电视原理第一章.ppt

电视原理,学习指导,考试成绩占70%，平时成绩占30%平时成绩由作业、实验、听课率组成作业用自己语言叙述的优秀作业用摘录书上语句的良好作业抄别人的中等连抄都不认真抄的再降一等不交作业的没分缺课一次平时成绩少5分，迟到一次少2分平时成绩是自己一点一点积累的，不是期末老师临时给的，可以看作业本上的打分。,主要内容与先修课关系不大,换脑袋：不是底层分析，而是高层思维先修课学的不好的同学可以重新起步不埋头具体的细节，抓住信号处理传输复制主线，理解前人解决问题的思想方法，学会自学，并可引用到其他技术环节中白领的长处就是能自我完善，解决新的问题，蓝领的前进必须靠别人帮助充电。,听课的作用是帮助总结课本的中心思想，比自己看书有更高的效率，上课思想能跟着走的人不用复习也能及格。看书的要点也不同，不必逐字逐句地研究，而是要理解它想说的主题思想、中心内容。（类似小学生写段落大意？）学过本课程能不能向一个外行的人说清什么是“电视”？,知识范围,要点：产生、传送（记录）、复制图像涉及：微电子学、光度、色度、通信理论、视觉心理学内容：产生、处理、存储、记录、发送、接收、再现,绪论电视发展史,电视是20世纪的重大发明19世纪末，机械圆盘证明1925年英国表演机械扫描“电视”1930年英、苏机械电视广播1936年英国第一家全电子黑白电视台,彩电,1920年发明1940年实验转盘滤色片彩电1953年美国实用彩电制式NTSC1967年德PAL制，法SECAM制,高清晰度电视,80年代日本高清晰度电视广播90年代美国全数字高清晰度电视广播,显示器,CRT：最大可达56”，再大需要用投影平板电视屏：液晶等离子LED理论上尺寸没有限制。1987年，SONY做过2000”的电视屏，尺寸2445m，悬挂于大楼的14层处，正常观看距离50-500m，1km外仍清晰可见最小？手表电视？3G？激光扫描器,摄象,超正摄象管光导管CCD器件向高灵敏度、高线性度、高清晰度、小型化发展,记录磁记录,50年代前全部“现场直播”50年代末美国2”四磁头磁带录象机70年代1”二磁头磁带录象机3/4”盒式磁带录象机1/2”家用盒式磁带录象机80年代8mm摄录一体化90年代数字磁带录象机21世纪硬盘录象机,盘记录,70年代菲利浦激光影碟机日本电容式电视唱机德国机械式电视唱机90年代VCD、SVCD、DVD21世纪兰光DVD，光盘录象,半导体记录,21世纪，闪存：（MP3）MP4,传输,频率：VHFLVHFHUHF媒体：地面发射电缆电视卫星直播方式：模拟数字下一个里程碑：立体？二基色（一基色）？,参考书,北京航空航天大学.电视原理与组网技术东南大学.周桂友.彩色电视原理第一版,第一章视觉特性与三基色原理,主要内容：光学人眼色度学彩色系统,1.1光的特性,电视用无线电电子学的方法传送图象的一门技术活动静止黑白彩色有线无线问题：光电光怎样表示光？怎样表示色？,1.1.1电磁辐射与可见光谱,人眼看到图象的本质是光，否则无法感知白纸的本质是反射白光，若用红光照射？根据物理学知识：光是电磁波频率分布：,就这一小段频谱看起来还有不同感觉广播电视就是要反映这一段频率（其他用途的电视例外）,只含单一波长的光单色光单色含两种以上波长光复合光混合色摄象时的色彩涉及：物体自身反射特性照射光源的特性所以必须研究电视技术中的光源,1.1.2光源,定义：完全辐射体（绝对黑体）：对任何光谱全部吸收加热后辐射全部光谱颜色？功率谱视温度而定色温：等效于某温度的完全辐射体光谱例：钨丝灯丝加温到2800K的发光，等效于2854K的绝对黑体发的光，称此灯光色温为2854K。,电视技术中的光源（各资料有异）,色温来源A光源：2856K钨丝灯偏橙色B光源：4800K相当于正午直射阳光C光源：6700K相当于白天自然光偏蓝NTSC白D光源：6500K相当于白天平均光PAL制的白E光源：5500K假想的等能白光计算用,1.2人眼的视觉特性,1.2.1眼睛的构造（等效为照相机）瞳孔晶状体视网膜黄斑,1.2.2光的度量,先研究人眼对亮度的响应，保持辐射功率相同，改变光的波长，响应曲线：,范围：380-780nm峰值：555nm（绿色）亮度最大亮度很低时曲线左移（暗视觉）锥状光敏灵敏度低辨色分辨率高柱状光敏灵敏度高不辨色分辨率低电视中主要研究明视觉视觉加权：相同亮度，辐射不同光通量、亮度、照度以人眼感觉为标准,上一课内容要点,可见光波长：380nm-780nm名词定义：绝对黑体，色温A、B、C、D、E光源视敏曲线,1.2.3亮度、彩色与立体视觉,1.明暗感觉即视敏曲线2.彩色视觉若用语言描述：有三要素亮度：引起明亮的程度正比于辐射功率色调：颜色的名称与光谱有关饱和度：色的浓淡是否含白光,三基色假说,人是如何感觉万紫千红的彩色的？人眼有三种感光细胞：1.红敏细胞2.绿敏细胞3.蓝敏细胞任何色彩都是由这三种细胞感受出来大脑叠加、判色把这三种细胞伺候好，就能得到相应的颜色。总量代表亮度，比例表示色度,感光曲线分为“三座大山”,3.立体视觉双眼视差其他,1.2.4眼睛的视觉范围与视亮度,人眼视觉绝对的适应范围极大（瞳孔）百分之几几百万（坎德拉/平米）并不能同时看到在某确定条件下，相对分辨范围不大对比度：最亮值/最小值，约数百倍10：11000：1,亮度感觉：与环境亮度有关（工作点？）什么是亮？什么是黑？（动态曲线）亮度层次按几何级数分解（大约一、二百层）最小亮度变化台阶Bmin约为B的几个百分点,1.2.5人眼的分辨力,两个点靠得多近还能被分辨？中间至少要有间隔？视敏细胞的尺寸分辨角与视网膜位置、照明、对比度、运动量有关最佳条件时，大约11.5,彩色分辨力,细节分辨力还和颜色有关：黑白彩色不同的彩色也不相同色调分辨阀：两头粗糙，中间精细饱和度分辨阀：两头精细，中间粗糙但远低于亮度层次的分辨,1.2.6视觉惰性与闪烁感觉,客观光刺激到人眼有相应：可以达到0.1秒1.滞后2.残留闪烁：重复频率不够高，有一明一暗感临界闪烁频率：大约为4548Hz还与亮度值、亮度变化幅度、占空比、画面距离、面积尺寸等有关。,1.3三基色原理与色度图,三要素能否用电压表示出来？亮度？饱和度？色调？,1.3.1三基色原理,彩色由千万种光谱混合而成荧光屏复制千万种光谱不可能一定的光谱一定的颜色一定的颜色X一定的光谱理论上三个独立颜色就可混合出实际上用红、绿、蓝,混色原理（书末插图）,红+绿=黄绿+蓝=青蓝+红=品（品红、紫红、粉红）红+绿+蓝=白绿、蓝、青色的定义与平时可能略有差异蓝天？青天？麦苗绿？麦苗青？,混色方法,混色方法部位应用光谱混色：相加于屏幕外界相混投影电视空间混色：小于视角分辨角眼内彩色显象管时间混色：小于人眼响应时间细胞内早期“彩电”生理混色：两眼同时、分别看（试播的不同颜色的同一景物大脑内立体电视）此外还有相减混色，例如颜料的调配,1.3.2RGB色度系统,一、配色实验R：700nmG：546.1nmB：435.8nm带亮度调节刻度,配白光：1光瓦红+4.5907光瓦绿+0.0601光瓦蓝1：4.5907：0.0601为了简化计算，令：1光瓦红为一个红基色单位，记做R4.5907光瓦绿为一个绿基色单位，记做G0.0601光瓦蓝为一个蓝基色单位，记做B写配色方程：F白=1R+1G+1B,任意色：F=RR+GG+BB（哪个是单位？哪个是系数？）任意色亮度：|F|=R1+G4.5907+B0.0601测出一系列数据，制表、画曲线、作坐标图,二、色度图,系数总量表示亮度系数比例表示色度只关心颜色，不关心亮度，可求相对值：相对色系数：r=R/(R+G+B)g=G/(R+G+B)b=B/(R+G+B),只有两个独立变量，作二维坐标图,麦克斯韦三角形,可以证明，两彩色相加，即系数相加，必落在两彩色连线的直线方程上所以三基色配出的色域必定在三角形内部抽象为麦克斯韦三角形：,两色相混：连线上三色相混：先混两色，视觉等效典型颜色：三基色三补色白（黑）饱和度：中点向边线0%100%三角形外：色系数为负！,1.3.3XYZ色度系统,RGB物理三基色缺点：1.表示亮度不方便，要另行计算2.系数有负值，计算易出错数学处理：坐标转换，假想XYZ基色要求：1.系数全部正值2.系数Y表示亮度3.白光仍有X=Y=Z,XYZ称计算三基色配色方程：F=XX+YY+ZZ因为XYZ可由RGB配出得：“坐标”“坐标”关系任何色有一定的XYZ系数和RGB系数得：“系数”“系数”关系求出全套坐标转换公式求出相对色系数xyz作出二维坐标图,色域名称等色调线等饱和度线（参见P31）其他计色制从略,1.4彩色的重现,怎样在电视上显示彩色？物理三基色？计算三基色？荧光粉！显象三基色选择：1.配色三角形面积要大2.发光效率要高，光亮鲜艳两者矛盾，先后用过两种粉NTSC、PAL,同样有配色方程：F=ReRe+GeGe+BeBe同样求出坐标转换公式同样求出系数转换公式我们只关心一项：称亮度公式Y=0.299Re+0.587Ge+0.114Be每找到一组荧光粉，就有一套公式重改电视设备？一律用NTSC老公式！,简写为Y=0.30R+0.59G+0.11B,电视上可重现的色彩只能在三角形以内。大部分色彩无法显示？No,不能显示的色彩极为少见，阳光普照，白光绝对优势以后不再研究三角形外面的色彩，并认为三角形边线10