A. Cơ sở vật lý của truyền hình màu

3.1 Ánh sáng và đặc tính của nguồn sáng

Ánh sáng là một dạng năng lượng điện từ. Năng lượng này truyền đến mắt ta và xảy ra quá trình hóa điện, tạo ra các xung điện tương ứng và được truyền đến hệ thần kinh não giúp ta nhìn thấy vật thể với màu sắc riêng biệt của nó.

Ánh sáng thấy được là sóng điện từ có tần số từ 3,8.1014Hz đến 7,9.1014Hz. Tương ứng với bước sóng 780nm à 380nm với vận tốc truyền c ≈ 300.000Km/s.

Ánh sáng mà mắt người thấy được chỉ chiếm một dải rất hẹp trong dải sóng điện từ như hình 3.1, thường được chia thành 2 loại là ánh sáng đơn sắc và ánh sáng phức hợp.

Ánh sáng đơn sắc: là sóng điện từ chỉ chứa một bước sóng xác định. Song trong thực tế có thể xem ánh sáng đơn sắc như bức xạ có dải tần rất hẹp. Laser có thể được xem như một nguồn tạo ra ánh sáng đơn sắc nhân tạo.

Ánh sáng phức hợp: là tập hợp nhiều ánh sáng đơn sắc, được đặc trưng bằng sự phân bố năng lượng theo một dải tần số, nghĩa là đặc trưng bằng đặc tính phổ của nó. Trong thiên nhiên thường gặp loại ánh sáng phức hợp này. Một dạng đặc biệt của ánh sáng phức hợp là ánh sáng trắng trong đó phổ năng lượng được phân bố đều từ 380nm đến 780nm.

Nếu nguồn sáng chỉ có một khoảng ngắn của phổ nơi trên thì mắt người ghi nhận được một trong các màu phổ như dưới đây:

3.2 Màu sắc và đặc tính của màu sắc

3.2.1 Màu sắc

Màu của vật không phải là nguồn sáng. Màu sắc của vật được phân biệt là nhờ tính chất phản xạ ánh sáng của nó.

Khi ánh sáng trắng chiếu vào một vật nào đó thì một số bước sóng bị vật ấy hấp thụ hoàn toàn hoặc một phần. Các bước sóng không bị hấp thụ còn lại phản chiếu đến mắt cho ta cảm giác về một màu nào đó.

Nếu vật phản xạ mọi tia sáng có bước sóng trong dải phổ trông thấy thì vật đó được xem là màu trắng. Nếu vật chỉ phản xạ một số thành phần bước sóng nào đó trong dải phổ trông thấy và hấp thu những thành phần khác thì ta thấy vật đó tương ứng với màu sắc riêng của nó.

Màu đen về phương diện ánh sáng được xem là màu trắng có cường độ chiếu sáng thấp dưới khả năng kích thích của mắt

Màu sắc của vật không chỉ phụ thuộc vào tính chất phản xạ của nó mà còn phụ thuộc vào nguồn chiếu sáng lên vật đó. Khi phổ phân bố năng lượng của nguồn chiếu sáng thay đổi thì màu sắc của vật được chiếu sáng cũng thay đổi. Ví dụ khi chiếu ánh sáng màu lên vật phản xạ mọi bước sóng ta thấy vật có màu giống màu của nguồn sáng.

3.2.2 Các đặc tính xác định một màu

3.2.2.1 Độ chói (Luminance)

Độ chói là cảm nhận của mắt với cường độ của nguồn sáng, là đáp ứng của mắt với biên độ trung bình của toàn phổ.

3.2.2.1Độ bão hòa (Saturation)

Độ bão hòa của một màu là sự tinh khiết của màu ấy với màu trắng, là khả năng màu ấy bị pha loãng bởi ánh sáng trắng nhiều hay ít.

Như vậy các nguồn đơn sắc có độ bão hòa tuyệt đối vì không bị ánh sáng trắng lẫn vào. Nguồn sáng trắng có độ bão hòa bằng 0 vì xem như đã bị ánh sáng trắng lẫn vào hoàn toàn. Màu bất kỳ = Lượng sáng trắng + Lượng sáng màu

Độ bão hoà ở đây là có thể được xem mối tương quan giữa hai thành phần lượng sáng trắng và lượng sáng màu. Tỉ lệ thành phần sáng trắng càng nhiều, độ bão hoà càng kém và ngược lại. Tia laze có độ bão hoà cực tuyệt đối vì chỉ còn một bước sóng duy nhất.

3.2.2.3 Sắc thái (Hue, Tint)

Sắc thái của một màu hoàn toàn là cảm giác chủ quan của con người. Thường sắc thái quyết định bởi bước sóng lấn lướt nhất trong toàn phổ. Cùng một màu đỏ chẳng hạn nhưng mỗi người cảm nhận sắc thái đỏ đó có thể khác nhau.