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D65 视频背景照明的基本理论与实践

2016-6-26 23:05| 发布者: 红影| 查看: 518| 评论: 0|来自: 厂商

摘要: 参考性监视器的后期设置简介 在对于电子显示器的画面质量和观看舒适度有所了解的专业人员和消费者群体中,视频的背景照明技术已经应用长达几十年了。 经校正的专业监视器显示的视频节目通常是在“暗环境”中进行后 ...

参考性监视器的后期设置


简介
    在对于电子显示器的画面质量和观看舒适度有所了解的专业人员和消费者群体中,视频的背景照明技术已经应用长达几十年了。
    经校正的专业监视器显示的视频节目通常是在“暗环境”中进行后期处理的。大家都知道对于电视节目来说,最佳的观看条件是在黑暗的环境中。但是,由于人类视觉系统的局限性,并不推荐全黑的环境。宽幅的电影银幕是不需要房间内有补充照明的,而电视和显示器则要比电影银幕亮许多。

背景照明的推荐设置
    1. 对于观看彩色视频来说,其灯光的颜色应尽量接近“CIE D65”的视频白点(约为6500K)。(其他应用中采用D50、等能光源E或5400K色温。)
    2. 厂商通常都会给出灯具的显色指数(CRI)。对于色彩相关方面的应用,一般建议值为90(标准值为100)。
    3. 光线应从显示设备的背面射出,以防止发生反射光、雾气或耀眼的光等现象(上述现象会干扰、污染或模糊画面。)
    4. 观看者不能直接看到灯具,光线应通过周围环境的表面反射,如监视器后方的墙面。
    5. 反射光线的亮度应为校正过(专门校正到适合暗环境)的监视器白色最大亮度的10%或更低。
    6. 观看者正对监视器的视线内的物体表面都应为中性灰,可参看孟塞尔表色系统的中性色明度值。
    7. 监视器四周不必用灯光完全包围。
    8. 通常把灯具架设在监视器或电视机背面效果最好(而不是架在墙上),这样光线可以散射一段距离。
    9. 很多光学类光盘内都有用于调整监视器屏幕背景照明的测试图案,以方便设置家庭影院(可参考“Avia II- Guide to Home Theater”和“Digital Video Essentials”系列等调校光盘)。
正确设置背景照明有哪些好处?
    1. 减少或消除黑暗的观看环境下的眼疲劳。
    2. 消除由于传统的室内光照到屏幕上产生反射光、雾气或耀眼的光等问题造成的图像污染。
    3. 打开暗适应的观看模式来加强黑电平、对比度和画面细节。
    4. 保持观看者对于视频图像正确的色觉。
    5. 通过设置暗房和降低屏幕亮度要求可延长监视器荧光粉层的使用寿命。
    6. 为其他外围活动提供低亮度的室内环境。

相关组织:
    以下为确认定义、推荐、明确和使用视频背景照明技术的组织:
The Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE)
The International Organization for Standardization (ISO)
The International Telecommunications Union (ITU)
The National Institute of Standards and Technology (NIST)
The Metropolitan Museum of Art
Industrial Light and Magic (ILM)
The Imaging Science Foundation (ISF)
THX, Ltd.
Electronic Arts (EA)
Deluxe
Microsoft Corporation
Image Entertainment
Universal Studios
PostWorks
Joe Kane Productions
Ovation Multimedia
DisplayMate Technologies
CNET Labs
Radical Games
Factor5 Studios
High Moon Studios
CinRam
Rev13 Films
Advanced Television Evaluation Lab- Communications Research Centre- Canada
Apple Corporation
Filet Post Production
Post and Beam
Cheyenne Mtn. Entertainment
Zombie Studios
CBS Television
Deluxe Digital Studios
Splice Here
Slant Six Games
New Hat LLC
Roush Media
Samsung Germany
Digital Film Lab- Denmark
Nice Shoes, VFX New York
Desperate Housewives, Editorial
Rockhopper Post
Live Nation Studios
LionAV Consultants
Avical
Technicolor-NY
Technicolor-Canada
Max Post
Bandito Brothers Studio
Chainsaw Edit
Twin Cities Public Television
Colorflow Post
ABC Television
The Moving Picture Company
Dolby Labs 
Dreamworks Animation
Univ. of Quebec at Montreal 
No6

更多关于背景照明技术的参考资料:

    SMPTE 推荐的操作性文件:RP166-1995: 《彩色电视画面评价的重要观看条件》(Critical Viewing Conditions For Evaluation Of Color Television Pictures
    ITU-R BT.710-4 《高清电视图像质量的主观评价方法》(Subjective Assessment Methods For Image Quality In High-Definition Television
    ISO 17121:2000: 《电影艺术——电影和视频制作工作站——视觉和音频条件的相关要求》(Cinematography -- Work stations used for film and video production -- Requirements for visual and audio conditions
    《观看环境在参考显示系统中的重要性》(The Importance of Viewing Environment Conditions in a Reference Display System),作者 G. Alan Brown,http://www.cinemaquestinc.com/ive.htm
    Joe Kane Productions公司出品的“数字视频要点:高清基础”(Digital Video Essentials: HD Basics蓝光光碟。
美国国家标准与技术研究院NIST撰写的《平板显示器的购买指南》(Tips on Buying a New Flat Panel Display),http://www.fpdl.nist.gov/Tips.pdf [含屏幕反射问题的图示]。
    用图形讲述环境光在加强黑色和对比度方面的作用: http://www.youtube.com/watch?v=xl1lL...eature=channel;   http://www.youtube.com/watch?v=rFmgSP97fTghttp://www.youtube.com/watch?v=kdOQBPCOk5w&NR=1http://www.youtube.com/watch?v=MMJ6t...eature=channel
 

相关的技术引用:
    监视器的白色参照:由于混合叠加的特性,图像的亮度完全由显示设备生成尤其是白色的色彩再现取决于显示器的特性,而不依赖于显示器所处位置的环境光。全黑的观看环境是比较理想的,比如电影院,这种环境下,色度图上很大范围内的色彩都可认为是“白色”。但是如果观众的视线内出现显示器以外的物体,那么他对“白色”的定义很可能受影响,甚至受他所看到的周围环境的“白色”所控制。为了避免主观的错误匹配,显示器画面再现的白色与环境的白色应相对接近。” ——选自Charles A. Poynton所著的《数字视频和HDTV算法和接口》(Digital Video and HDTV Algorithms and Interfaces)。
对比度可以说是显示器最重要的特性,它不仅影响画面的深邃感,还影响清晰度.....画面亮度影响感知对比度和细节,画面周围的环境条件也同样会对其产生很大影响。BartlesoBreneman 1967年就研究过该现象,研究亮度对于感知对比度的影响,这项研究不仅是基于图像亮度,而且还将周围的环境光考虑进去。研究结果表明,感知对比度随着环境亮度的增加而增加。随着环境亮度的增加,人眼认为黑色变得更黑了,而对白色的影响却很小。如此一来,周围环境亮度较高时,对于黑色部分的感知差异就扩大了,感知对比度就更高了。在环境亮度较低的情况下,人们很自然地想要获得“更好的”图像质量,想要通过改变某些影响因素而提高对比度。然而实际应用中,却是采用相反的方法。CRT电视的射线管表面光滑,导致它发出耀眼的光线[如今的某些平板显示器也是如此],降低环境亮度之后,可减少耀眼的光。但是在电视机后方仍要保持一定的环境亮度[背景照明的运用也是一样,来保持较高的感知对比度.....清晰度可影响画面的对比度,反过来也是一样的,对比度也可以影响画面清晰度。低对比度的图像与同样内容的高对比度图像相比,清晰度没有那么高.....我们之后又进行了一项主观研究,来确认环境光对于感知对比度的影响。我们邀请了几名非技术类(认为其观点是中立的)和技术类人员,在不同的环境亮度极限条件下比较的各种全范围亮度的一组图像,以此来理解不同的观看环境对于两种电视技术[CRT和DMD(DLP RPTV]的感知对比度周围环境暗黑的条件下,使用全范围亮度> 5%的图像测试,CRT和DMD显示器结果相当。但是,在周围环境较亮的条件下(显示器后墙的亮度约为250尼特),喜欢DMD显示器的受测试者比喜欢CRT的多50%因为DMD的感知对比度更高..... 这项实验证明了环境光有提高人眼的黑电平阈值的作用,可将其提高到比电视机实际黑电平高的水平,其最终结果就是感知对比度提高了。”——选自SMPTE期刊11/02期,Segler、Pettitt 、Kessel三人合著的《对比度的重要性及其对图像质量的影响》(The Importance of Contrast and its Effect on Image Quality)一文。
    “这项实验结果,通过比较和测量,表明了当图像周围的环境光经历从黑——暗——亮的过程时,图像的感知对比度也随之提高。原因是,图像周围亮度较暗时,图像的暗部看起来会更亮,而环境亮度对图像亮部的作用却微乎其微(尽管环境变化,白色部分仍显示为白色)。这样一来,由于图像暗部的感知变化比亮部变化大,就造成了感知对比度的变化.....用户在工作室工作时,一般会关闭室内灯光,让CRT显示器看起来对比度更大。但根据上文我们得知,环境光变暗,反而会降低显示器的感知对比度。这样看来,Bartleson Breneman的预测似乎是与日常经验相反的。其原因是,室内光通常会在显示器表面发生大量反射,降低了显示图像的实际对比度。如果显示器的周围有光源,但同时又不会在显示器的表面形成反射(比如,在显示器的背面设置光源,来为显示器周围提供照明),这样,显示器的感知对比度就会比在全黑的房间高。” 选自Mark D. Fairchild所著的Color Appearance Models一书。Mark D. Fairchild是Chester F. Carlson影像科学中心: 孟塞尔色彩科学实验室的博士。

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