일반적인 LCD의 색 재현 특성은 입력 디지털 값이 낮을수록 gray scale의 상관색온도가 상승하여 정확한 색 재현이 불가능하다. 본 논문에서는 LCD의 입력 디지털 값의 변화에 따른 특성을 조사하고, luminance, contrast 비 등의 특성에 열화없이 gray scale의 입력 잘 변화에 따른 상관색온도의 변화를 보정하기 위해서 입력 디지털 값을 조정하는 새로운 LUT를 제안하였다.
자외선 영역에서 별의 색 지수와 유효온도와의 상관관계를 구하기 위해서 118개의 IUE(Inter-national Ultraviolet Explorer) 표준성에 대해서 유효온도와 자외선 영역에서의 색 지수를 구하였다. 별의 유효온도는 IUE 저 분산 스펙트럼을 차등 보정 법을 이용하여 Kurucz 대기모델(1993)에 fitting하여 구하였고, 자외선 영역에서의 색 지수는 2750 $\AA$과 2950 $\AA$에서의 등급 차이로 정의하였다. Kurucz 대기모델(1993) fitting으로 구한 온도는 다른 논문(Malagnini & Morossi 1990, Malagnini et al. 1986)에서 구한 온도와 낮은 온도의 낮은 온도의 별을 제외하고 대체로 비슷하였으며, 자외선영역에서의 색 지수와 유효온동의 상관계 또한 Kurucz 대기모델에서의 결과와 비슷하게 나타났다.
소형 LCD 디스플레이는 물리적, 전기-광학적 특성으로 인하여 표준 CRT의 색재현 특성과 많은 차이가 있다. 본 논문에서는 휴대폰용 소형 LCD 디스플레이에서 색 재현 특성 개선을 위하여 감마 및 CCT 보정 방법을 이용한 간단하고 실제적인 방법을 제안한다. 먼저 소형 LCD 디스플레이의 밝기, 균일성, 색온도, 화이트 및 블랙 밸런스, 비선형 감마 등의 특성을 조사하였다. 또한 입력 레벨에 따른 휴대폰용 LCD의 색 재현 영역 및 상관 색온도 (corresponding color temperature, CCT) 궤적을 분석하였다. 최종적으로 룩업테이블 방식을 사용하여 최적 감마 및 CCT 보정하는 방법을 제안하였으며, 제안된 방법을 휴대폰의 하드웨어를 변경하지 않고 구현하였다. 실험결과, 제안한 방법의 영상은 표준색에 매우 가깝게 재현되었다.
조명 색온도에 따른 작업자의 피로도를 평가하기 위하여 세 종류의 조명 색온도(2700 K, 4000 K, 6500 K)를 실험변수로 하여 모니터상에서 오류수정 작업이 수행되었다. 색온도의 변화에 따른 인체의 영향을 평가하기 위하여 먼저 주관평가와 작업수행도의 상관관계를 분석하였다. 시각피로·정신피로와 집중도에 관한 주관평가를 실시한 결과, 2700 K에서 시각피로 및 정신피로가 가장 적고 집중도가 높으며 작업수행도가 가장 좋았다. 6500 K에서 정신피로를 가장 많이 느끼고 집중도가 제일 낮았으나, 시각피로를 가장 많이 느낀 4000 K에서의 작업수행도가 가장 낮았다. 결과적으로 세 가지 색온도 조건 중 2700 K가 모니터상의 오류수정 작업에 가장 적합하다고 할 수 있다.
자외선 영역에서 색지수와 유효온도의 상관관계를 구하기 위한 pilot project 로 25개의 표준상태에 대하여 유효온도와 색지수를 산출하였다. 유효온도는 자외선 영역의 IUE 저분산 스펙트럼의 에너지 분포 곡선을 Kurucx 모델과 비교하여 산출하였고, 자외선 색지수는 IUE 저분산 스펙트럼의 플럭스를 $300{\AA}$ 단위로 적분하여 등급으로 환산하여 산출하였다. 자외선 영역으 상관관계는 가시관선 영역의 상관관계와 유사한 형태로 나타났다.
광원의 상관색온도와 연색성을 측정할 수 있는 간단한 시스템을 개발하였다. 전원전압과 전원주파수 변동시 백열전구와 각종 형광등의 색온도 및 연색성이 변화하는 경향을 측정하였다. 측정 결과, 통상 발생될 수 있는 전압변동의 범위 내에서 백열전구와 형광등의 색온도는 비교적 많이 변화하나, 연색평가수는 거의 변화하지 않는 것을 알 수 있었다. 또한 50kHz 까지의 주파수 변동 범위에서 형광등의 색온도와 연색성은 변화가 적었으나. 50kHz 이상으로 되면 많은 변화가 있을 것으로 예측된다.
LCD 디바이스는 그 동작원리와 전기-광학적 특성에 의해 CRT와는 다른 감마곡선 특성을 갖고 있다. 대부분의 LCD디스플레이 디바이스들의 감마곡선은 CRT와는 달리 일관성을 갖지 않을 뿐 더러 흑백계조입력을 기준으로 하는 감마보정을 위해 RED, GREEN, BLUE 입력값을 세부적으로 조정할 때 각 계조입력에 대한 상관색온도가 일정한 값을 갖지 않아 LCD의 특성에 대한 모델링과 보정에 어려움이 있다. 또한, 애플사의 맥머신 그리고 실리콘 그래픽스사의 시스템과 같이 소정의 감마값을 전제로 해당 시스템의 내부참조테이블(internal look-up table)이 설계되어 각기 다른 시스템감마를 가지는 장치들에 의해 인코딩되어진 영상출력신호의 경우, 동일한 시스템을 갖추거나 시스템감마에 대한 역감마특성을 가진 디스플레이장치가 아닌 환경에서는 원본영상에 대한 왜곡은 더욱 커질 수 있다. 특히, 낮은 흑백계조입력에서의 색온도의 경우, 파장에 따라 서로 다른 감쇄성능을 가진 일반적인 컬러필터의 특성에 의한 누설광(light leakage)에 의해 결정되며, 이로 인해 색온도가 특정한 객을 띄는 현상이 발생한다. 본 논문에서는 LCD디스플레이의 감마곡선을 여러 가지 시스템감마에 대응할 수 있는 감마곡선예 일치시키고, 계조선형성을 동시에 개선하기 위하여 입력 디지털값과 삼자극치간 관계를 나타내는 여러 가지 컬러모델링 방법 중에서 PLCC(Piecewise Linear Interpolation assuming Constant Chromaticity coordinates)모델을 적용하고, 목표로 하는 감마곡선과 색온도를 만족하기 위한 새로운 입력값을 구한 후 이를 컬러참조테이블(color look-up table)예 적용하는 방법과 저계조에서의 색온도를 목표색온도에 근접시키는 방법을 제안한다.
본 논문은 색온도가 글씨 쓰기 과제 수행과 뇌파에 미치는 영향을 알아보고자 2013년 7월부터 9월까지 초등학생 아동 24명을 대상으로 실시하였다. 색온도의 고정과 유지를 위해 준비된 실험실에서 주황색등과 백색등에 따른 과제수행시간의 측정과 뇌파를 측정하여 분석하였다. 연구 결과 알파파, 베타파, 하이베타파의 출현이 백색등에서 높게 나타났으나 과제수행 시간은 주황색등에서 유의하게 빠른 수행을 보였다. 이는 기존의 낮은 색온도는 안정과 이완에 전형적인 색온도로 여겨졌으나 심인적인 요인과 과제의 특성과 종류에 따른 다양한 활용은 학습과 작업의 능률에 긍정적인 영향을 줄 수 있음을 제시했다.
본 논문은 광원 및 디스플레이 기기의 중요한 품질 지표 중 하나인 색특성 측정과 관련하여 대표적인 측정량인 CIE 1931(x, y) 색좌표, CIE 1960(u, v) 색좌표, 상관색온도(correlated color temperature, CCT), 분포온도(distribution temperature)에 대한 측정불확도 평가방법과 그 산출 예를 소개한다. 분광복사계를 사용하여 광원의 상대분광분포를 측정하고 이로부터 위의 색특성 측정량을 계산하는 경우에 대하여 표준소급체계를 소개하고, 상대분광분포의 불확도가 각 색특성 측정량의 불확도로 전파되는 과정을 파장간 상관관계를 고려한 행렬식을 이용하여 일관되게 유도한 후, CIE A 표준광원, LED 백색광, LCD 백색광에 대해 측정불확도 산출 예를 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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