Perché i colori non sembrano identici su dispositivi diversi?

Erroneamente si pensa che tutti i dispositivi elettronici dovrebbero mostrare gli stessi colori, soprattutto per i dispositivi della stessa marca e modello. Ma questo spesso non succede. Vi siete mai chiesti cosa fa sembrare diversa un’immagine?

Erroneamente si pensa che tutti i dispositivi elettronici dovrebbero mostrare gli stessi colori, soprattutto per i dispositivi della stessa marca e modello. Ma questo spesso non succede. È possibile spiegarlo con un semplice esperimento: quando mettete la stessa immagine su due monitor affiancati avete almeno il 95% delle possibilità che le immagini non siano identiche, e vi ritroverete in una situazione simile a quella mostrata nella Figura 1. I monitor non devono essere della stessa marca e modello ma, per il nostro esempio, abbiamo usato quattro monitor e immagini identici.

Colori diversi su dispositivi identici

Figura 1: Colori diversi sullo stesso tipo di dispositivo

Allo stesso modo, potreste osservare lo stesso fenomeno quando state acquistando una nuova TV. La maggior parte delle persone entrano in un grande negozio di elettronica e guardano le TV mostrate. Poi scelgono quella con i colori o la qualità dell’immagine (o il prezzo) che considerano migliore. È semplice indicare quale schermo è stato migliorato da ogni produttore in modo da riprodurre quella che pensano sia la migliore qualità dell’immagine. Lo stesso principio si applica anche a monitor, videoproiettori, stampanti e molti altri dispositivi. Ma, nonostante l’immagine arrivi dalla stessa sorgente (il video prodotto dal negozio o integrato nella TV), avete considerato cos’è che rende diversa l’immagine?

A parte il produttore o il negozio che agisce sulle impostazioni dei colori, ci sono altri due motivi per i quali i colori riprodotti su dispositivi diversi sembrano molto diversi: Il primo è che la teoria della miscelazione del colore dietro a ognuno dei dispositivi è diversa, e il secondo è causato dalla variazione creata dalla produzione di massa.

Figura 2: (a) L’uso della luce colorata RGB per miscelare i colori. / (b) L’uso dei coloranti CMYK per miscelare i colori.

Per prima cosa, parleremo della teoria della miscelazione del colore. Ci sono due modi per miscelare i colori. Uno è usando la luce colorata, l’altro usando i coloranti. La Figura 2a mostra l’uso della luce rossa, verde e blu per miscelare i colori, la Figura 2b mostra i coloranti ciano, magenta e giallo. Nella Figura 2a, unendo le luci rossa, verde e blu, si vedrà la luce bianca. Unendo luce rossa e verde vedrete luce gialla, mentre, unendo luce rossa e blu, vedrete luce magenta.

Parlando di questi schemi di colori, normalmente chiamiamo il ciano, il magenta e il giallo (Figura 2b) “colori primari”, mentre chiamiamo il rosso, il verde e il blu (figura 2a) “colori secondari”. Visto che i colori vengono creati estraendo il riflesso del substrato bianco usando un mezzo che filtra la luce, questo metodo di miscelazione dei colori è chiamato “miscela di colore sottrattiva”. Al contrario, visto che il bianco può essere creato unendo le luci rossa, verde e blu, chiamiamo questo metodo “miscela di colore additivo”.

La differenza è che, se vogliamo usare coloranti o inchiostri per creare i colori tramite la “miscela di colore additivo”, dobbiamo applicare i coloranti o l’inchiostro a un substrato, ad esempio carta o tela. Immaginate che il bianco della Figura 2b sia il bianco della carta o della tela. Miscelando ciano e magenta su queste superfici vedrete il blu, mentre miscelando i coloranti magenta e giallo vedrete il rosso. Miscelando i tre coloranti ciano, magenta e giallo dovreste, in teoria, vedere il nero.

Figura 3: Sistema di colore additivo

Figura 4: Sistema di colore sottrattivo

Quando riproduciamo digitalmente le immagini, visualizzandole ad esempio su monitor o videoproiettori, solitamente viene utilizzata la “miscela di colore additivo”, come illustrato nella Figura 3. Quando riproduciamo delle immagini su carta, tramite l’uso di una stampante, viene utilizzata la “miscela di colore sottrattiva”, come illustrato nella Figura 4. È semplice notare come i colori secondari dei sistemi di colore additivo e sottrattivo siano gli esatti opposti. La stessa idea si applica alla creazione del bianco e del nero in entrambi i sistemi. Di conseguenza possiamo aspettarci che i colori creati dai monitor o dai videoproiettori siano diversi da una stampa a causa della differenza nel metodo di miscelazione del colore.

Il secondo motivo per il quale vediamo differenze nei colori riprodotti su diversi dispositivi è la variazione causata dalla produzione di massa. Ci sono diversi metodi per produrre questi colori. Nella Figura 5 lo spiegheremo prendendo un comune monitor come esempio.

Figura 5: Componenti principali di un pannello LCD

La Figura 5 mostra i componenti principali all’interno del pannello di un monitor. Servono almeno 10 livelli di componenti per creare un singolo pannello. I componenti principali che hanno più effetto sui colori sono:

1. Retroilluminazione

2. Polarizzatore

3. Substrato TFT

4. Cristalli liquidi (LC)

5. Color Filter Array

6. Substrato del filtro colore

A causa dei materiali e dei processi di produzione ci si possono aspettare lievi variazioni nei metodi di produzione di massa per ognuno dei livelli di componenti. La variazione è attorno al 5% per componente, che permette una produzione rapida e un prezzo ragionevole. Ipotizziamo di aver diminuito la variazione della qualità del colore al 2% per ognuno dei componenti utilizzati. Considerando i 10 livelli, la variazione del pannello potrebbe facilmente arrivare al 15% ~ 20%. Di conseguenza, quando la fabbrica utilizza i pannelli direttamente, senza regolazioni o calibrazione, i colori saranno sicuramente molto diversi da un’unità all’altra. Questo è il caso tipico per monitor, videoproiettori, TV e anche stampanti.

Con questo articolo abbiamo imparato che ci sono tre cause responsabili del fatto che i colori siano diversi su dispositivi diversi. Il primo è dovuto al fatto che ogni produttore ha le proprie preferenze in merito al bilanciamento del colore. Il secondo è che la teoria fondamentale di miscela del colore è diversa a seconda del mezzo usato. L’ultimo è la variazione dovuta alla produzione di massa. Dopo aver attribuito delle cause a questo fenomeno, nel prossimo articolo vedremo cosa possiamo fare perché i colori risultino identici su dispositivi diversi.

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Perché i colori non sembrano identici su dispositivi diversi?