2014年6月3日

生活科學-光學-光的三原色

在花博展覽館的紀念品商店外,有一面佈滿LED的電子光學展覽品,能讓資訊以平面的圖畫方式呈現出來,像這樣的LED牆現在已經非常普遍,在大街小巷內的店面都可以看到,而且技術演進得越來越棒,許多以前看不到的顏色現在都混得出來,而且早已可以在同一顆LED燈內釋放出不同的色光。
電子看板類似電腦螢幕的放大版,每個單元都是由基本的三色光構成
在不同的顏色與亮度混合下,控制出所想要呈現的色光

如果搭配音響的聲效,就不再只是默片或單純的廣告招牌,而是成為動畫螢幕,更能刺激人的感官,讓短期資訊的記憶能延長得更久。不過在人們每天接收的資訊中,電子看板所呈現的比例越來越重,手機、平板、電腦等行動載具的發展與普及,讓產業的發展隨著需求而進展快速。

回歸到學校課本所介紹的光的三原色單元,螢幕的放大圖清楚的呈現紅、綠、藍三色光的排列與呈現,在不同的色塊中有不同的混色比例,而各種光學螢幕的原理也與RGB脫離不了關係,市面上也有電視螢幕將Y當作顯色效果,讓色彩的飽和度更深。
紅綠藍三原色光線完全重疊時,呈現白色,不過要從稍遠的地方觀察
若只有兩種光線重疊時,則能顯現出三種不同的色光

螢幕將強度從最弱的0到最強的255區分為256級,混色則可以有256*256*256種組合,也就是16777216種數值。在Word或美編軟體的色彩區中也可以輸入0255之間的強度,以更改色光顏色。不過雖然可以產生約1677萬種色光,但人眼實際只能分辨出其中約1000萬種左右。
離螢幕太近時,會有種見樹不見林的感覺,只看得清楚色光為何但看不見畫面全貌
距離必須要稍遠一點,讓各色光同時進入眼睛被接受與刺激視網膜上的細胞

顏色的產生是人眼接收到刺激之後,錐狀與桿狀這兩種感光細胞將刺激送到大腦後,再轉換成顏色與強度的感覺。3種錐狀細胞分別對應不同的光線頻率,對紅光、綠光和藍光特別敏感,因此螢幕才採用3種不同頻率的LED來混合出人眼可以看到的顏色。

在教學中,利用簡單的LED隨身放大鏡就可以看出來螢幕中的三原色排列,不過如果有機會的話,近距離觀察電子看板中的白色、青色、黃色及洋紅色是如何呈現的,明白哪一種燈亮哪一種燈不亮會造成什麼效果,也是不錯的選擇。

延伸閱讀(科技大觀園)--
1、光的新視界-LED照明與應用
2、解析千變萬化的顏色

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