Monitores LCD coloridos: como um sistema de cores é especificado na prática

A especificação de cores é o item mais caro em uma especificação de tela para se errar, pois é o único que não pode ser corrigido no firmware após a fabricação dos componentes. Uma tela LCD colorida não exibe uma única cor; ela possui um espectro de luz de fundo, uma matriz de filtros, um modo de cristal líquido e uma pilha frontal, e a cor que chega ao observador é o produto de todos os quatro. Especificar essa combinação é um processo rápido, mas precisa ser feito na ordem correta.

O que exatamente especifica um visor LCD colorido?

Um ponto branco, uma gama de cores e uma tolerância.

Um requisito de cor é um ponto branco alvo, um espaço de cores com sua cobertura e uma tolerância que indica a distância máxima que uma unidade pode atingir em relação ao alvo antes de ser rejeitada.

Essas três entradas substituem a instrução vaga de fazer a tela parecer precisa. O ponto branco indica o valor neutro com o qual o produto é calibrado. O espaço de cores e a cobertura especificam qual triângulo o painel consegue alcançar, uma propriedade da matriz de filtros e do espectro da luz de fundo, e não do driver. A tolerância define o limite de aceitação e é a entrada que transforma uma discussão sobre cores em uma condição testável. Sem ela, duas unidades que diferem visivelmente podem ser descritas como estando em conformidade com a especificação, que é exatamente como uma discussão sobre cores começa na fase de amostragem.

Qual é o papel da cor nas especificações de um monitor?

Depois do bloco óptico, não antes dele.

A cor vem depois da luminância, do contraste e do ângulo de visão, porque cada um desses fatores altera a cor que está sendo medida, e essa ordem evita que os requisitos se contradigam.

A razão é geométrica. A luminância define o ponto de operação da luz de fundo, e o espectro da luz de fundo é o fator que mais influencia o ponto branco. O contraste e a configuração frontal determinam a quantidade de luz difusa que atinge a medição, e a luz difusa desloca as coordenadas em direção ao ponto neutro do ambiente. O ângulo de visão determina onde a medição deve ser feita, porque um painel plano mantém sua cor em um amplo cone, enquanto outros modos sofrem deslocamento, e uma especificação escrita a 0 graus pode não descrever a posição do operador. Escrever a cor por último significa que ela é definida em relação a um estado óptico específico, em vez de um estado ideal.

Quais são as diferenças entre os espaços de cores padrão?

Triângulos diferentes, expectativas de cobertura diferentes.

O sRGB abrange o padrão para desktops e aplicações industriais, o DCI-P3 estende os cantos vermelho e verde para cinema e conteúdo de ampla gama de cores, e as porcentagens NTSC descrevem a cobertura de um triângulo de televisão mais antigo, razão pela qual uma porcentagem de 72% NTSC e uma porcentagem de 100% sRGB não são afirmações intercambiáveis.

A comparação é importante porque um único painel pode ser descrito como cobrindo a maior parte do espaço de cores sRGB e apenas uma fração do P3, e ambas as afirmações podem ser verdadeiras. As definições por trás desses triângulos provêm de órgãos de padronização e entidades do setor, e o vocabulário de medição segue as publicações da Comissão Internacional de Iluminação (ICI ) , com convenções de rastreabilidade do NIST . Quando um fornecedor cita apenas uma porcentagem sem especificar o espaço de cores, esse número não pode ser usado em uma comparação.

Interpretações errôneas comuns de figuras coloridas

Quatro leituras distorcem uma comparação.

O primeiro erro é comparar uma porcentagem de cobertura sem levar em conta o espaço a que ela se refere. O segundo é tratar uma ampla gama de cores como precisão, quando um painel pode alcançar um triângulo grande e ainda assim reproduzir uma cor incorretamente. O terceiro erro é ignorar a geometria da medição, porque uma leitura feita no eixo não diz nada sobre a posição ocupada pelo operador. O quarto erro é citar a cor antes da fixação da pilha frontal, o que produz um valor que o produto final não reproduzirá.

Uma quinta interpretação é mais sutil e merece ser mencionada: gama de cores não é o mesmo que a percepção de cores pelo usuário. Um painel configurado para o triângulo mais amplo possível pode renderizar tons médios de uma forma que pareça supersaturada em conteúdo criado para um espaço menor; portanto, uma gama de cores mais ampla não é automaticamente melhor para uma interface industrial. A questão relevante é em qual espaço o conteúdo foi criado e como o painel se adapta a ele, o que é uma questão de pipeline de renderização, e não de especificação do painel.

Como a cor da parte frontal do painel muda?

Isso altera o ponto branco e adiciona luz difusa.

A cobertura de vidro, a camada adesiva e qualquer tratamento antirreflexo alteram tanto a cor que chega ao observador quanto a luz difusa captada pelo instrumento, portanto, a especificação de cores precisa ser verificada na parte frontal montada.

A colagem remove duas reflexões internas e aumenta o contraste, o que torna o preto mais escuro e as coordenadas medidas mais estáveis. Um tratamento antirreflexo espalha a reflexão da luz ambiente por um amplo ângulo, o que reduz o pico de reflexão, mas aumenta a névoa, e a névoa mistura uma pequena quantidade de branco ao conteúdo escuro. Os métodos de medição para névoa e para diferença de cor são padronizados, com a norma ASTM D1003 abrangendo a névoa e a ASTM D2244 abrangendo as diferenças de cor medidas instrumentalmente, e os fabricantes de instrumentos publicam orientações de aplicação para ambos, incluindo a X-Rite e a Konica Minolta.

Como o processo de fornecimento se altera quando há uma exigência de cor?

Menos painéis aceitáveis ​​e filtragem mais rigorosa.

Requisitos de cor exigentes restringem a lista de painéis aprovados, pois dependem do espectro de luz de fundo e da matriz de filtros, ambos fixos no nível do painel e não ajustáveis ​​no nível do módulo.

Isso acarreta três consequências que o comprador deve considerar no preço. A retroiluminação torna-se um item controlado, visto que uma mudança no tipo de LED pode alterar o ponto branco o suficiente para comprometer a tolerância rigorosa. A variação de cor do painel entre lotes de produção passa a ser uma questão de amostragem, em vez de uma mera formalidade. E uma segunda fonte para o painel significa requalificar tanto a cor quanto a geometria, o que é um processo mais complexo do que uma simples substituição mecânica. Quando a tolerância é ampla, todos os três custos aumentam, razão pela qual a tolerância é o item mais importante para negociar, em vez da taxa de cobertura. Fornecedores de serviços de medição de cores, como a Radiant Vision Systems, publicam os métodos de imagem utilizados para verificações de uniformidade em painéis grandes, e as aplicações decorrentes dessa escolha são compiladas na seção de notícias do site.

O que você deve verificar antes de congelar o projeto?

Meça a parte frontal montada, não o painel sem acabamento.

Antes do congelamento, meça o ponto branco, a cobertura da gama de cores e a diferença de cores no módulo montado, na posição de visualização que o operador utilizará, com a corrente de retroiluminação de produção e após um período de aquecimento definido.

Três verificações de suporte previnem a maioria das discussões sobre amostragem. Registre o instrumento, a abertura, a geometria e o tempo de aquecimento a cada medição, pois uma diferença de cor de algumas unidades pode ser produzida pela alteração de qualquer um deles. Faça a medição nos extremos do cone de visualização especificado pelo produto, e não apenas no eixo, pois um modo que mantém a cor bem no eixo ainda pode apresentar desvios na borda do cone. E guarde uma amostra de referência da parte frontal montada para que uma unidade de produção posterior possa ser comparada com uma referência física, em vez de com a lembrança de como a primeira unidade era. As expectativas para o módulo seguem as convenções de fabricação publicadas pela IPC.

Disponibilidade a longo prazo para uma construção com cores combinadas.

A cor faz com que qualquer substituição pareça maior.

Quando a cor é especificada com rigor, o risco ao longo do ciclo de vida se estende além do painel, abrangendo a retroiluminação, o conjunto de LEDs e os materiais de ligação, pois uma alteração em qualquer um deles pode levar o ponto branco a ficar fora da tolerância aceitável.

Um plano viável nomeia esses itens separadamente e define o que acontece quando cada um chega ao fim de sua vida útil: o prazo de aviso prévio por escrito, uma quantidade de compra final reservada com base na previsão e uma alternativa documentada que foi avaliada quanto à cor, e não apenas quanto ao encaixe. Quando um painel alternativo utiliza uma retroiluminação diferente, o espectro de emissão precisa ser comparado antes que a substituição seja aceita, e a amostra de referência é o que torna essa comparação rápida. Uma qualificação de segunda fonte realizada enquanto o lote original ainda está em boas condições de fornecimento é o controle que mantém a produção de um produto com cores críticas, e o registro de medições da qualificação original é o que torna a segunda opção mais barata.