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Monitor, caratteristiche di colore
Caratteristiche di colore
In memoria, ogni pixel del monitor è rappresentato con un certo numero di bit. Questo numero viene detto profondità di colore. Per esempio se ad ogni pixel sono riservati 8 bit (quindi 256 livelli) per il rosso e altrettanti per il verde e il blu, la profondità  di colore è di 24 bit (e quindi ogni pixel può assumere un colore tra 16.777.216 colori).

Le tre caratteristiche di un monitor CRT

Le caratteristiche di un monitor che riguardano il colore sono:

  • le coordinate cromatiche dei suoi fosfori
  • il tipo di bianco
  • il gamma

che ora esaminiamo in dettaglio.

Le coordinate cromatiche

La prima caratteristica di un monitor è l'insieme delle coordinate cromatiche (secondo il diagramma CIE) dei suoi tre fosfori, cioè le coordinate x e y del fosforo rosso, le coordinate x e y del fosforo verde e le coordinate x e y del fosforo blu. Per esempio i fosfori del classico monitor Apple da 16" hanno queste coordinate cromatiche x e y:

  • rosso = (0.625, 0,340),
  • verde = (0.280, 0.595),
  • blu = (0.155, 0.070).

Tutti i colori generabili da un monitor sono esattamente quelli che, nel diagramma CIE, stanno dentro il triangolo che ha come vertici i colori dei fosfori del monitor. Questo triangolo è il gamut del monitor. Possiamo quindi, con opportune formule matematiche, calcolare le coordinate CIE (x,y,Y) di un qualunque colore generato dal monitor, cioè all'interno del gamut. Il gamut del monitor è naturalmente un sottoinsieme dei colori visibili in natura.

Come è noto, esiste un altro modo per specificare un colore su un monitor, cioè il modo RGB. Dire che un colore RGB è (120, 20, 230) è tuttavia un modo impreciso per specificare un colore. Questi tre numeri danno risultati diversi su monitor con fosfori diversi. RGB quindi è un sistema (uno spazio di colore) non assoluto, device dependent, che dipende dal monitor a cui ci si riferisce. Gli spazi xyY e gli altri collegati (XYZ e Lab) permettono invece di specificare il colore in modo assoluto, indipendente da ogni specifico dispositivo.

Punto bianco

Il punto bianco non è una caratteristica fissa di un CRT, ma è modificabile tramite la scheda video o i cannoni elettronici. Conviene quindi considerare il monitor come l'insieme del CRT (cathode ray tube, tubo a raggi catodici, cioè il monitor vero e proprio) e la scheda video:

monitor = CRT + scheda video

I programmi di calibrazione possono modificare la risposta dei cannoni elettronici per modificare il punto bianco, o, in alternativa e se hanno accesso alla CLUT (color lookup table) della scheda video, possono modificarla e fare in modo che il punto bianco del monitor sia quello desiderato. Il primo metodo è il migliore.

Gamma del monitor
Il problema è che il rapporto tra il segnale (misurato in mVolt) e la luce emessa non è lineare. Se il segnale che colpisce il fosforo rosso è metà del massimo, per esempio 350 mV, il rosso non avrà luminosità 50% come ci si aspetta, ma circa il 25%.

Il rapporto tra potenziale elettrico che colpisce il fosforo e intensità luminosa che il fosforo emette è (più o meno) uguale per tutti e tre i fosfori. La curva relativa si può rappresentare abbastanza bene con la formula

I=Vg

che si legge così: la luminosità è uguale al voltaggio elevato g. Questo esponente g descrive la risposta del CRT all'ampiezza del segnale video analogico è normalmente (in media) di 2.5. Si tratta di una caratteristica fissa di un CRT, ed è indicato con il termine gamma.

Il gamma è una caratteristica fissa del CRT, ma può essere modificato (nel monitor) agendo sulla CLUT della scheda video (applicando cioè una correzione gamma), in modo da dare al monitor il gamma desiderato.

La correzione gamma è sempre fatta nella scheda video, non nel monitor, anche se di ottima qualità. (I monitor di qualità possono regolare la luminanza del bianco, il livello di nero e la temperatura di colore usando gli amplificatori dei cannoni, ma non il gamma; per il gamma è necessaria una CLUT e la CLUT sta nella scheda video).

JavaScript-based gamma calculator by Charles Cowens

Come scegliere un monitor

Tutti i monitor usano la LUT (lookup table, residente nella scheda video) per controllare il gamma.

La maggior parte dei monitor controlla, mediante la LUT, anche la messa a punto del bianco. I migliori monitor per la messa a punto del bianco controllano invece direttamente i tre cannoni elettronici.

Nei migliori monitor, inoltre, il controllo da parte del computer non avviene solo mediante la LUT, ma anche mediante un collegamento diretto per esempio con la porta seriale.

Caratteristiche di colore di alcuni monitor CRT
  • Barco Reference Calibrator (120T e 121, interessanti dimostrazioni nella Barco Support Page )
    • Tubo Trinitron o Invar
    • Bianco regolato direttamente nel monitor, non mediante la LUT
    • Contiene un microprocessore che controlla i cannoni RGB; il circuito AKB controlla i cannoni continuamente
    • AKB: stabilità nel colore, dal momento in cui è acceso il monitor (non occorre aspettare 30 minuti affinché il monitor si stabilizzi)
    • Garantisce un deltae minore o uguale a 3
    • Ha uno strumento di misura integrato
    • E' connesso al computer con un cavo seriale
  • Barco Personal Calibrator (PCD 321): come il Reference Calibrator, con le seguenti differenze:
    • Non ha uno strumento di misura integrato
    • Non ha un display incorporato
    • Garantisce un deltae minore o uguale a 5
  • Radius PressView
    • Il tubo elettronico è Mitsubishi DiamondTron CRT
    • Contiene un microprocessore che controlla i cannoni RGB, ma solo nel momento della calibrazione
  • Mitsubishi SpectraView
    • Punto bianco regolato direttamente nel monitor, non mediante la LUT
    • LUT usata solo per il gamma
    • Il tubo elettronico è Mitsubishi DiamondTron CRT
    • Contiene un microprocessore che controlla i cannoni RGB
  • La Cie Blue Hood
    • Contiene un microprocessore che controlla i cannoni RGB
    • Ha un calibratore opzionale (ma obbligatorio per chi fa sul serio)
    • E' connesso al computer con un cavo seriale
  • Apple ColorSync
    • Disponibile in due modelli Trinitron da 17" e 20"
    • Si autocalibra su un punto bianco e un gamma
  • Apple Studio Display 20"
    • Trinitron
    • Autocalibrante
Approfondimenti online
Le pagine sui monitor (in italiano) del Laboratorio di Ottica dell'Università di Parma illustrano in maniera completa e rigorosa alcuni aspetti della fisica dei monitor (tra cui le misure di cromaticità e del gamma).
   
Home | Commenti a Mauro Boscarol | Ultimo aggiornamento 26 maggio 2001