5.3. Методы смешения цветов
В ТВ используют локальное, пространственное и бинокулярное смешение цветов.
Локальное может быть одновременным (оптическим), когда на одну поверхность (рис.5.2,1) проецируется два или несколько излучений, вызывающих каждый в отдельности ощущение разных цветов, и последовательным, когда излучения воздействуют на глаз одно за другим. При быстрой смене излучений в зрительном аппарате возникает ощущение единого результирующего цвета.
Рис.5.2. Принцип локального смешения цветов
При пространственном смешении участки, окрашиваемые опорными цветами, имеют достаточно малые размеры, и глаз воспринимает их как единое целое – мелкие штрихи, мозаика и т.д. Чаще всего такой метод используется для воспроизведения цветного изображения на ТВ экране.
Бинокулярное смешение – смешение двух или нескольких цветов путем раздельного раздражения левого и правого глаза разными цветами, в результате чего возникает ощущение нового цвета. Для получения цветного ТВ изображения датчики ТВ сигналов должны не только осуществлять поэлементный анализ, но и спектральное разделение воздействующего излучения на три составные части, аналогично нашему зрительному аппарату. На приемном конце требуется обратное действие.
Установлено 3 закона смешения цветов:
1. Для всякого цвета имеется другой цвет, от смешения с которым может образоваться белый цвет. Такие 2 цвета называются дополнительными.
2. При смешении 2 различных цветов, лежащих по спектральной шкале цветов ближе друг к другу, чем цвета дополнительные, образуется новый цвет, по тону лежащий между смешиваемыми цветами
3. При смешивании 2 одинаковых цветов образуется смесь того же цвета.
В основном законе смешения говорится, что любые 4 цвета находятся в линейной зависимости, т.е. любой цвет может быть выражен через любые 3 взаимнонезависимых цвета: f’F = r’R + g’G + b’B. Здесь F, R, G, B – единицы излучения произвольного и трех основных цветов, а f’, r’, g’, b’ – множители, указывающие количество этих излучений, - модули этих цветов или цветовые коэффициенты.
5.4.Способы получения цветного изображения
Системы ЦТ по принципу передачи и воспроизведения цветов разделяются на 2 класса: последовательные (поочередные) и одновременные.
Последовательные системы. Принцип действия такой системы, представленной на рис.5.3, заключается в последовательной передаче цветных полей, строк или элементов.
Рис. 5.3. Схема последовательной система ЦТВ
Зрительно она отличается от черно-белой наличием дисков с цветными фильтрами на передающем и приемном концах. С помощью вращающегося диска с тремя цветными светофильтрами изображение превращается в последовательное чередование отдельно красного, синего и зеленого, а на приемном конце опять проходит через такой же диск. При синфазном вращении дисков зритель видит три цветных изображения и благодаря инерционности восприятия возникает впечатление изображения в натуральных цветах. Для незаметности мельканий необходимо, чтобы смена всех трех цветных изображений прошла за время смены кадра, т.е. требуется в 3 раза повысить частоты развертки и ширину спектра сигнала. Недостатки: - несовместимость с вещательной системой черно-белого ТВ из-за разности параметров развертки и ширины спектра сигнала;
- при быстром перемещении объектов на изображении появляется цветная «бахрома», т.к. следующие друг за другом изображения в трех основных цветах оказываются не совмещенными;
- применение дисков со светофильтрами ограничивает размеры экрана кинескопа.
Основным достоинством последовательного способа является простота передающего и приемного оконечных устройств, в связи с чем, он нашел применение в замкнутых прикладных ТВ системах.
Одновременная система. В общем случае может быть создана путем механического соединения трех стандартных черно-белых ТВ систем как показано на рис. 5.4.
Рис. 5.4. Схема одновременной системы ЦТВ
Разложение светового потока на 3 составляющих обычно производится специальной цветоделительной системой, содержащей светофильтры на дихроичных зеркалах, отражающих одну часть спектра и практически без потерь пропуская остальную часть. Так дихроичное зеркало 1 отражает синюю часть светового потока на «синюю» трубку и пропускает остальную часть излучения. Зеркало 2 отражает красную составляющую и пропускает зеленую на «зеленую» трубку. Далее полученные от 3 трубок видеосигналы по 3 каналам связи (КС) передаются на приемное устройство, где 3 цветоделенных изображения при помощи аналогичных дихроичных зеркал совмещаются в одно.
Данный способ передачи и воспроизведения основных цветов требует точного оптического и электрического совмещения трех растров передающих и приемных трубок, так как нарушение совмещения может привести к потере четкости и появлению цветовых окантовок.