鮮艷色彩在AR HUD中的作用

TI DLP?技術在增強現(xiàn)實（AR）抬頭顯示（HUD）等汽車應用中越來越受歡迎，主要原因之一是其具有明亮鮮艷的色彩。為了更好地理解顏色在AR HUD中的作用（如圖1所示），我先介紹一下色彩飽和度和色域的概念。

色彩飽和度是指圖像中色彩的強度。看看圖2，您可以輕松分辨出哪種顏色的飽和度更高。色彩的飽和度越低，看起來也就越暗。用技術術語來說，飽和度是表示色彩的純度，用其復合波長來定義色彩。當一種色彩完全飽和時，它只包含單一波長，因此被認為是最純粹的色彩。事實上，赫姆霍茲-科爾勞施效應描述了色彩越飽和，看起來就越明亮。色彩飽和度的另一個有趣方面是它會影響反應時間。一項名為“用顏色捕捉用戶注意力”的研究表明，色彩越飽和，觀察者對該色彩的反應速度也就越快，特別是對于紅色（這是許多警告標志都使用紅色的原因之一）。

圖2：區(qū)分色彩飽和度

哪種顏色的飽和度更高？

一個畫面準確一致地再現(xiàn)另一個畫面中的某種顏色，就需要定量測量。這是色域概念開始發(fā)揮作用的地方。色域表示給定系統(tǒng)可以產生的所有不同顏色。不同的色域標準（如國際電信聯(lián)盟建議（ITU-R）的Rec.709和Rec.2020，國家電視系統(tǒng)委員會（NTSC））定義了不同數(shù)量的色譜，可通過復制以達到兼容。這些標準為每種顏色分配了其專屬的顏色坐標，并確保在一個畫面復制的顏色在另一臺顯示上看起來完全相同。每個標準定義的色域在XY色度圖上顯示為三角形，如圖3所示。這些三角形顯示了由直線連接的峰值紅- 綠- 藍（RGB）坐標。

三角形內的區(qū)域越大，標準能夠顯示的顏色就越多。在汽車應用中，NTSC標準通常用于定義可以再現(xiàn)的色彩范圍，而顯示的性能通常被稱為NTSC色域的百分比。例如，液晶顯示（LCD）的NTSC色域為60%或更低，這意味著它們只能再現(xiàn)NTSC色域中最多60%的顏色。

圖3：不同的色彩空間/色域

數(shù)字微鏡器件（DMD）是DLP技術的核心。DMD包含數(shù)十萬至數(shù)百萬個高反射鋁微鏡，這些微鏡能夠以極高的速度進行切換，將三種RGB原色混合成明亮逼真的圖像。DLP技術的一大性能優(yōu)勢在于DMD切換特性不隨溫度而變化，這意味著色彩再現(xiàn)和圖像的質量不會隨溫度變化而下降。您在-40°C時和105°C時會獲得相同高的色彩飽和度。

圖4：DMD微鏡陣列示例

作為一種反射技術，相較于與其競爭的汽車技術，例如使用白色背光和彩色濾光片來重現(xiàn)色彩的LCD，DLP技術可以提供更高的飽和度。無論您的初始光源使用哪種飽和度水平，使用DLP技術都會再現(xiàn)一模一樣的飽和度水平。由于充分利用了包括發(fā)光二極管（LED）和激光在內的高飽和度固態(tài)光源，DLP技術通過LED實現(xiàn)91%的紅色飽和度，通過激光實現(xiàn)100%的色彩飽和度，從而獲得廣泛的色域支持（例如，TI最新型DLP3030-Q1汽車認證芯片組支持LED的NTSC色域達到125%，激光的NTSC色域達到172%）有了這個級別的飽和度和色域支持，DLP HUD可以生成鮮艷生動的圖像，從而在駕駛時提供更好的視覺體驗。

圖5：色域符合性百分比和飽和度水平