TI 極致色彩BrilliantColor核心解密
摘要:本白皮書將探討德州儀器公司獨步全球的極致色彩™(BrilliantColor™)技術(shù)。該技術(shù)在圖像處理方面進行了創(chuàng)新，除了增強DLP®投影系統(tǒng)的光學(xué)效率，更擴展了目前的RGB色輪。 極致色彩™技術(shù)還可以與新的色輪設(shè)計相結(jié)合，超越傳統(tǒng)的三原色系統(tǒng)，在DLP顯示系統(tǒng)中實現(xiàn)更寬的色域。這些創(chuàng)新功能為OEM（原始設(shè)備制造商）廠商提供更多機會生產(chǎn)具備獨特色域且更加明亮的顯示器，這是任何別的競爭技術(shù)無法抗衡的。
介紹
以往大多數(shù)的顯示設(shè)備都使用三原色：紅、綠和藍(lán)。三原色的組合可以顯示由這三種顏色圍起來的三角形中的所有色彩（參見圖1）。這限制了可以顯示的色彩范圍。
普通電視機或投影機的色域
自然界中常見的亮黃色和青色很難顯示。
目前所有的消費級顯示系統(tǒng)的色域無法兼顧色域和亮度。你可以通過提高三原色的飽和度來增加色域范圍。飽和的原色將三角形的紅色、綠色和藍(lán)色點移近可視光譜的邊緣，從而增大了覆蓋范圍。但是由于飽和的原色一般亮度不高，使用飽和的原色會降低白色調(diào)和飽和色彩的總體亮度。如果在圖像中增加黃色、青色和洋紅色，你可以在保持白點亮度的同時得到較深的紅色、綠色和藍(lán)色點。
三原色色域在CRT顯示技術(shù)中運用相當(dāng)成功。第一代DLP®顯示系統(tǒng)也使用了類似的方法，即將圖像分解成紅色、綠色和藍(lán)色的成份，在數(shù)字微鏡芯片（DMD）上顯示。
影響投影機顯示亮度的因素
在基于燈泡的顯示系統(tǒng)中，有幾個因素會影響到顯示器的最終亮度。圖2描述了一個典型的DLP®顯示的光路。
DLP®光學(xué)路徑
提高照明效率
基于燈泡的顯示器在顯示圖像時將燈泡的白色光譜分解成三原色：紅、綠、藍(lán)。為了得到電視機和投影機需要的標(biāo)準(zhǔn)色域，紅色、綠色和藍(lán)色的生成并沒有用足燈光的全部能量譜。這一損失是由于部分燈光的能量超出了紅色、綠色和藍(lán)色濾色片的范圍（參見圖3）。
燈泡的光譜能量分布
極致色彩™技術(shù)通過使用額外的濾色片解決了這一問題。從圖3可以看到，燈泡能量在580nm波長上沒有得到充分利用。通過使用黃色濾色片可以重新獲得這部分能量。 同樣，青色濾色片可以提升500nm區(qū)域的效率。設(shè)計一個使用五色照明（紅、藍(lán)、綠、黃、青）的投影系統(tǒng)可以將最終亮度提高達(dá)50%。 表1顯示了在DLP® 顯示系統(tǒng)中使用新型的 .45 720p DMD和五色輪可以獲得的改進。
| 參數(shù) | 普通色輪 | 五色輪 |
| DMD的流明值 | 3375 | 3375 |
| 光學(xué)效率 | 35.8% | 35.8% |
| 色輪效率 | 16.5% | 24.7% |
| 屏幕增益值 | 4.7 | 4.7 |
| 屏幕對角線 | 60 | 60 |
| 亮度 (Nits) | 300 | 450 |
| 亮度增益 | 基線 | 50% |
| 表 1 -- 在示范 .45 720p系統(tǒng)中極致色彩™的亮度增益 | ||
拓展投影機的色域
除了提升系統(tǒng)照明效率之外， 極致色彩™技術(shù)還能拓寬色域。紅、綠、藍(lán)顯示器的色域是一個三角形的區(qū)域，三個頂點分別由紅、藍(lán)和綠濾色片的色度值確定。該系統(tǒng)能夠顯示的任何一種顏色都由紅、綠和藍(lán)混合而成。盡管對于許多應(yīng)用而言這一色彩空間已經(jīng)夠用，但是它無法表現(xiàn)明亮的黃色和青色。這是因為自然界中我們經(jīng)�？梢钥匆姷拿髁恋狞S色及青色超出了這個三角形的范圍。增加額外的顏色讓我們可以將三角形擴展成一個更大的多邊形，可供選擇的顏色也隨之增加。圖4描述了今天許多電視機使用的Rec. 709色彩標(biāo)準(zhǔn)的三角形。通過使用多原色色輪和極致色彩™技術(shù)，我們可以將色域擴展到外面的多邊形（虛線）。
極致色彩™色域
這一新的色域所代表的自然界色彩要比今天多數(shù)顯示系統(tǒng)的色彩更為豐富。新的色域也更好地平衡了色度和亮度，呈現(xiàn)出最真實的色彩，讓觀眾獲得精彩的視覺體驗。
使用RGB色輪改進色域
在傳統(tǒng)的紅、綠、藍(lán)（RGB）色輪上使用極致色彩™技術(shù)同樣可以改進色彩處理。所有的色輪在不同的濾色片之間都有一個過渡區(qū)域。當(dāng)該過渡區(qū)域照亮DMD時，色彩處理器并不能確定DMD上到底是哪種顏色的光。比如說， 當(dāng)紅/綠輪輻照亮DMD時，DMD只看到紅光和綠光的混合光。
色彩處理可以妥善利用這種情況。紅色加上綠色生成黃色。同樣，紅色加上藍(lán)色生成洋紅，而藍(lán)色加上綠色生成青色（參見圖5）。 在這種情況下，黃色、洋紅和青色點位于紅、綠和藍(lán)濾光片構(gòu)成的三角形色域區(qū)間以內(nèi)（因為這些顏色是由色域內(nèi)的兩種顏色混合而成的）。 這和在三角形區(qū)域外增加新的色點構(gòu)成多原色色輪的做法稍有不同。
RGB色輪和輪輻
RRGB色輪更加明亮的色域
TI德州儀器極致色彩™技術(shù)的其它優(yōu)勢
TI德州儀器極致色彩™技術(shù)的其它優(yōu)勢
除了改進照明光學(xué)效率并拓寬色域之外，極致色彩™技術(shù)還可以進一步改善DLP®顯示器的圖像質(zhì)量。
極致色彩™計算使用了浮點算法。和傳統(tǒng)的位數(shù)固定的色彩計算不同，極致色彩™計算使用了浮點算法，確保了計算的精度。這樣噪點降低，顯示的色彩更加真實。提升的計算精度加上拓寬的色域為具備極致色彩™技術(shù)的DLP®投影系統(tǒng)造就了超過200萬億種色澤。
此外，極致色彩™技術(shù)極為靈活，可以讓OEM廠商完全按照自己的需要定制顯示器的色彩表現(xiàn)，在市場上進行差異化競爭。
結(jié)論
極致色彩™技術(shù)專為提升DLP®顯示引擎的光學(xué)效率而設(shè)計。對于UHP燈泡而言，該技術(shù)能夠比傳統(tǒng)的三色解決方案提高50%的亮度。使用六種色彩可以拓寬色域，比三色方案更能夠忠實地再現(xiàn)自然界的色彩，讓觀眾得到身臨其境的感受。
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