ES2829350T3 - Representación de amplia gama de colores en imágenes bidimensionales (2D) en pantallas con capacidad tridimensional (3D) - Google Patents

Representación de amplia gama de colores en imágenes bidimensionales (2D) en pantallas con capacidad tridimensional (3D) Download PDF

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Abstract

Un método para visualizar datos de imágenes, comprendiendo dicho método: recibir una gama de colores establecida definida por un número predefinido de colores primarios; recibir un número de colores de pantalla primarios asociados con una fuente de luz, excediendo dicho número de colores de pantalla primarios asociados con dicha fuente de luz dicho número de colores primarios que definen dicha gama de colores establecida; recibir una primera gama virtual de colores basándose en una combinación de dichos colores de pantalla primarios asociados con dicha fuente de luz para aproximarse a dicha gama de color establecida; recibir datos de video, que incluyen los valores de intensidad correspondientes a un número de colores menor que dicho número de colores primarios asociados con dicha fuente de luz; generar valores de intensidad asociados con dicha primera gama virtual de colores basándose en dichos datos de video; recibir una segunda gama virtual de colores basándose en la potencia residual de dicha fuente de luz considerando dicha primera gama virtual de color; generar valores de intensidad asociados con dicha segunda gama virtual de colores basándose en dichos datos de video; recibir matrices de mezcla primera y segunda para calcular una combinación ponderada de dichos valores de intensidad asociados con dichas primera y segunda gamas virtuales de colores; generar valores de intensidad asociados con dichos colores de pantalla primarios de dicha fuente de luz calculando una combinación ponderada de dichos valores de intensidad asociados con dichas primera y segunda gamas virtuales de colores, en donde dicha combinación ponderada se calcula aplicando dicha primera matriz de mezcla a dichos valores de intensidad asociados con dicha primera gama virtual y aplicando dicha segunda matriz de mezcla a dichos valores de intensidad asociados con dicha segunda gama virtual y sumando los resultados; y proporcionar dichos valores de intensidad asociados con dichos colores de pantalla primarios a un modulador de luz espacial.

Description

DESCRIPCIÓN
Representación de amplia gama de colores en imágenes bidimensionales (2D) en pantallas con capacidad tridimensional (3D)
Antecedentes
Campo técnico
Esta invención se refiere en general a dispositivos y pantallas para mostrar datos de imágenes, y más particularmente a visualizar imágenes 2D en pantallas con capacidad 3D.
Descripción de la técnica anterior
Existen pantallas que son capaces de mostrar imágenes tridimensionales (3D). Por ejemplo, estas pantallas muestran una imagen en el ojo izquierdo y una imagen en el ojo derecho que, cuando se ven juntas, dan la apariencia de una imagen en 3D. La imagen en el ojo izquierdo se puede producir utilizando 3 fuentes de luz de colores primarios (por ejemplo, rojo1, verde1 y azul1), y la imagen en el ojo derecho se puede producir utilizando 3 fuentes de luz de colores primarios diferentes (por ejemplo, rojo2, verde2 y azul2). Teniendo cada uno de los cuales una longitud de onda ligeramente diferente a su homólogo de color similar. El espectador ve las imágenes mostradas a través de gafas que incluyen una lente izquierda y una lente derecha diferentes. La lente izquierda pasa la imagen del ojo izquierdo y bloquea la imagen del ojo derecho, y la lente derecha pasa la imagen del ojo derecho y bloquea la imagen del ojo izquierdo.
Las imágenes bidimensionales convencionales se pueden mostrar mediante pantallas 3D, conduciendo cada par de fuentes de luz primarias con los mismos datos. Por ejemplo, los valores de datos de rojo 2D se utilizan para conducir los primarios rojo1 y rojo2. De manera similar, los valores de datos de verde 2D se utilizan para conducir los primarios verde1 y verde2, y los valores de datos de azul 2D se utilizan para conducir los primarios azul1 y azul2. El sistema está calibrado con los primarios combinados eficaces y se pueden producir imágenes precisas. Sin embargo, la gama de colores resultante puede resultar limitada significativamente con respecto a una gama de colores deseada (por ejemplo, la gama establecida Rec 2020). I. Kauvar et al., "Adaptive Color Display via Perceptually-driven Factored Spectral Projection", en ACM Transactions on Graphics, Vol. 34, N° 6, Artículo 165 y S. Roth et al., "10.2: Wide Gamut, High Brightness Multiple Primaries Single Panel Projection Displays", en el Resumen SID 03 describe el mapeo de los tres datos de entrada primarios en una gama primaria múltiple virtual (seis, por ejemplo) para un dispositivo de proyección de múltiples primarios.
Resumen
La presente invención supera los problemas asociados con la técnica anterior al proporcionar un medio mejorado para mostrar datos de video bidimensionales (2D) en una pantalla de tres dimensiones (3D).
Un método de ejemplo para mostrar datos de imágenes incluye identificar una gama de colores definida por un número predefinido de colores primarios e identificando un número de colores de pantalla primarios asociados con una fuente de luz, donde el número de colores de pantalla primarios asociados con la fuente de luz excede el número de colores primarios que definen la gama de colores establecida. El método de ejemplo incluye además definir una primera gama virtual de colores basada en una combinación de los colores de pantalla primarios asociados con la fuente de luz para aproximarse a la gama de colores establecida. Se reciben datos de video, que incluyen valores de intensidad correspondientes a un número de colores (por ejemplo, 3) menor que el número de colores primarios asociado con la fuente de luz (por ejemplo, 6). El método de ejemplo incluye además generar valores de intensidad asociados con la primera gama virtual de colores basados en los datos de video, y generar valores de intensidad asociados con los colores de pantalla primarios de la fuente de luz basados en los valores de intensidad generados asociados con la primera gama virtual de colores. Los valores de intensidad asociados con los colores de pantalla primarios se proporcionan luego a un modulador de luz espacial.
Un método de ejemplo en particular incluye además definir una segunda gama virtual de colores, generando valores de intensidad asociados con la segunda gama virtual de colores basados en los datos de video, y usando los valores de intensidad asociados con la segunda gama virtual de colores en la etapa de generar los valores de intensidad asociados con los colores de pantalla primarios. La segunda gama virtual de colores se define en función de la potencia residual de la fuente de luz después de definir la primera gama virtual de colores. En un método de ejemplo en particular, los datos de video tienen un formato asociado con la gama de colores establecida.
En un método de ejemplo en particular, el número de colores de pantalla primarios es el doble de grande que el número de colores correspondientes a los valores de intensidad de los datos de vídeo. En un método de ejemplo más particular, el número de colores de pantalla primarios es 6 y los datos de vídeo incluyen valores de intensidad correspondientes a no más de 3 colores.
En un método de ejemplo, al menos una de las etapas de generar valores de intensidad asociados con la primera gama virtual de colores basándose en los datos de video y generar valores de intensidad asociados con la segunda gama virtual de colores basándose en los datos de video incluye determinar un nivel de intensidad indicado por los datos de video (por ejemplo, un nivel de intensidad separado para cada color asociado con los datos de video) y generar los valores de intensidad asociados con al menos una de la primera gama virtual de colores y de la segunda gama virtual de colores basándose en el nivel de intensidad indicado por los datos de video. El método incluye además determinar si el nivel de intensidad indicado por los datos de video excede un nivel de intensidad predeterminado (por ejemplo, un nivel de intensidad predeterminado separado para cada color asociado con los datos de video). Si el nivel de intensidad indicado por los datos de video no excede el nivel de intensidad predeterminado, entonces los valores de intensidad asociados con la primera gama virtual se generan basándose en los datos de video y los valores de intensidad asociados con la segunda gama virtual puesta a cero. Por otro lado, si el nivel de intensidad indicado por los datos de video excede el nivel de intensidad predeterminado, entonces se genera un valor de intensidad asociado con la primera gama virtual basándose en el nivel de intensidad predeterminado, y se genera el valor de intensidad asociado con la segunda gama virtual basándose en una magnitud que el nivel de intensidad indicado por los datos de video excede el nivel de intensidad predeterminado.
En un método de ejemplo, la segunda gama virtual se escala para fijar los valores de intensidad de los datos de vídeo dentro de un volumen de gama alcanzable de la fuente de luz. El escalado se logra, por ejemplo, comprimiendo la segunda gama virtual hacia el blanco.
Otro método incluye valores de intensidad de recorte de al menos uno de la primera gama virtual y de la segunda gama virtual para fijarlos dentro del volumen de gama alcanzable de la fuente de luz. Opcionalmente, los valores de intensidad de al menos uno de la primera gama virtual y de la segunda gama virtual se recortan hacia el blanco. Como otra opción, los valores de intensidad de al menos uno de la primera gama virtual y de la segunda gama virtual se recortan al borde del volumen de gama alcanzable en el sentido del primario negativo.
Otro método de ejemplo incluye modelar un volumen de gama alcanzable de la primera gama virtual y de la segunda gama virtual y determinar si los valores de intensidad generados de la primera gama virtual y de la segunda gama virtual se fijan dentro del volumen de gama modelado. Los valores de intensidad de la primera gama virtual y de la segunda gama virtual que se fijan dentro del volumen de la gama modelada, no se modifican. Los valores de intensidad de la primera gama virtual y de la segunda gama virtual que no se fijan dentro del volumen de la gama modelada se modifican para fijarlos dentro del volumen de la gama modelada. Un método de ejemplo para modificar los valores de intensidad de la primera gama virtual y de la segunda gama virtual incluye preservar el equilibrio de color (cromatismo) de los valores de intensidad modificados y reducir la intensidad (es decir, la magnitud) de los valores de intensidad modificados para fijarlos dentro del volumen de la gama alcanzable. Otro método de ejemplo para modificar los valores de intensidad de la primera gama virtual y de la segunda gama virtual incluye preservar la intensidad (es decir, la magnitud) de los valores de intensidad modificados y ajustar el cromatismo de los valores de intensidad modificados hacia un punto blanco para fijarlos al volumen de gama alcanzable. Otro método de ejemplo para modificar los valores de intensidad de la primera gama virtual y de la segunda gama virtual incluye reducir la intensidad (es decir, la magnitud) de los valores de intensidad modificados y ajustar el cromatismo de los valores de intensidad modificados hacia un punto blanco, por lo que los valores de intensidad se ajustan hacia una superficie del volumen de la gama alcanzable.
Una pantalla de ejemplo incluye una fuente de luz, un modulador de luz espacial y un controlador. La fuente de luz incluye varios colores de pantalla primarios (por ejemplo, 6), por encima de un número de colores primarios (por ejemplo, 3) que definen una gama de colores establecida. El modulador de luz espacial está iluminado por la fuente de luz. El controlador funciona para recibir datos de video que incluyen valores de intensidad asociados con un número de colores, menor que el número de colores de pantalla primarios. El controlador puede configurarse para recibir datos de video que tengan un formato asociado con la gama de colores establecida. El controlador genera valores de intensidad asociados con una primera gama virtual de colores basándose en los datos de video. La primera gama virtual de colores se define mediante una combinación de los colores de pantalla primarios para que coincida con la gama de colores establecida. El controlador también genera valores de intensidad para cada uno de los colores de pantalla primarios basándose en los valores de intensidad asociados con la primera gama virtual, y proporciona los valores de intensidad para cada uno de los colores de pantalla primarios al modulador de luz espacial.
En una pantalla de ejemplo, el controlador también funciona para generar valores de intensidad asociados con una segunda gama virtual de colores basándose en los datos de video. La segunda gama virtual de colores se define en función de la potencia residual de la fuente de luz considerando la primera gama virtual de colores. El controlador funciona además para generar valores de intensidad asociados con la segunda gama virtual de colores en función de los datos de vídeo y utiliza los valores de intensidad asociados con la segunda gama virtual de colores para generar los valores de intensidad asociados con los colores de pantalla primarios.
En una realización en particular, el número de colores primarios de la pantalla es dos veces mayor que el número de colores correspondientes a los valores de intensidad de los datos de vídeo. En una realización más concreta, el número de colores primarios de la pantalla es 6 y los valores de intensidad de vídeo corresponden a no más de 3 colores.
En una pantalla de ejemplo, el controlador también sirve para determinar un nivel de intensidad indicado por los datos de video, y generar los valores de intensidad asociados con al menos una de la primera gama virtual de colores y de la segunda gama virtual de colores en función del nivel de intensidad indicado por los datos de vídeo. En una realización, el controlador determina si el nivel de intensidad indicado por los datos de video excede un nivel de intensidad predeterminado. Si el nivel de intensidad indicado por los datos de video no excede el nivel de intensidad predeterminado, entonces el controlador genera los valores de intensidad asociados con la primera gama virtual basándose en los datos de video y fija los valores de intensidad asociados con la segunda gama virtual a cero. Si el nivel de intensidad indicado por los datos de video excede el nivel de intensidad predeterminado, entonces el controlador genera un valor de intensidad asociado con la primera gama virtual basándose en el nivel de intensidad predeterminado, y genera un valor de intensidad asociado con la segunda gama virtual basándose en una magnitud que el nivel de intensidad indicado por los datos de video excede el nivel de intensidad predeterminado.
Opcionalmente, el controlador sirve para escalar la segunda gama virtual para fijar los valores de intensidad de los datos de vídeo dentro de un volumen de gama alcanzable de la fuente de luz. La escala puede incluir comprimir la segunda gama virtual hacia el blanco. Como otra opción, el controlador sirve para recortar los valores de intensidad de al menos uno de la primera gama virtual y de la segunda gama virtual para fijarlos dentro del volumen de gama alcanzable de la fuente de luz. Los valores de intensidad de al menos uno de la primera gama virtual y de la segunda gama virtual pueden ser recortados hacia el blanco, o los valores de intensidad de al menos uno de la primera gama virtual y de la segunda gama virtual se pueden recortar al borde del volumen de gama alcanzable.
Otro ejemplo de pantalla incluye un modelador, un comparador y un modificador. El modelador sirve para modelar un volumen de gama alcanzable de la primera gama virtual y de la segunda gama virtual, a la vista de las capacidades de la fuente de luz. El comparador determina si los valores de intensidad generados de la primera gama virtual y de la segunda gama virtual se fijan dentro del volumen de la gama modelada. El modificador deja los valores de intensidad de la primera gama virtual y de la segunda gama virtual fijados dentro del volumen de gama modelada sin modificar, pero modifica los valores de intensidad de la primera gama virtual y de la segunda gama virtual que no quedan dentro del volumen de gama modelada, por lo que los valores modificados se fijarán dentro del volumen de gama modelada. En una pantalla de ejemplo en particular, el modificador sirve para preservar el equilibrio de color de los valores de intensidad modificados y reducir la intensidad (por ejemplo, la magnitud) de los valores de intensidad para fijarlos dentro del volumen de gama alcanzable. En otra pantalla de ejemplo en particular, el modificador sirve para preservar la intensidad (por ejemplo, la magnitud) de los valores de intensidad modificados y ajustar el cromatismo de los valores de intensidad modificados hacia un punto blanco para fijarlos dentro del volumen de gama alcanzable. En otra pantalla de ejemplo en particular, el modificador sirve para reducir la intensidad (por ejemplo, la magnitud) de los valores de intensidad modificados y ajustar el cromatismo de los valores de intensidad modificados hacia un punto blanco, por lo que los valores de intensidad se ajustan hacia una superficie del volumen de gama alcanzable.
Cualquiera de los métodos descritos en este documento se puede realizar con un medio no transitorio interpretable electrónicamente, que tenga un código incorporado en el mismo para hacer que un dispositivo de pantalla realice los métodos.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención se describe con referencia a los siguientes dibujos, en los que números de referencia iguales se refieren a elementos sustancialmente similares:
La figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de ejemplo de pantalla 3D.
La figura 2 es un diagrama de bloques del controlador del sistema de pantalla 3D de la figura 1
La figura 3 es un gráfico de cromatismo que muestra las gamas de colores asociadas con múltiple fuentes de luz primarias;
La figura 4 es un gráfico de cromatismo que muestra las gamas de colores virtuales asociadas con múltiples fuentes de luz primarias de pantalla;
La figura 5 es un diagrama de flujo que resume un método de ejemplo de pantalla de presentar imágenes 2D en una pantalla 3D;
La figura 6A es un diagrama de flujo que resume un método de ejemplo para realizar una etapa de conversión de datos de video en valores de gama virtual de colores primera y segunda;
La figura 6B es un diagrama de flujo que resume otro método de ejemplo para realizar una etapa de conversión de datos de video a valores de gama virtual de colores primera y segunda; y
La figura 6C es un diagrama de flujo que resume otro método de ejemplo para realizar una etapa de conversión de datos de video en valores de gama virtual de colores primera y segunda.
Descripción detallada
La presente invención supera los problemas asociados con la técnica anterior, al proporcionar un sistema de pantalla y una pantalla para visualizar datos de vídeo que definen un primer número de colores primarios usando una fuente de iluminación que define un segundo número mayor de colores de fuente de luz primaria. En la siguiente descripción, se establecen numerosos detalles específicos (por ejemplo, entorno del proyector) con el fin de proporcionar una comprensión completa de la invención. Los expertos en la técnica reconocerán, sin embargo, que la invención puede practicarse aparte de estos detalles específicos. En otros casos, se han omitido detalles de prácticas de tratamiento de video conocidas y componentes para no ensombrecer innecesariamente la presente invención.
La figura 1 es un diagrama de bloques de un ejemplo de sistema de pantalla 3D 100 capaz de mostrar datos de video 2D con una gama de colores mejorada. En esta realización de ejemplo, el sistema de pantalla 100 es un proyector que incluye una fuente de luz 102 con 6 colores primarios (por ejemplo, fuentes de luz láser), óptica de iluminación 104, un separador 106, uno o más moduladores 108, un combinador 110, óptica de proyección 112 y un controlador 114. La fuente de luz 102 produce un haz de iluminación que incluye los seis colores primarios y dirige el haz de iluminación a través de la óptica de iluminación 104 y dentro del separador de color 106. El separador de color 106 separa el haz multicolor en los 6 haces primarios y dirige cada haz primario a uno de los moduladores 108 de luz espacial asociado. Después de modular los haces de iluminación primarios, la óptica de proyección 112 enfoca el haz modulado para formar un haz de formación de imágenes, que se proyecta sobre una superficie de pantalla (no mostrada).
En esta realización de ejemplo, existe un modulador individual para cada color. Sin embargo, el número de moduladores se puede reducir utilizando un esquema de modulación de campo secuencial. En otro ejemplo de realización, las fuentes de luz, los moduladores y otros componentes del proyector se pueden separar en dos proyectores separados pero coordinados. En otra realización más, los moduladores pueden incluir una pluralidad de moduladores para cada color primario, como, por ejemplo, en un proyector de modulación dual.
La figura 2 es un diagrama de bloques de un controlador 114 de ejemplo del sistema de pantalla 3D de la figura 1. El controlador 114 incluye un Módulo de Identificación de Primarios para recibir y/o almacenar información (por ejemplo, datos de calibración) sobre los colores primarios de la fuente de luz 102. Un módulo de Transformación del Espacio de Color 204 transforma los datos de vídeo 2D entrantes en un espacio de color de tri-estímulos establecido (por ejemplo, Rec2020), si es necesario. Un módulo de Redefinición de Gama 206 define una o más gamas virtuales basadas en la gama de colores establecida por el objetivo y los primarios de la fuente de luz 102. Un módulo de Transformación Establecido Tri-estímulo a Gama Virtual 208 convierte los datos de video en valores de intensidad asociados con la(s) gama(s) virtual(es). A continuación, un módulo de T ransformación de Gamas Virtuales a Primarias 210 convierte los valores de intensidad de la(s) gama(s) virtual(es) en valores de intensidad correspondientes a los primarios de la fuente de luz y proporciona los valores de intensidad resultantes a los moduladores.
La figura 3 es un gráfico de cromatismo CIE 1931 que muestra las gamas de colores asociadas con las múltiples fuentes de luz primarias de pantalla y la gama de colores objetivo establecida (Rec2020). La Gama 302 es la gama Rec2020. La Gama 304 es la gama definida por los primeros 3 primarios de la fuente de luz. (Rl, Gl y Bl), que proporcionan iluminación para una imagen del ojo derecho cuando el proyector está funcionando en modo 3D. La Gama 306 es la gama definida por los segundos 3 primarios de la fuente de luz (Rs, Gs y Bs), que proporcionan iluminación para una imagen del ojo izquierdo cuando el proyector está funcionando en modo 3D. La Gama 308 es la gama definida al conducir los primarios del ojo izquierdo y los primarios del ojo derecho con los mismos valores. Como se muestra, la gama 308 difiere significativamente de la gama 302 Rec2020.
La figura 4 es un gráfico de cromatismo que muestra las gamas de colores virtuales generadas a partir de múltiples fuentes de luz primaria de pantalla. Las Gamas 302, 306 y 304 de la figura 3 también se muestran a modo de comparación. La gama virtual 402 (Gama A) se define como una combinación de las 6 fuentes de luz primarias para aproximarse mucho a la gama 302 Rec2020. La gama virtual 404 (Gama B) se define por la potencia residual de las 6 fuentes de luz primarias. En otras palabras, la Gama B se define por la salida de luz sobrante de los 6 primarios después de restar la luz requerida para la Gama A. Como se muestra, la gama virtual 402 (Gama A) coincide con la gama 302 Rec2020 mucho más cerca que la gama de suma simple 308 (figura 3).
El sistema descrito optimiza el volumen de la gama para las imágenes 2D conduciendo las señales del ojo izquierdo y derecho de manera diferente (incluso aunque el contenido sea solo 2D y no se usen gafas). El volumen de la gama se divide en las dos gamas virtuales: Gama A y Gama B. Cada gama utiliza primarios virtuales que son mezclas específicas de los primarios 6P originales. La gama 'A' está optimizada para ser lo más cercana posible a Rec2020. La gama 'B' usa la energía residual de los 6 primarios. Las gamas 'A' y 'B' se muestran en la figura 4. Obsérvese que la gama 'A' está muy cerca de Rec2020.
Los valores en las gamas 'A' y 'B' se pueden convertir en los primarios 6P (Rl, Gl, Bl, Rs, Gs, Bs) usando matrices de "mezcla" de la siguiente manera:
Figure imgf000006_0001
Los valores típicos para las matrices de mezcla [Bal], [Bas], [Bbl] y [Bbs son:
flotante B.m.|3 ]| 3 ]=
i
{ o.oooor. o.oooor, o.oooof),
[ O.OOOOf, ü.28591', O.OOOOf ),
{ O.OOOOf, 0.00001', 0.95781')
\}
flo tante floal B,\s[3||3) =
í
( 0.9903 f. o.oooof, 0.0000f ),
{ 0.00971’, 0.71411', 0.04221'},
( o.oooor. o.oooor, o.oooor j
J ;
flo tan te B bl|3 |[3 ) =
{
{ í.oooor, o.oooor, o.oooor},
1 o.oooor, o.714 ir , o.oooor ¡.
{ o.oooor, o.oooor. 0.04221')
I;
flo tan teB B s|3 ||3 | =
{
{ 0.0097f. o.oooor, o.oooor j,
{ o.oooor, 0.23401; o.oooor},
( o.oooor, o.oooor, í.oooor ¡
La gama 'A' se utiliza para niveles de luminancia más bajos y se agrega la gama 'B', cuando sea necesario, para lograr niveles de luminancia más altos. La gama 'A' cubre aproximadamente el 50% del rango de luminancia, por encima del cual se agrega la gama menos favorable 'B'. El 50% del rango de luminancia lineal representa todo menos la última parada del rango de percepción y, por lo tanto, la mayor parte del rango de percepción se puede manejar con la gama 'A'. Por encima de ese rango, se agrega la gama 'B' y el volumen de la gama se estrecha hacia la parte superior. Por lo tanto, la gran mayoría del rango de percepción se puede lograr con una gama de aproximadamente Rec2020 y, sin embargo, se puede lograr el rango de luminancia completo.
Aunque la gama ‘B' puede representar cromatismos que están fuera de la gama 'A', sería contrario a la intuición para un colorista utilizar cromatismos que solo están disponibles a valores de luminancia más altos. Por lo tanto, la gama 'B' estaría limitada a la intersección de la gama 'B' y de la gama ‘A’ alcanzable.
Existe el deseo en la industria de no utilizar colores fuera de la gama Rec2020. Esto se logra fácilmente al representar las imágenes origen en RGB con primarios Rec2020 y rechazando valores negativos. El contenido clasificado por color de esta manera nunca producirá valores fuera de Rec2020. Cuando el contenido se empaqueta para su distribución, se transforma en un paquete compatible con DCI representado por los valores de tri-estímulos CIE 1931 XYZ. Aunque XYZ puede representar colores fuera de Rec2020, siempre que la fuente esté restringida a Rec2020, las excursiones en XYZ nunca excederán Rec2020.
Los métodos de esta descripción cubren varios medios para realizarla. Los dos primeros métodos son computacionalmente eficientes y podrían ejecutarse fácilmente en un circuito simple de conjunto de puertas programables en campo (FPGA). El tercer método es más intensivo computacionalmente y normalmente se ejecutaría en una unidad de tratamiento de gráficos (GPU).
Método 1: Escalado de la gama
En este método se definen dos funciones:
fi(C) = si (C < 0.5 )C ,s i no 0.5
fu ( C ) = s i ( C < 0.5) 0, sino C- 0.5
CER2020 , G 2020 , B 2020
Para todos los valores de píxeles de tres estímulos entrantes (denominados R2020), las señales de gama 'A' y 'B' se derivan de la siguiente manera:
Figure imgf000007_0001
Y
Figure imgf000007_0002
Las señales que representan la gama 'A' (RA, GA, BA) y las señales que representan la gama de ‘B' (RB, GB, BB) conducen entonces los primarios 6P de acuerdo con las matrices de mezcla [Bal], [Bas], [Bbl] y [Bbs] descritas anteriormente.
En este método, para valores de luminancia superiores al 50%, todos los valores RGB se mueven hacia el blanco para ajustarse al volumen de la gama disponible.
Método 2: Recorte de la gama
En este método se definen dos funciones:
Figure imgf000007_0003
Para todos los valores de píxeles tri-estímulos entrantes (indicados R2020), las señales de 'A' completa sin recortar y de gama ‘B’ se obtienen como sigue:
Figure imgf000008_0001
Y
fu(R 2020)
6¡¡ f l c h ^ ( ^ 2020) :
&ñf\ fu (B ¿020) _
Donde [C]a y [C]b se derivan como se describirá a continuación,
\&A max(RAf,0)
GA max(GAfi 0)
Lb a max(B¿fl 0 )
Figure imgf000008_0002
En este método, los valores dentro del volumen de la gama alcanzable no se modifican y los valores externos (con valores RGB negativos) se recortan al borde de la gama en el sentido del primario negativo.
En su lugar, un método alternativo se recorta hacia el blanco:
m iJU = min{KAf, G > B);
sifmin* < 0 ) entonces
Figure imgf000008_0003
m i n ú = n t i n ( R & [ , G r i , B r r r ) :
si (mintt < 0 ) entonces
rB b R B f - m i n 8
G b = (¡B f - m in a
U y p B f ~ m in B
De nuevo, las señales que representan la gama 'A' (Ra, Ga, Ba) y las señales que representan la gama 'B’ (Rb, Gb, Bb) controlan los primarios 6P de acuerdo con las matrices de mezcla descritas anteriormente.
[C]a y [C]b utilizados anteriormente para convertir los valores de tres estímulos al total, los valores A y B sin recortar se derivan de la siguiente manera. Como se indicó anteriormente, dos conjuntos de tres primarios de las gamas virtuales A y B {Ra, Ga, Ba} y {Rb, Gb, Bb} están relacionados con los primarios largos y cortos de la pantalla {Rl, Gl, Bl,} y {Rs, Gs, Bs} de acuerdo con las siguientes matrices de mezcla:
Figure imgf000008_0004
y
Figure imgf000009_0001
Conociendo las Matrices Primarias Normalizadas para {Rl, Gl, Bl,} y {Rs, Gs, Bs}, el valor XYZ para puntos arbitrarios en {Rl, Gl, Bl,} y {Rs, Gs, Bs} es:
X \%l ] r^ i
Y = [ N P M ] u l G l + [ N P M ] s s s
2 . us*J LaJ
substituyendo 11], [2|:
Figure imgf000009_0002
X' Ba Ba Bb
Y = [NPM]lll[Bal] Ga + [NPM]sss[Bas] Ga + [NPM]s5S[BB5] Gb
z. Iba\ ib3\
*3
[NPM)lll[Bbl] G¡3
Ub
X ‘ Ba fi é
Y = UN P M ]lll[Ba l] + [N P M ]sss[Bas]} Ga + Í[N P M ]sss[Bbs] + [N P M ]l u [Bbl ]} Gb
2 - Ba\
Poniendo en términos de matrices primarias (Obsérvese que [PM]a y [PM]b no son matrices primarias normalizadas. Aunque la fila central de [NPM]lll y [NPM]sss cada suma a 1, [PM]a,b toma combinaciones arbitrarias de cada columna, por lo que la fila central resultante ya no suma 1.):
Figure imgf000009_0003
donde:
[PM |.l = INP m ¿ u |B^.l JNPMIj í j m s \
De fo rm a s im ilar:
|PM|e= [NPMJsss fffits] [NPMJut [Set]
Dada la matriz primaria normalizada Rec2020
|N P M ]:ü: o ,
entonces:
P U * i P M l ^ l N P M W y
Método 3: Modelado del volumen de gama
En este método, el volumen de la gama alcanzable utilizando la gama 'A' para valores de baja luminancia y la gama de ‘B' para valores de mayor luminancia, se modela de tal manera que los valores de tri-estímulo pueden probarse para determinar si caen dentro del volumen de gama alcanzable o no.
En un método, los valores de tri-estímulo dentro del volumen de gama alcanzable están sin modificar. Para valores fuera del volumen de la gama, la proporción de los valores RGB se conserva, pero los valores se escalan para reducir la luminancia para que se fijen al volumen de la gama disponible.
En un método alternativo, nuevamente los valores dentro del volumen de la gama alcanzable están sin modificar. Para valores fuera del volumen de la gama, la luminancia se conserva, pero el cromatismo se mueve hacia el punto blanco de masterización (por ejemplo, D6500) para que quede dentro del volumen de la gama.
En otro método, los valores de tri-estímulo dentro de algún umbral de la superficie del volumen de la gama se reduciría en luminancia o se movería hacia el punto blanco para lograr un "recorte suave" a la superficie del volumen de la gama. Esto puede reducir los artificios en los casos en los que se utilizan fuertemente colores saturados de alta luminancia.
Diagramas de flu jo que resumen los métodos de ejemplo
La figura 5 es un diagrama de flujo que resume un método de ejemplo 500 de visualizar imágenes 2D en una pantalla 3D. En una primera etapa 502, se identifica una gama de colores establecida definida por un número de colores primarios (por ejemplo, 3). Luego, en una segunda etapa 504 se identifica un número diferente (por ejemplo, 6) de colores de pantalla primarios asociados con una fuente de luz. A continuación, en una tercera etapa 506, se define una primera gama virtual basada en una combinación de los colores de pantalla primarios identificados para aproximarse mucho a la gama establecida identificada. En una cuarta etapa 508, se define una segunda gama virtual en función de la potencia residual de la fuente de luz para los colores primarios de la pantalla. Luego, en una quinta etapa 510, los datos de video se convierten en valores de intensidad de la primera y segunda gamas virtuales. A continuación, en un sexta etapa 512, los valores de intensidad de la primera y segunda gamas virtuales se convierten en valores de intensidad asociados con los colores de pantalla primarios. Luego, en una séptima etapa 514, los valores de intensidad asociados con los colores de pantalla primarios se proporcionan a uno o más moduladores espaciales de luz.
La figura 6A es un diagrama de flujo que resume un método de ejemplo 600 para realizar una etapa de convertir datos de video en valores de intensidad asociados con la primera y segunda gamas virtuales de colores. En una primera etapa 602, se define un nivel de luminancia (L) en o por debajo del cual los colores pueden ser representados solo por la primera gama virtual de colores. Luego, en una segunda etapa 604, se determina el nivel de luminancia de los datos de video. A continuación, en una tercera etapa 606, se determina si el nivel de luminancia de los datos de vídeo es igual o inferior al nivel de luminancia definido (L). Si se determina que el nivel de luminancia de los datos de video está en o por debajo del nivel de luminancia definido (L), entonces, en una cuarta etapa 608, se generan los valores de intensidad asociados con la primera gama virtual a partir de los datos de video, y los valores de intensidad asociados con la segunda gama virtual se fijan a cero.
Si, en la tercera etapa 606, se determina que el nivel de luminancia de los datos de video está por encima del nivel de luminancia definido (L), entonces, en una quinta etapa 610, se generan valores de intensidad asociados con la primera gama virtual correspondientes al nivel de luminancia (L). A continuación, en una sexta etapa 612, la segunda gama se escala para que esté dentro de un volumen de gama alcanzable de la fuente de luz. Luego, en una séptima etapa 614, se generan los niveles de intensidad asociados con la segunda gama virtual correspondientes a una cantidad en la que el nivel de luminancia de los datos de video excede el nivel de luminancia definido (L).
La figura 6B es un diagrama de flujo que resume otro método de ejemplo 620 para realizar una etapa de conversión de datos de vídeo en valores de intensidad asociados con la primera y la segunda gamas virtuales de colores. En una primera etapa 622, se define un nivel de luminancia (L) en o por debajo del cual los colores pueden ser representados únicamente por la primera gama virtual de colores. Luego, en una segunda etapa 624, se determina el nivel de luminancia de los datos de video. A continuación, en una tercera etapa 626, se determina si el nivel de luminancia de los datos de vídeo es igual o inferior al nivel de luminancia definido (L). Si se determina que el nivel de luminancia de los datos de video está en o por debajo del nivel de luminancia definido (L), entonces, en una cuarta etapa 628, se generan los valores de intensidad asociados con la primera gama virtual de colores a partir de los datos de video y los valores de intensidad asociados con la segunda gama virtual de colores se fijan a cero.
Si, en la tercera etapa 626, se determina que el nivel de luminancia de los datos de video está por encima del nivel de luminancia definido (L), luego, en una quinta etapa 630, se generan los valores de intensidad asociados con la primera gama virtual correspondientes al nivel de luminancia (L). A continuación, en una sexta etapa 632, se generan los niveles de intensidad asociados con la segunda gama virtual correspondiente a una cantidad en la que el nivel de luminancia de los datos de video excede el nivel de luminancia definido (L). Luego, en una séptima etapa 634, se recortan los valores de intensidad asociados con la primera y la segunda gamas virtuales para que queden dentro del volumen de gama alcanzable.
La figura 6C es un diagrama de flujo que resume otro método de ejemplo 640 de realizar una etapa de conversión de datos de vídeo a valores de gamas virtuales de colores primero y segundo. En una primera etapa 642, se modela un volumen de gama alcanzable de la fuente de luz usando la primera gama virtual para valores de luminancia en o por debajo de un nivel de luminancia predeterminado (L). A continuación, en una segunda etapa 644, los datos de vídeo se convierten en valores de intensidad asociados con la primera y la segunda gamas virtuales de colores. A continuación, en una tercera etapa 646, se determina si los valores de intensidad asociados con la primera y la segunda encajan dentro del volumen de la gama modelada. Si los valores de intensidad asociados con la primera y la segunda gamas virtuales de colores encajan dentro del volumen de la gama modelada, finaliza el método 640. De lo contrario, los valores de intensidad asociados con la primera y la segunda gamas virtuales de colores se modifican de acuerdo con una de las siguientes etapas opcionales. En una cuarta etapa opcional 648, la luminancia de los valores de intensidad asociada con la primera y la segunda gamas virtuales de colores se reduce, mientras se conserva el equilibrio de color primario de los datos, hasta que los valores de intensidad se ajusten al volumen de la gama modelada. En una quinta etapa opcional 650, se conserva la luminancia de los valores de intensidad asociados con la primera y segunda gamas virtuales de colores, pero el cromatismo se ajusta hacia un punto blanco hasta que los valores de intensidad se ajusten al volumen de la gama modelada. En una sexta etapa opcional 652, la luminancia de los valores de intensidad asociados con la primera y la segunda gamas virtuales de colores se reduce y el cromatismo se ajusta hacia el punto blanco hasta que los valores de intensidad asociados con la primera y la segunda gamas virtuales de colores se ajusten dentro del volumen de gama modelado, logrando así un "recorte suave" en la superficie del volumen de gama.
La descripción de realizaciones en particular de la presente invención es ahora completa. Muchas de las características descritas pueden sustituirse, modificarse u omitirse sin apartarse del alcance de la invención. Por ejemplo, la realización de ejemplo se muestra como un proyector. Sin embargo, los métodos y componentes inventivos se pueden emplear en una mesa de graduación de color. Como otra opción, los métodos y componentes de esta descripción se pueden realizar en un dispositivo intermedio interpuesto entre una mesa de graduación de color y un proyector u otra pantalla. Esta y otras desviaciones de las realizaciones en particular mostradas serán evidentes para los expertos en la técnica, particularmente a la vista de la descripción anterior.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un método para visualizar datos de imágenes, comprendiendo dicho método:
recibir una gama de colores establecida definida por un número predefinido de colores primarios; recibir un número de colores de pantalla primarios asociados con una fuente de luz, excediendo dicho número de colores de pantalla primarios asociados con dicha fuente de luz dicho número de colores primarios que definen dicha gama de colores establecida;
recibir una primera gama virtual de colores basándose en una combinación de dichos colores de pantalla primarios asociados con dicha fuente de luz para aproximarse a dicha gama de color establecida; recibir datos de video, que incluyen los valores de intensidad correspondientes a un número de colores menor que dicho número de colores primarios asociados con dicha fuente de luz;
generar valores de intensidad asociados con dicha primera gama virtual de colores basándose en dichos datos de video;
recibir una segunda gama virtual de colores basándose en la potencia residual de dicha fuente de luz considerando dicha primera gama virtual de color;
generar valores de intensidad asociados con dicha segunda gama virtual de colores basándose en dichos datos de video;
recibir matrices de mezcla primera y segunda para calcular una combinación ponderada de dichos valores de intensidad asociados con dichas primera y segunda gamas virtuales de colores;
generar valores de intensidad asociados con dichos colores de pantalla primarios de dicha fuente de luz calculando una combinación ponderada de dichos valores de intensidad asociados con dichas primera y segunda gamas virtuales de colores, en donde dicha combinación ponderada se calcula aplicando dicha primera matriz de mezcla a dichos valores de intensidad asociados con dicha primera gama virtual y aplicando dicha segunda matriz de mezcla a dichos valores de intensidad asociados con dicha segunda gama virtual y sumando los resultados; y
proporcionar dichos valores de intensidad asociados con dichos colores de pantalla primarios a un modulador de luz espacial.
2. El método de la reivindicación 1, en el que dicho número de colores de pantalla primarios es dos veces mayor que dicho número de colores correspondiente a dichos valores de intensidad de dichos datos de vídeo.
3. El método de la reivindicación 2, en el que dicho número de colores de pantalla primarios es 6 y dichos valores de intensidad de vídeo corresponden a no más de 3 colores.
4. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que al menos una de dichas etapas de generar valores de intensidad asociados con dicha primera gama virtual de colores basándose en dichos datos de video y generar valores de intensidad asociados con dicha segunda gama virtual de colores basándose en dichos datos de video incluye:
determinar un nivel de intensidad indicado por dichos datos de video; y
generar dichos valores de intensidad asociados con al menos uno de dicha primera gama virtual de colores y dicha segunda gama virtual de colores basándose en dicho nivel de intensidad indicado por dichos datos de video.
5. El método de la reivindicación 4, en el que generar dichos valores de intensidad asociados con al menos uno de dicha primera gama virtual de colores y dicha segunda gama virtual de colores basándose en dicho nivel de intensidad indicado por dichos datos de video incluye:
determinar si dicho nivel de intensidad indicado por dichos datos de video excede un nivel de intensidad predeterminado; y
si dicho nivel de intensidad indicado por dichos datos de video no excede dicho nivel predeterminado de intensidad, generar luego dichos valores de intensidad asociados con dicha primera gama virtual basándose en dichos datos de video y fijar a cero dichos valores de intensidad asociados con dicha segunda gama virtual.
6. El método de la reivindicación 5, en el que:
dicha etapa de determinar un nivel de intensidad indicado por dichos datos de video incluye determinar un nivel de intensidad separado para cada color de dicho número de colores representado por dichos datos de video; y
dicha etapa de determinar si dicho nivel de intensidad indicado por dichos datos de video excede un nivel de intensidad predeterminado incluye determinar si cada uno de dichos niveles de intensidad separados para cada color excede un nivel de intensidad predeterminada.
7. El método de la reivindicación 5 o de la reivindicación 6, en el que, si dicho nivel de intensidad indicado por dichos datos de video excede dicho nivel de intensidad predeterminado, entonces:
generar un valor de intensidad asociado con dicha primera gama virtual basándose en dicho nivel de intensidad predeterminado; y
generar un valor de intensidad asociado con dicha segunda gama virtual basándose en una cantidad de dicho nivel de intensidad indicado por dichos datos de video que exceda dichos niveles de intensidad predeterminados.
8. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el que la segunda gama virtual se escala para que los valores de intensidad de dichos datos de vídeo queden dentro de un volumen de gama alcanzable de la fuente de luz; o:
en el que la segunda gama virtual se escala para que los valores de intensidad de dichos datos de video queden dentro de un volumen de gama alcanzable de la fuente de luz, y en el que la escala comprende comprimir la segunda gama virtual hacia el blanco.
9. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-8, que comprende además recortar los valores de intensidad de al menos uno de dicha primera y dicha segunda gamas virtuales para que queden dentro de un volumen alcanzable de gamas de la fuente de luz.
10. El método de la reivindicación 9, en el que los valores de intensidad de al menos uno de dicha primera y dicha segunda gamas virtuales se recortan hacia el blanco; o:
en el que los valores de intensidad de al menos uno de dicha primera y dicha segunda gamas virtuales se recortan al borde de dicho volumen de gama alcanzable.
11. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende además:
modelar un volumen de gama alcanzable de dicha primera y dicha segunda gamas virtuales;
determinar si dichos valores de intensidad generados de dicha primera y dicha segunda gamas virtuales quedan dentro de dicho volumen de gama modelado;
dejar sin modificar dichos valores de intensidad de dicha primera y dicha segunda gamas virtuales que quedan dentro de dicho volumen de gama modelada; y
modificar los valores de intensidad de dicha primera y dicha segunda gamas virtuales que no quedan dentro de dicho volumen de gama modelado.
12. Un medio interpretable electrónicamente que dispone de un código incorporado para hacer que un controlador para un dispositivo de pantalla realice el método de cualquiera de las reivindicaciones 1-11.
13. Un controlador para un dispositivo de pantalla,
Incluyendo el dispositivo de pantalla una fuente de luz que tiene un número de colores de pantalla primarios, excediendo dicho número de colores de pantalla primarios un número de colores primarios que definen una gama de colores establecida, incluyendo además el dispositivo de pantalla un modulador de luz espacial iluminado por dicha fuente de luz,
sirviendo el controlador para:
recibir datos de video que incluyen valores de intensidad asociados con un número de colores menor que dicho número de colores de pantalla primarios;
generar valores de intensidad asociados con una primera gama virtual de colores basándose en dichos datos de video, estando definida dicha primera gama virtual de colores por una combinación de dichos colores de pantalla primarios para que coincidan con dicha gama de colores establecida;
generar valores de intensidad asociados con una segunda gama virtual de colores basándose en dichos datos de video, estando definida dicha segunda gama virtual de colores definida basándose en la potencia residual de dicha fuente de luz considerando dicha primera gama virtual de colores;
generar valores de intensidad asociados con dicha segunda gama virtual de colores basándose en dichos datos de video;
generar valores de intensidad para cada uno de dichos colores de pantalla primarios calculando una combinación ponderada de dichos valores de intensidad asociados con dicha primera y segunda gamas virtuales, en donde dicha combinación ponderada se calcula aplicando una primera matriz de mezcla a dichos valores de intensidad asociados con dicha primera gama virtual y aplicando una segunda matriz de mezcla a dichos valores de intensidad asociados con dicha segunda gama virtual y sumar los resultados; y proporcionar dichos valores de intensidad para cada uno de dichos colores de pantalla primarios a dicho modulador de luz espacial.
14. El controlador de la reivindicación 13, configurado además para realizar el método de cualquiera de las reivindicaciones 2-11.
15. Un dispositivo de pantalla que incluye:
una fuente de luz que tiene diversos colores de pantalla primarios, excediendo dicho número de colores de pantalla primario un número de colores primarios que definen una gama de colores establecida;
un modulador de luz espacial iluminado por dicha fuente de luz; y
el controlador de la reivindicación 13 o reivindicación 14.
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