認(rèn)識增強(qiáng)現(xiàn)實抬頭顯示中色彩飽和度和色域的重要性

TI DLP®技術(shù)在增強(qiáng)現(xiàn)實(AR)抬頭顯示(HUD)等汽車應(yīng)用中越來越受歡迎，主要原因之一是其具有明亮鮮艷的色彩。為了更好地理解顏色在AR HUD中的作用(如圖1所示)，我先介紹一下色彩飽和度和色域的概念。

圖1：AR HUD示例

色彩飽和度是指圖像中色彩的強(qiáng)度?？纯磮D2，您可以輕松分辨出哪種顏色的飽和度更高。色彩的飽和度越低，看起來也就越暗。用技術(shù)術(shù)語來說，飽和度是表示色彩的純度，用其復(fù)合波長來定義色彩。當(dāng)一種色彩完全飽和時，它只包含單一波長，因此被認(rèn)為是最純粹的色彩。事實上，赫姆霍茲-科爾勞施效應(yīng)描述了色彩越飽和，看起來就越明亮。色彩飽和度的另一個有趣方面是它會影響反應(yīng)時間。一項名為“用顏色捕捉用戶注意力”的研究表明，色彩越飽和，觀察者對該色彩的反應(yīng)速度也就越快，特別是對于紅色(這是許多警告標(biāo)志都使用紅色的原因之一)。

圖2：區(qū)分色彩飽和度

一個畫面準(zhǔn)確一致地再現(xiàn)另一個畫面中的某種顏色，就需要定量測量。這是色域概念開始發(fā)揮作用的地方。色域表示給定系統(tǒng)可以產(chǎn)生的所有不同顏色。不同的色域標(biāo)準(zhǔn)(如國際電信聯(lián)盟建議(ITU-R)的Rec.709和Rec.2020，國家電視系統(tǒng)委員會(NTSC))定義了不同數(shù)量的色譜，可通過復(fù)制以達(dá)到兼容。這些標(biāo)準(zhǔn)為每種顏色分配了其專屬的顏色坐標(biāo)，并確保在一個畫面復(fù)制的顏色在另一臺顯示上看起來完全相同。每個標(biāo)準(zhǔn)定義的色域在XY色度圖上顯示為三角形，如圖3所示。這些三角形顯示了由直線連接的峰值紅 - 綠 - 藍(lán)(RGB)坐標(biāo)。

三角形內(nèi)的區(qū)域越大，標(biāo)準(zhǔn)能夠顯示的顏色就越多。在汽車應(yīng)用中，NTSC標(biāo)準(zhǔn)通常用于定義可以再現(xiàn)的色彩范圍，而顯示的性能通常被稱為NTSC色域的百分比。例如，液晶顯示(LCD)的NTSC色域為60%或更低，這意味著它們只能再現(xiàn)NTSC色域中最多60%的顏色。

圖3：不同的色彩空間/色域

數(shù)字微鏡器件(DMD)是DLP技術(shù)的核心。DMD包含數(shù)十萬至數(shù)百萬個高反射鋁微鏡，這些微鏡能夠以極高的速度進(jìn)行切換，將三種RGB原色混合成明亮逼真的圖像。DLP技術(shù)的一大性能優(yōu)勢在于DMD切換特性不隨溫度而變化，這意味著色彩再現(xiàn)和圖像的質(zhì)量不會隨溫度變化而下降。您在-40°C時和105°C時會獲得相同高的色彩飽和度。

圖4：DMD微鏡陣列示例

作為一種反射技術(shù)，相較于與其競爭的汽車技術(shù)，例如使用白色背光和彩色濾光片來重現(xiàn)色彩的LCD，DLP技術(shù)可以提供更高的飽和度。無論您的初始光源使用哪種飽和度水平，使用DLP技術(shù)都會再現(xiàn)一模一樣的飽和度水平。由于充分利用了包括發(fā)光二極管(LED)和激光在內(nèi)的高飽和度固態(tài)光源，DLP技術(shù)通過LED實現(xiàn)91%的紅色飽和度，通過激光實現(xiàn)100%的色彩飽和度，從而獲得廣泛的色域支持(例如，TI最新型DLP3030-Q1汽車認(rèn)證芯片組支持LED的NTSC色域達(dá)到125%，激光的NTSC色域達(dá)到172%)有了這個級別的飽和度和色域支持，DLP HUD可以生成鮮艷生動的圖像，從而在駕駛時提供更好的視覺體驗。

圖5：色域符合性百分比和飽和度水平