвинизма у нас этого его вроде как быть не должно, тем не менее оно у нас есть. Что обнадеживает. Так что прошу считать красноту точки, которой я пометил истинно красный цвет в LMS-кубе, жалким намеком на неземную чистоту того истинно красного, который нам наряду с истинно синим и истинно зеленым, возможно, дано будет узреть в конце Тоннеля.

Теперь, когда мы окончательно уяснили недостижимость некоторых областей LMS-треугольника человеческому восприятию, разберемся с фронтиром, отделяющим достижимую область от недостижимой. Для этого забудем временно о нашей трихроматичности и вспомним, что в физике световое излучение принято описывать спектром, -- т.е., амплитудно-частотной характеристикой. Проще всего устроен спектр у чистых спектральных цветов, состоящих из волн одинаковой длины (когерентных): например, АЧХ чистого спектрального красного имеет пик на частоте 700 нм., и является нулевой на всех прочих частотах.

Помимо своей простоты, чистые спектральные цвета интересны также своей способностью в ходе суммирования с определенными весовыми коэффициентами давать любой мыслимый спектр (иными словами, пространство спектров есть линейное пространство, базисом которого служит множество чистых спектральных цветов).

Долг любопытства предписывает нам выяснить, какую форму приобретает это множество на LMS-плоскости.  Не приходится удивляться, что точки, отвечающие цветам радуги, выстраиваются в дугу (о криволинейности которой можно сказать, что она порождена показанной выше криволинейностью диаграмм чувствительности колбочек).

Цвету, являющемуся суммой двух чистых спектральных цветов, взятых с равными пропорциями, отвечает точка, являющаяся серединой отрезка, чьи вершины принадлежат построенной нами дуге. Ясно, что эта точка лежит внутри дуги.

Легко понять, что цвет, порождаемый суммированием красного и зеленого, в противовес общепринятому мнению, является не желтым, а желтоватым. Тот желтый, о котором идет речь в присказке "каждый охотник желает знать...", лежит на дуге, а не на ее хорде. Желанием расширить отображаемую цветовую палитру за счет настоящего желтого диктуется решение разработчиков телевизоров Sharp Quattron дополнить традиционную триаду основных цветов желтым.

Цвету, являющемуся суммой множества чистых спектральных цветов, взятых с разными пропорциями, отвечает точка, являющаяся центром тяжести системы, состоящей из множества расположенных на дуге умозрительных грузиков. Ясно, что эта точка опять-таки лежит внутри дуги. Итак, мы видим, что точки, отвечающие цветам каких угодно спектров, лежат либо на дуге (если цвета спектрально чисты), либо внутри нее. Эта-то дуга, общеизвестная по CIE-диаграмме, и является границей области доступных человеческому восприятию цветов. Цветовые ощущения, соответствующие точкам, лежащим за этой границей, можно получить лишь в ходе опытов по избирательному стимулированию колбочек. Надо отметить, что для построения CIE-диаграммы используется на LMS-, а XYZ-пространство, являющееся производным от LMS и родственным ему, но в эти технические детали нам вдаваться нет нужды. Осталось выяснить природу отрезка, замыкающего дугу снизу и превращающего ее в подкову. Этот отрезок, на арго колориметристов называемый "линией пурпуров" отвечает цветам, стимулирующим "синие" и "красные" колбочки, но относительно мало стимулирующим "зеленые".

Продолжения левой и правой ветвей дуги по пересечении линии пурпуров уходят в области ультрафиолетовых и инфракрасных чистых спектральных цветов. Смешение всевозможных инфракрасных и ультрафиолетовых компонент дает цвета простирающейся ниже линии пурпуров обширной невидимой области.

Осталось заметить, что диаграмма носит усредненный характер, т.к. индивидуальные характеристики зрительного аппарата могут разниться, и для одних линия пурпуров лежит чуть выше, для других -- чуть ниже. Поучительны отчеты лиц, исцелившихся от катаракты с помощью искусственных хрусталиков, изготовленных из материала, проницаемого для ультрафиолета. По некоторымсвидетельствам  мир засиял для них новыми красками, на лепестках цветов проявились прожилки, напоминающие о том, что цветы созданы для привлечения не человека, а насекомых, чье зрение работает в УФ-диапазоне: вживление искусственного хрусталика трансформиловало диаграмму цветов, доступных восприятию прооперированных от катаракты, за счет некоторого приопускания левого конца отрезка пурпуров.

Три вопроса, которые мы сейчас попытаемся разобрать, не имея прямого отношения к заявленной теме, позволяют, тем не менее, осветить ее контекст (в любом случае, они настолько интересны, что пройти мимо них невозможно).

1. Почему разработчики пресловутого дисплея Quattron перешли от треугольника RGB к четырехугольнику RYGB, а не к трапеции RYСB, которая позволила бы занять на плоскости CIE большую площадь?
Ответ: не знаю. Возможно, дело в отсутствии RYСB-контента.

2. Как устроены 3D-очки фирмы Infitec?
Расплата за дешевизну и простоту анаглифических 3D-очков -- чудовищное искажение цветопередачи, которому не приходится дивиться, ежели в правый окуляр вставлено красное стекло, а в левый -- синее (удивительно даже, что зрение человека, если только он не дальтоник, вообще способно реконструировать 3D-картинку по двум столь визуально разнящимся компонентам стереопары).

Существуют альтернативные цветовые схемы, якобы, менее бьющие по зрительному центру зрителя -- например фирма ColorCode 3-D продвигает патентованное оранжево-лазоревое сочетание, будто бы менее красно-синего утомляющее зрение, но воодушевляет это усовершенствование не больше, чем добавление деревянных пальцев к деревянному протезу. То ли дело очки Infitec! Подобно традиционным анаглифическим очкам представляя собой светофильтры, они не искажают цветопередачи. Происходит это благодаря метамерии, -- так называется свойство, позволяющее нам получать идентичные зрительные впечатления от цветов с совершенно разными спектрами. Например, смесь спектрально чистых C, M и Y в нашем восприятии не уступает белизной смеси спектрально чистых R, G и B (благодаря тому, что обе эти комбинации одинаковым образом стимулируют S-, M- и L-колбочки). Разумеется, белым цветом метамерия не ограничивается: любой цвет (кроме спектрально чистых, разумеется) представим в виде бесконечного множества линейных комбинаций различных спектрально чистых цветов. Отметим, что в этом отношении зрение уступает слуху, который не метамеричен и легко позволяет нам отличать звуки, чьи спектры различны, хотя и характеризуются одинаковыми громкостями в области низких, средних и высоких тонов, в чем легко убедиться, экспериментируя с фортепианными аккордами.

Итак, вставьте в левый окуляр фильтр, отсекающий чистые спектральные C, M и Y, но отсекающий R, G и B, -- а в правый -- его антипод (отсекающий чистые спектральные R, G и B, но отсекающий C, M и Y), -- и предъявите зрителю изображение, являющееся суперпозицией белого слова Left, изображенного чистыми спектральными R, G и B, на черном фоне и белого же слова Right, изображенного чистыми спектральными C, M и Y, -- и вуаля, зрительские глаза увидят адресованные им буквы (C, M и Y я в проведенном мысленном эксперименте использовал для наглядности; в действительности же в Infitec используются две пары троек традиционных основных цветов с чуточку разнящимися длинами волн).

Примечательным преимуществом 3D-кинотеатров Infitec перед традиционными является отсутствие необходимости использовать дорогостоящие серебросодержащие киноэкраны, не возмущающие порядка поляризации падающих на них фотонов, а недостатком -- некоторое сужение цветовой палитры.

Интересно пофилософствовать о технологии Dualplex Display, разработанной в Infitec для создания ЖК-3D-мониторов и телевизоров, устроенных по сходному принципу. В 2010 году она вызвала некоторое возмущение в техноблогосфере (иные авторы увидели в ней убийцу лидирующих на рынке технологий), но затем почему-то быстро сошла со сцены. Наиболее вероятных причин две: чрезмерная дороговизна, и/или недостаточная эффективность, обуславливающая нужду в слишком яркой задней подсветке. Поскольку ни одно из названных затруднений не является непреодолимым, возможно, нам предстоит о Dualplex еще услышать. Так вот, пикселы экрана Dualplex Display-телевизора могли бы состоять из шести субпикселов. Точки, отвечающие их цветам в плоскости LMS, составляли бы вершины R1R2G1G2B1B2-шестиугольника, чуточку превышающего традиционный RGB-треугольник площадью. Достигаемое таким образом гомеопатическое расширение палитры в 2D-режиме сделало бы его привлекательным в т.ч. и для потребителей, равнодушных к 3D-фильмам. Уверен, что технофильствующая часть потребителей предпочла бы Dualplex Display из любви к прекрасному.

3. Каким образом телевизору удается воспроизводить цвета холоднее синего (являющегося наихолоднейшим из составляющих его экран субпикселей)?

Чтобы подчеркнуть фундаментальность данного вопроса для нашего понимания функционирования дисплеев и ЦФК, переформулируем его более развернуто.

Отображаемые телевизором и регистрируемые ЦФК цвета радуги образуются посредством смешения основных и потому, казалось бы, должны лежать в диапазоне меж самым коротко- и самым длинноволновым из последних, -- т.е., меж наихолоднейшим и наитеплейшим, -- а именно, -- меж синим и красным. Они там и лежат. Все, кроме фиолетового. Как объяснить это исключение? В особенности вопиющее для всякого, имеющего опыт пользования палитрами графических редакторов, и потому хорошо осведомленного, что фиолетовый получается посредством подмешивания красного к синему, -- т.е., горячего к холодному, которое в результате такого подмешивания не "теплеет", но "остужается".

Вникание в этот парадокс сулит интригующие перспективы. Вдруг, основательно вникнув в него, мы научимся особым образом подмешивать низкочастотные звуки к высокочастотным для софтверного расширения АЧХ акустической системы? Тихие звуки к громким для расширения ее динамического диапазона? Холодную воду к теплой для ее согревания? Добавлять в стратегические места походного рюкзака утяжелители для его облегчения?

Интересно было бы услышать ваши мнения на этот счет.

Окончание -- вскоре

+44
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT