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            投影仪怎么合成「不存在」的颜色

            admin admin 2020年01月02日

            科学小常识

            [db:标签]隔一段时间,就会有一种“啊,科学家创造了一种不存在颜色?”“紫色真的不存在?”等等。

            洋红色

            为了讨论电影放映计划的原因,我们举起了投影仪来探索色彩的秘密

            我们应该高兴地开始互相交流看电影的经验,但是我们遇到了非常尴尬的事情.

            投影实景,照片来自互联网

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            如果是/曾经是/将成为一名优秀的社会主义学生,每天都学习优秀的学习,那么你就必须每天上课时举起手机拍老师的幻灯片,以免错过任何重要的细节。由于手机摄像头出色的放大性能,手机可以给那些不能坐在前排的学生消息。

            明明想努力学习,却发现讲义上布满了彩色条纹.事实上,我们的眼睛可以看到颜色的秘密,是在自然界“不存在”。

            老师的幻灯片以前不是这样的。

            幻灯片放映机

            那时的幻灯片实际上是透明的彩色电影。这个话题真的是“曝光年龄”。老师们把幻灯片放在承载板上。来自承载板下方灯泡的光线穿过滑块,调节透镜和平面镜的位置。通过折射和反射,光垂直于地面聚焦在投影屏幕上,形成放大的图像。因为灯泡的功率大,通常灯泡旁边一个风扇来帮助它冷却。一旦机器启动,风扇也会吹。

            从透镜的一侧进入后,折射的平行光将聚焦在焦平面上并再次成像。通过调整物距,可以移动图像距离。这张照片来自ello.co/marcrodriguez“长江”。后面的波浪推动前面的波浪,前面的波浪消失在沙滩上。随着个人电脑的普及,上面最“经典”的幻灯片和投影仪将不复存在。相反,将使用演示文稿、办公软件和数字投影仪。“幻灯片秀”这个名字已经逐渐变不那么频繁了,放屁踢的次数实际上也增加了。虽然现在很多人都这样称呼它,但这个名字的诞生是在洗澡的时候。产品经理鲍勃·加斯金(Bob Gaskin)命名PowerPoint是为了避免与市场上的其他产品重复,但他并不期望实现一个通用术语。

            洗澡的名人,了阿基米德,你还能想到谁

            在开始回答我们的题目之前,我们需要谈谈投影仪——的发展史。这实是人类“视觉动物”生动的进化史。虽然视觉动物现在听起来像.不友好的话,人类真的在沿着追求视觉和颜色的道路赛跑。

            在开始回答我们的题目之前,我们需要谈谈投影仪——的发展史。这确实是人类“视觉动物”生动的进化史。虽然视觉动物现在听起来像.不友好的话,人类真的在沿着追求视觉和颜色的道路赛跑。

            科学史上关于光和颜色的讨论始于亚里士德,但我们必须等待牛顿爵士的出现才能真正发现。我不得不说牛顿真的是那种对自己残忍的人,他没有考虑到这项研究的任何后果。例如,一眼睛用来长时间观察太阳,直到一只眼睛看到所有白色物都是红色。这时,他一次又一次地闭上眼睛,发现在他眼前会有像太阳一样的斑点,尽管他现在没有看太阳。由此他得出结论,他的幻觉可以像太阳一样充分刺激神经。

            牛顿在光学领域做出了很多贡献,这是众所周知的。事实上,分裂实验是用三棱镜进行的。这张照片来自“叙拉霍”。当然,我们现在可以测量神经信号的传播速度为90米/秒左右,通过视觉产生的时间差,我们可以判断大脑在合成视觉信号的过程中起到了一定作用。此外,三原色理论已经被检验了很长时间。由于人眼中有三种不同的波段敏感细胞,有人巧妙地设计了“配色实验”。基本原理是人眼不擅长直接量化,但擅长比较。如果光只有两种颜色混合,总会有无法合成的颜色,但是一旦使用了三种颜色,人们就可以混合光谱中的任何颜色。清楚地理解这一点后,人类在成为“视觉动物”的历史上确实迈出了一大步。

            选择口红颜色的过程类似于配色实验。要比较的面是参考特定波长的光和由三个初级co混合的光

            在前人的探索下,我们终于找到了人类颜色感知的“基础”。由于人眼的结构,我们不需要产生特定波长的光来获得各种颜色。我们只需要将红色、绿色和蓝色以适当的比例混合,进入人眼,万能的大脑就可以合成它们。尽管这是一个轻描淡写的说法,是两个词的混合体,但在人类历史上,要获得色彩真的不是一件容易的事情。

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            有两种混合方式,一种是在时间上混合,另一种是在空间上混合。前者依赖于大脑补充,而后者依赖于大脑补充。当然,大脑的补充方式仍有一点不同。前者需要依靠弗格森爵士探索的延迟效应来产生颜色,然后大脑得到补充,而后者直接得到补充。

            所谓的补脑剂实际上是一只鼻子里有大蒜的猪。图片来自互联网

            早期的投影仪认为非常简单和粗糙。如果你想显示彩色内容,你需要使用三种光源和三个镜头,称为“三枪投影仪”,分别投射红、绿、蓝三种颜色。我们想要的图像通过这三种颜色的亮度混合在一起。因为筛选过程中使用的灯泡功率非常高,所以三组灯泡和透镜系统的组合需要复杂的电缆。还有一件事非常致命,这种光学系统太复杂了,需要把三张照片放在屏幕上的同一个位置,对焦非常不方便。所以一开始,发展非常有限。

            三镜头投影仪的外观不是交通灯。图片来自互联网

            我们能把三种光源组合成一种吗?“三枪投影仪”问世后,人们开发了所谓的“单枪投影仪”。在投影仪领域,“炮塔”,即更多的光源,似乎没有任何用处。相反,它们增加了系统的规模和调整的复杂性。

            在《单枪投影仪》(Single gun Projector)中,液晶屏和DLP根据混合不同颜色和颜色的想法大致分为两种类型。需要解释的是,这两所学校现在实际上已经发展了许多分支机构,但我们今天不会涵盖太专业的内容。

            液晶显示器基本原理示意图。通过调节电压,液晶分子在空间中的取向被改变,从而控制不同颜色的光量,并进一步控制光发射的颜色。图片来源见右下角的

            液晶屏(液晶显示器),它使用液晶显示技术作为色源的基础。我们每天都能看到液晶显示屏。顾名思义,颜色的来源是液晶。植物生理学家弗里德里希·伦泽在1888年发现了液晶。液晶最神奇的效果是它对光振动的方向有选择性。液晶分子的形状像擀面杖。通过改变电压和转动擀面杖,可以控制通过的光的强度。爱普生VJP-2000诞生于1989年,是世界上第一台液晶投影仪,今年已有整整30年的历史。

            色轮图。投影仪中有多种色轮样式。在上图中,最简单的只有三种颜色:红色、绿色和蓝色。图片来自互联网,后来在技术的进化中,DLP用不同的方法出现了。单个DLP投影仪通过色轮产生颜色,灯泡发出的光通过色轮上的不同透光片变成三原色光,然后被数字信号控制的反射板反射,在屏幕上形成相应的图案。为了增加亮度,色轮通常分为四个区域:红色区域、绿色区域、蓝色区域和透明区域。为什么不使用只有红、绿、蓝三原色的色轮呢?原因很简单。DLP投影仪仅使用普通汞灯光源有效部分的1/3左右,亮度大大降低。最后,你看到的图片的颜色与真实的颜色值有一些色差。

            当我们评估投影仪时,投影仪的亮度实际上是一个非常重要的参数。投影仪越亮,白天屏幕就越清晰。当我看到投影仪看不清楚时,我的第一反应是换一个灯泡,但我没有意识到还有一个d

            液晶显示器用分光器原理示意图。投影仪中常用的光源是汞灯,它具有离散的光谱线。它的蓝色和绿色光谱线正好对应于CIE颜色空间中的两种原色。分光器可以通过涂层反射特定波长的光,而其余的光通过涂层,从而实现分光原理。光源的利用率较高。图片来自互联网

            色彩亮度的概念可能对每个人来说都是新的,但它在我们的生活中有许多应用。例如,一张照片在电脑上看起来不错,但投影是灰色的。这是因为输出的彩色光不够亮,看起来像一个滤镜。

            不同颜色和亮度的对比图。这张照片来自百度百科

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            为了给每个人真实的感受投影仪内部发生的事情,边肖厚着脸皮组装了另一台使用不同原理产生彩色光的投影仪。因为它是借来的,我担心拆卸后我无法组装(它太小,不能做一个盘子)。我特别准备了一个偏光板来显示不同颜色的原理而不损坏它。我在玩失业警告专栏。

            在我们设置好两台投影仪后,让它们以相同的距离投射在墙上。举起你的手机,然后,这是我们见证奇迹的时刻。

            如果您手机的相机参数不正确,它会是这样的。在长时间关注我们之后,我们肯定知道这张照片是什么。我不会解释

            如你所见,在拍摄的照片中,上层电脑桌面仍然保持着相对真实的颜色,而下层投影仪的画面效果已经完全偏离了真实的颜色。手机拍照时,DLP投影仪不能在每个位置洒上红、绿、蓝三种颜色,所以我们可以看到这三种颜色是分开的,而不是彩色的。因为DLP投影仪中的色轮不仅是红色、绿色和蓝色,而且还留下发射白光的透明部分,所以有一部分是黑白的。

            切换到另一台摄像机后,我们可以看到两台投影仪之间的差异并没有那么大。

            我小时候,电视屏幕实际上是用来测试屏幕的。可以看出,下面投影仪的整个画面都是暗的,例如,左下角的颜色很难辨认分界线

            但是如果你仔细观察这两者,还是有一些区别的。因为我们选择的投影仪型号,DLP型号的白光更亮,所以下图的白色部分会比上面的亮。然而,彩色部分的亮度不如基于液晶显示器原理的投影仪的亮度好。

            因为液晶显示器使用液晶控制亮度,最后一个透镜发出的光是偏振光,几个偏振光叠加形成最终颜色。碰巧,我们手头有现成的偏振器,所以我们可以找到。我们已经知道液晶投影仪中的色轮是三原色,红、绿、蓝,可能有不同的偏振方向。

            宝丽来

            我们把偏光片放在投影区域的白色部分,慢慢旋转偏光片。可以看出,在穿过偏振板之后,光的颜色将慢慢地从绿色变为品红色。在其他不同的颜色中,相应地会有不同的偏振方向。

            通过偏光板,我们可以确认投影仪确实是由不同偏振方向的彩色光组成的。

            但是,如果我们将偏振片移动到DLP投影仪投影的图像上,颜色不会改变。

            这不是偏振光。

            如前所述,如果拍摄时间太短,DLP投影仪将无法在每个位置喷洒红、绿、蓝色。因为运动是相对的,如果我们的眼睛扫过屏幕的速度足够快,那么屏幕相对于人的眼睛是高速运动的,DLP投影仪会有色光分离,也就是彩虹效应。

            彩虹效果图.因为我们找不到,我们在网上找到了一个。在实际操作中,人们可以通过左右摇晃眼球来看到它,这是非常明显的。经过努力,这种效果在黑暗的背景下尤其明显。

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            有了这么长时间的铺垫,我们终于可以回答标题中的问题了.

            为了回答这个概念,我们需要量化以上对颜色的描述并使用颜色空间。颜色空间是一种常见的颜色空间。x和y的水平和垂直坐标分别代表标准化的三个红色和绿色分量

            颜色空间。图中的三角形代表汞灯的蓝色和绿色光谱线,以及700纳米红光可以产生的所有颜色的范围。

            图表上边缘的曲线是指颜色空间中波长从435.8纳米到700纳米连续变化的可见光轨迹。因为人眼对颜色的感知几乎是线性的,如果我们从颜色空间中随机选择两种颜色C1和C2,那么由这两个点连接的线段上的每个点的颜色可以由C1和C2组合。选择三种颜色,你可以画一个三角形。因为除了自然可见光波段,我们不能有其他光源,所以在三个角落都有一些缝隙。

            在投影仪中,汞灯通常用于获得不同的三原色。理想是充实的,现实是瘦骨嶙峋的。这句话我们已经说过很多次了,投影仪也是如此。我们实际得到的颜色肯定没有上面的三角形大。

            Magenta

            对于CIE RGB色彩空间的下半部分,人眼可以将蓝色和红色混合成品红色(即今天封面图像的颜色),但实际上没有特定波长的光,这对人眼来说是真正的品红色。

            这就是投影仪合成“不存在”颜色的全部事实。

            Postscript

            经过这么多麻烦,我们终于知道哪种内容更合适,于是我们决定转售投影仪。然而,现实是我们的钱包限制了我们的购买力,我们甚至买不起两台借来的投影仪。

            *感谢汤姆少校提供的摄影支持,他目前正在进行小编辑。

            Reference

            1。幻灯机-维基百科

            2。Microsoft PowerPoint,wikipedia

            3。现代科学先驱牛顿,作者王金凤

            4。杨亥姆霍兹理论,二向色滤光器,纱门效应

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