Miniprisma's beloven 'true colour' voor displays

Zwitserse onderzoekers hebben een techniek ontwikkeld waarmee het mogelijk is om alle bestaande kleuren te genereren. De techniek, onder andere bedoeld om gebruikt te worden in televisies en monitoren, is gebaseerd op het kleurspectrum dat een prisma genereert als er puur wit licht op valt. De huidige videotechnologieën zijn gebaseerd op het samenvoegen van de drie primaire kleuren rood, groen en blauw. In LCD-schermen wordt dit gerealiseerd door per pixel drie subpixels te gebruiken, die de verschillende kleuren met verschillende intensiteit kunnen weergeven. Het nadeel van deze techniek is dat hiermee maar een beperkt aantal kleuren kan worden weergegeven. Dit is het meest duidelijk wanneer foto's van de lucht worden weergegeven. Het blauw van een gefotografeerde lucht op een laptop heeft een andere kleurschakering dan de daadwerkelijke lucht, aldus Manuel Aschwanden, een van de onderzoekers van het Zwitserse Federale Instituut van Technologie in Zurich.

De nieuwe technologie plaatst prisma's in een grid gemaakt van een flexibel polymeer, achter een raster. Dit polymeer wordt normaal gesproken gebruikt als kunstmatig spierweefsel in robots en kan samentrekken als er een electrische lading op wordt gezet. Dit heeft tot gevolg dat de individuele prisma's gedraaid kunnen worden en kan het gegenereerde spectrum worden verschoven. Hierdoor kunnen de verschillende delen van het kleurspectrum zo gedraaid worden dat ze achter de gaten in het raster komen te liggen. Het idee van de onderzoekers is om in het uiteindelijke product meerdere lagen prisma's achter elkaar te leggen, om zo elke kleur te kunnen genereren die de mens kan zien. Het onderzoeksteam heeft een proof-of-conceptapparaat ontwikkeld van 400 roosters naast elkaar en, hoewel het niet een heel groot beeldscherm is, kan het wel een hoge resolutie aan. 'Het heeft dezelfde resolutie als een lcd-scherm van hoge kwaliteit', aldus Aschwanden. De eerdere experimenten vergden enkele duizenden volts om het polymeer te besturen, maar dit hebben de wetenschappers kunnen reduceren tot 300. Volgens Aschwanden kan, eenmaal verder geoptimaliseerd, deze techniek toegepast worden in de microscopie, communicatie door glasvezels en beeldschermen.

Prismabeeld
Een prisma kan een invallende lichtstraal scheiden in een kaleidoscoop van kleuren.

Door Bart Veldstra

Freelance Nieuwsposter

23-08-2006 • 10:20

84

Bron: BBC News

Reacties (84)

84
84
60
12
3
10
Wijzig sortering
Zo, dat zal een revolutie in weergaveland kunnen betekenen. De 16 miljoen kleuren die nu weer te geven zijn (in 8 bits per kleur :| ) kun je hiermee in principe doen verbleken...

Even afwachten of het kostentechnisch ook net zo interessant is. ;)

Dat per kleur nam ik aan dat iedereen wel wist hè... wijsneus
Anoniem: 81469 @Ramzzz23 augustus 2006 10:36
Het belangrijke hiervan is niet dat er grotere kleurdiepte mee verkregen kan worden (>8 bits per kleur), maar dat er kleuren mee weergegeven kunnen worden die fundamenteel niet met rgb kunnen worden gemaakt.

In de echte wereld is er een heel breed spectrum aan kleuren, en met drie kleuren (zoals rgb) samen kun je maar een stuk van al die kleuren maken. Er zijn systemen die bijvoorbeeld 4 'primaire' kleuren gebruiken, en daarmee meer kleuren kunnen weergeven dan traditioneel rgb. Het voorgestelde systeem zou in principe geen enkele kleur hoeven te missen.

Zie ook: http://en.wikipedia.org/wiki/Gamut
CMYK is zo'n systeem en die heeft een kleinere gamut. Het menselijk oog is gevoelig voor 3 frequentiegebieden, en gamut wordt alleen bepaald door hoe breed die gebieden bereikt kunnen worden. Daar heb je dus per definitie niet meer dan 3 componenten voor nodig (dat er systemen zoals CMYK zijn met 4 of zelfs 6 (hexachrome) is voor printers, omdat inkt mengen moeilijker is dan licht).

De kleurdiepte boeit echt heel weinig, tussen 8 of 16 bits per component zie je nauwelijks verschil. Boeit alleen bij het verwerken/processen van afbeeldingen (textures in je videokaart e.d.) maar voor de output naar je monitor zou het amper uitmaken. Zou, want in de praktijk zijn er niet eens monitors die meer dan 8 bit per component weergeven (zeldzame specialistische niche-gevallen uitgezonderd).
ligt er puur aan met hoeveel bits precisie je die prisma's gaat aansturen. m.i. is het aantal kleuren dan nog steeds 'beperkt'.

je kan lc's ook heel nauwkeurig aansturen en zo de intensiteitsniveaus opschroeven (en dus meer bits per kanaal genereren). 't is maar net hoeveel rekenkracht je er achter wilt neerzetten.

zolang alles opgenomen wordt in 8 bits/kanaal, kan je dus niet zomaar meer kleuren laten zien op dat nieuwe display. immers 8 bpk is de maximale info die in een bestand zit.
je kan natuurlijk wel gaan lopen interpoleren.
Het probleem met huidige rgb technologie is niet dat dat niet zou volstaan, maar dat de rood, groen en blauwwaarden niet ver genoeg / diep genoeg zijn.
Je kunt slechts alle kleuren maken op een crt/lcd die samen te stellen zijn uit die (niet-ideale) versies van rg en b.

Met wit licht op een prisma heb je per definitie alle kleuren te pakken.

Ik vraag me af hoe die beelden hiermee eruitzien voor kleurenblinden die bv rood niet van groen kunnen onderscheiden, t.o.v. hoe die mensen huidige rgb schermen zien - zij zien mogelijkerwijs bij huidige schermen heel duidelijk dat het onnatuurlijk is...
8 bits geeft je 256 verschillende mogelijkheden en niet 16(.7) miljoen ;) Daar heb je 24 bits voor nodig (8 bit per kleur dus ;) ).
Inderdaad. Even ter volledigheid:

1-bit: monochrome
2-bit: grijswaarden
4-bit: 16 kleuren
8-bit: 256 kleuren
16-bit: 65536 kleuren
24-bit: 16.777.216 kleuren
32-bit: 24-bit + alpha-kanaal
Nee.
namen zoals CGA of EGA zijn een verzameling van combinaties kleuren en resoluties.

CGA kon in grafische modus 4 kleuren weergeven met de keuze uit 2 palettes:
1. Magenta, cyan, white and background color (black by default).
2. Red, green, brown/yellow and background color (black by default).

EGA kon in 640x350 16 kleuren aan.

http://en.wikipedia.org/wiki/Color_Graphics_Adapter
http://en.wikipedia.org/wiki/Enhanced_Graphics_Adapter
Nee. 1 bit was MDA, monochrome display adapter. Later heeft Hercules een MDA compatible adapter gemaakt die ook graphics aankon. De oorspronkelijke was tekst only.
1 bit = 1 kleur (1 of 0 , dus wel of geen kleur) was dit niet cga?
2 bit = 1 kleur, maar met 4 verschillende intensiteiten 00, 01, 10, 11) of 4 kleuren. was dit niet ega?
Een kleur is monochroom.

CGA was 4 kleuren tegelijk. Je kon kiezen voor vier verschillende (vooraf vastgelegde) kleurcombinatie's.
8 bit per subpixel is 256 kleuren
3 subpixels van 8 bit zijn 16.777.216 kleuren per pixel. ( hele pixel is 24 bit )

dus toch 8 bit per kleur, en geen 24 bit
cga was 2 bits en ega 4 bits.
Denk dat het wel meevalt. Bijna niemand kan het verschil tussen 24 en 32 bits kleur zien... dat trekt het menselijke ook gewoon niet.

Daarentegen gaan de meeste LCD panels (geloof ik) maar tot 262144 kleuren (18 bits) en zou er dus wel ruimte voor verbetering zijn.
" Bijna niemand kan het verschil tussen 24 en 32 bits kleur zien... dat trekt het menselijke oog gewoon niet"

Onzin! Die 24 bits die bijvoorbeeld door een beeldscherm worden weergeveven kunnen bij lange na niet alle kleuren weergeven die het menselijk oog kan zien! Zo kunnen de huidige schermen bijvoorbeeld GEEN fluoriserende kleuren weergeven!
Zo kunnen de huidige schermen bijvoorbeeld GEEN fluoriserende kleuren weergeven!
Fluorisatie is een materiaaleigenschap, en geen kleur.
Dat heeft meer met de kleurruimte (gamut) te maken dan met het aantal bits (kleurdiepte).
32-bits worden gebruikt om per kleur ook een alpha-waarde mee te geven, en zo true transparancy te bereiken. De XGL-server ondersteunt 32-bits kleuren, beter bekend als RGBA (Red Green Blue Alpha).

Daarom ook dat RGB-waardes van 0 tot 255 gaan; elke kleur wordt in 8-bit opgeslagen. Zie ook HTML-kleurencode: #FFFFFF; telkens hexadecimale getallen van twee tekens per kleur. Hopelijk komt er ooit een RGBA html-kleurencode, DAN zouden webdevelopers juichen
Denk dat het wel meevalt. Bijna niemand kan het verschil tussen 24 en 32 bits kleur zien...
Daar zit ook geen verschil tussen. Die extra 8 bits worden niet voor kleur gebruikt, maar voor zaken die alleen bij het samenstellen van afbeeldingen invloed hebben. Wat er naar je monitor gaat is altijd 24 bit.
een tweede ding wat me wel intresseert aan deze techniek, is dat het eventueel ook weer het 'euvel' zou kunnen verhelpen van de native resolutie als ik het zo eens bekijk. Doordat je schermopbouw veel dynamischer is kun je op een dergelijk scherm misschien ook wel weer 800x600 draaien, wat voor een hoop mensen prettiger werkt. (de verstokte gamer zal dit misschien niet begrijpen).
de pixels blijven het zelfde, ze maken dan gewoon dus 3 prismas achter elkaar, waarbij elk oppervlak dus 800*600 prismas heeft.

een 800*600 lcd en een 800*600 prismascherm met gelijke afmetingen heeft dus dezelfde "scherpte" / pixeldichtheid, maar elke pixel heeft dan 1 kleur ipv 3 stippen die samen de kleur van het pixel maken.

het voordeel is dat je nu meer kleuren kunt maken, die dus vloeiend in elkaar kunnen ovrlopen, zodat je niet meer vlakken krijgt met dezelfde kleur, zodat er dus een vakverdeling te zien is, maar dus een egaal verlopende kleur, zonder zichtbare overgangen op plekken waar ze niethoren.
maar dat is inderdaad weer afhankelijk van de hoeveelheid bits die ze gebruiken om de rismas aan te sturen. die hebben bijvoorbeeld ook slechts 8 "standen per prisma, dus 24 bit per pixel = 16,2 miljoen kleuren.

er is dus meer rekenkracht nodig om dit scherm aan te sturen.

voordeel is missschien wel dat de prismas achterlkaar zitten en niet in eenr aster, waardoor de minimale grootte van een enkele pixel omlaag kan,zodat je meer pixels per inch kunt wergeven. dan krijg je dus extra pixels die moet aansturen = weer meer rekenkracht nodig de resolutie kan dan niet omlaag, of je wilt genoegen moeten nemen met 12 inch schemrpjes oid. de scherpte neemt dan toe, maar niet het aantal kleuren.
pas als je dit combineert krijg je scherpere beelden, met meer kleuren, en dus zeker niet een lagere resolutie.
dus op 2 gebieden heb j emeer rekenkracht nodig, om optmaal gebruik te maken van deze nieuwe techniek.

ook dat het volgens mij erg moeilijk is om 100% wit licht te kunnen produceren om als lichtbron te gebruiken, en als dat dan niet lukt, zal je dus zelfs kunnen zien dat kleuren niet gemaakt kunnen worden omdat ze helemaal niet in het spectrum van de bron voorkomen of gemaakt kunnen worden door een smaenstel van 3 prismas.
Bij een LCD staan de kleurfilters meestal achter elkaar, niet naast elkaar. Uitzondering is vaak een LCD-TV. Dit doen ze daar om de helderheid/contrast te verhogen. Kijk maar eens van dichtbij.
nee hoor.

de kleuren zitten rond elkaar, niet boven elkaar.
Er zijn zelfs verschillende schikkingen mogelijk (RGB, Delta RGB, GRGB, etc...) maar de filters liggen niet boven elkaar.

Je kan dit zelfs visueel zien met de Nokia monitor tester door een van de patronen afwisselend in een verschillend kleur te tonen. Je ziet dan duidelijk het patroon lichtjes verschuiven.
Hoezo? Je krijgt door deze techniek énkel meer kleuren, je krijgt er geen scherper/gedetailleerder beeld mee! 800x600 pixels blijven gewoon 800x600 pixels hoor, en dat worden op een 19" scherm nogal redelijk grote blokken die gewoon lelijk zijn.
Ik denk dat hij bedoelt dat je hiermee variabele resolutie zou kunnen. Dus niet zoals nu dat je een TFT scherm hebt van 1280x1024, en dat je daarop niet 800x600 kunt draaien zonder dat het lelijk geïnterpoleerd wordt (of dikke zwarte balken waardoor je nog steeds die kleine pixels hebt).
Waar ik aan moest denken, is dat wanneer er een bepaald vlak dezelfde kleur heeft, dit stukje in veel minder pixels weergegeven gaat worden. En dat de rekenkracht (als dat uberhaupt uit zou maken) wordt gebruikt op de wat complexere stukken van het weergegeven beeld.

Misschien is het nog wel energie besparend ook :)
Heel leuk dat je nu traploos een kleurtje kan kiezen, maar hoe gaan ze dat aansturen?
Analoog?
24bits HSL lijkt me wel passend voor deze dingen. 16M kleuren is meer dan je kan onderscheiden. Je moet ze alleen wel op de juiste plaats leggen.
Voor een blinde misschien wel, echter kan ik wel het verschil zien tussen twee foto's, de ene 24bit en de andere 32bit. Ogen zien een verschil, maar het is niet altijd zo dat ons koppie daar ook zo over denkt.Niettemin, je kan het zien.
32-bit color

"32-bit color" is a misnomer when regarding display color depth. A common misconception is that 32-bit color produces 4,294,967,296 distinct colors.

In reality, 32-bit color actually refers to 24-bit color (Truecolor) with an additional 8 bits either as empty padding space or to represent an alpha channel. Considering red, green, and blue use the same amount of bits for their respective color (with the exception of 16-bit color), the total bits used will be a multiple of 3: like 15-bit color (5 bits each) and 24-bit color (8 bits each). The reason for using empty space is that all but the newest modern computers process data internally in units of 32 bits; as such, using this amount for each pixel can allow optimizations.

Bron: http://en.wikipedia.org/wiki/Color_depth

Knap dat je t verschil ziet :+
Is toch echt weer afhankelijk van het gebruikte formaat.. want je ziet tegenwoordig hier en daar ook 64bits kleuren.. Dus echt 32 bits kleuren is dan ook mogelijk..

Maar je hebt wel gelijk dat in de meeste formaten zoals jpeg etc, 32 bits eigenlijk 24 bits is met een 8 bit alpha channel...
HSL zal niet lukken zonder conversie. Immers willen ze met meerdere lagen prismas gaan werken. Met 1 prisma kun je alleen hue en met de bron de lightness varieren. Saturation niet. Met meerdere subpixels aangestuurd door meerdere prismas kun je wel saturation varieren, maar dan word het dus 3xHL. Oftewel rbg waarbij de golflengte per kleur aan te passen is.
Zegt floating point je iets?
Ook dat heeft maar een beperkt aantal cijfers achter de komma he. Computers blijven uiteindelijk toch digitaal en dat zal uiteindelijk wel een beperking maar ik denk niet dat die beperking ertoe doet. Bij een Digitaal Analoog converter zal je nooit alle analoge waarden weer kunnen geven gewoonweg omdat dat aantal oneindig is en digitaal niet.
Op een gegeven moment ziet het oog ook geen verschil meer tussen twee kleuren die erg dicht bij elkaar liggen.
Met LCD, plasma, etc... kun je in principe even goed traploos een kleur aansturen, uiteindelijk heb je toch een variabel voltage nodig in de kristal of plasma-cel.
Het is de processing die nodig is om een analoog signaal (bvb PAL) te kunnen omzetten zodat het op LCD of plasma getoond kan worden, die tot gevolg heeft dat je met een eindig aantal kleuren te maken krijgt. Als je echter gewoon zorgt voor voldoende bit-diepte is er geen aards mens die de discrete kleurschakering kan onderscheiden.
Technisch een hoog staaltje, iedere rij prisma's moet onder een ander hoek staan om de juiste kleur te krijgen! Het vergt een buitengewone preciesie.

Wat ik me echter afvraag is hoe energie efficient deze methode is. Er valt wit licht op een prisma, wat vervolgens opgesplitst wordt in 'alle kleuren van de regenboog'. Slechts een klein deel van al deze kleuren mag uiteindelijk door naar het oog van de kijker. Alle andere kleuren moeten geabsorbeerd worden. Dit levert een hoop warmte op, bovendien gaat er via deze weg een boel energie 'verloren'.

Terugkaatsen het scherm in is ook geen optie omdat dan de kleurbalans van het witte achterliggende licht verloren gaat. (hoe groot is zo'n prisma eigenlijk :?)

Aan de andere kant... een tft scherm zorgt er ook voor dat een groot deel van het invallende licht geabsorbeerd wordt en toch is dit behoorlijk energie efficient.

(overigens zou je met deze techniek echt supergave dingen kunnen maken die je voor het raam hangt en van het invallende licht een afbeelding maken)
Door het prisma nog een stukje door te draaien (zodat de grenshoek overschreden wordt), kan het als spiegel werken en krijg je dus direct wit licht op je scherm. Het is dus mogelijk om met één prisma per pixel te werken....

Wat overigens wel nadelig is aan deze methode is dat je bij de overgang van rood naar paars licht eerst alle andere kleuren door moet! (krijgen we dan violet to red reactietijden? VtR :))
Nu vraag ik me af...Wanneer gaan we eens al die Star-Wars technologie zien? Tegenwoordig hoor je om de x maanden een sufferd die de wereld een betere toekomst gaat bezorgen. Maar het is toch al een paar jaar dat ik enkel Lcd's en crt's in de winkel zie...
Die r&d mannen zouden eens iets moeten vinden dat haalbaar is voor massaproductie en dat financieel ook haalbaar is...
Die r&d mannen zouden eens iets moeten vinden dat haalbaar is voor massaproductie en dat financieel ook haalbaar is...
Het een is een gevolg van het ander. Als iets in massaproductie genomen kan worden, kan het veelal ook voor betere prijzen dan prototypes geproduceerd worden.

En, ook al levert onderzoek niet direct een product op wat verkocht kan worden, door diverse redenen (prijs is er eentje), dan kunnen de resultaten van het onderzoek wel degelijk bijdragen aan nieuwe onderzoeksrichtingen die wel het gewenste effect hebben.
Jammer dat je off-topic wordt gewaardeerd. Een aantal mensen moet men kennelijk moderatierechten gaan afnemen of een iets beter gaan opvoeden. Je bent namelijk wel degelijk on-topic. Heel vaak lees je hier over veelbelovende technieken, waarna ze weggestopt lijken te worden in een bunker ver onder de grond. Het idee is toch wat wij er concreet aan hebben.

Maar goed. Een groot probleem met een hoop hele goeie ideeën is het probleem waar meneer Dyson (schrijf ik dat zo goed) ook last van had. Zijn stofzuiger was revolutionair goed, maar heen van de grote fabrikanten wilden hem gaan bouwen. En waarom niet? Heel simpel: de techniek kwam niet uit de eigen R&D afdeling. En dat is vaak het probleem. Fabrikanten willen alleen introduceren wat ze zelf ontwikkeld hebben. Als een product / technologie van een ander aanslaat, dan moet men wel de licentie kopen, maar over zo wil men over het algemeen niets van vreemden hebben.
Er spelen nog meer factoren mee.
Zo wordt dit verhaal weer eens veel te positief gesteld en is de vergelijking niet eerlijk.

Ja, met die prisma's kun je in theorie alle kleuren weergeven. Maar in theorie kan dat met RGB schermen ook.

Er zitten echter praktische limieten aan waardoor dat veel te kostbaar wordt, en dus niet gedaan word.

De vraag is nu in hoeverre die prisma schermen ook tegen dat soort praktische limiteringen aan lopen. Dat bepaald dan of deze technologie wel of niet nuttig is.
Anoniem: 142917 23 augustus 2006 10:27
Zou dit ook toepasbaar zijn in digitale fototoestellen? Het is natuurlijk belangrijk om veel pixels te hebben maar, dat geeft je niet altijd noodzakelijk een mooie foto, de kleuren zijn vaak 'vervormd'. Misschien zou dit wel het einde van de pixelrace kunnen betekenen :P
de lichtbron (bij fotografie: het ondwerp) moet puur wit licht zijn hiervoor, dus ik ben bang dat het niet werkt als vervanger voor CMOS of CCD's.
Het gaat hier om een techniek om kleuren te kunnen WEERGEVEN en niet REGISTREREN!
Het gaat hier om een techniek om kleuren te kunnen WEERGEVEN en niet REGISTREREN!
toch kun je een cmos of ccd zien als 'omgekeerd beeldscherm', zo far fetched is het dus niet om in een cmos of ccd dezelfde techniek te gebruiken. (dus scala's aan prisma's / receptoren als lens, die het beeld in hoge kwaliteit naar een achterliggende chip sturen).
Sigma heeft al lang zo'n sensor. Tenminste, daar zijn de lichtgevoelige lagen ook gestapeld. Net als bij een filmrolletje de kleurgevoelige lagen onder elkaar liggen.

Voordeel van deze sensor is dat ie geen last geeft van Purple fringing en dat de kleuren echter en de beelden scherper zijn. Helaas hebben ze alleen nog maar een camera met een resolutie van 3 MP ofzo. Maargoed, dan heb je wel een hele hoge kwaliteit!
Voor die 3mp heb je nu als het ware een 12mp sensor nodig, dus zo slecht is die 3mp helemaal nog niet.
misschien wordt dat ooit wel eens wat: het prisma verdeelt het binnekomende licht (dat gekleurd is) over de 'breedte' en wellicht als je er meerdere CCD pixels onder hebt liggen kan je dwm interpolatie de 'exacte' originele kleur weer vinden - je hebt alleen wel heeeeeel kleine pixels nodig om een voordeel top de huidige te hebben (die eigenlijk al zo werken nl in bijvoorbeeld video camera's, een prima raster verdeelt de invallende lichtstraal over drie pixels en neemt die apart op. je zou dan van drie naar dertig moeten gaan)
400 roosters is blijkbaar een klein scherm en dit heeft men kunnen reduceren tot 300volt.
Wat zal het wattage zijn als men een groot scherm gebruikt, ik denk dat dit dan exponentieel op zal lopen :(

En wat zal dit doen met snel bewegende beelden gaan we rekenen in Hz of in Ms waar zal dan nu de ratrace over gaan :?
Vermogen is het produkt van spanning en stroom. Een hoge spanning alleen wil helemaal niet zeggen dat het over een enorm vermogen gaat...
hmja, als ik het goed begrijp werkt dit beelscherm mechanisch, en zal het dus wel niet al te rap zijn? of iig gevoelig voor slijtage, lijkt me...
Yes! Laten we het gewoon op analoge RGB houden, hebben we tenminste geen last van DRM gezeik.

Zal alleen wel niet lukken met de huidige VGA standaard, daar mis je immers ook de extra kleuren die je met prisma's wel weer kan geven |:(
Als je de kleuren met RGB codeert, dan kun je niet de extra kleuren aan die deze display-techniek juist toevoegt.

Zie http://en.wikipedia.org/wiki/Gamut
Mag ik je vragen wat dit met DRM te maken heeft :?
hebben we tenminste geen last van DRM gezeik.
Hahahahahaha!

Ja, FUCK BILL GATES, lang leve de wegwerpaansteker!
jammer voor je dat niemand hier de humor er in zag :P
als ze dat nu kunne laten werken op 220V dan hebt ge zelfs geen voeding meer nodig.
CRT schermen intern ook op een paar honderd volt hoor, en sluit ik ook aan op het 230VAC net dat uit mijn stopcontact komt. :-/

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.