O estudo da TV em cores tem muito a ver com Óptica, um ramo importante da Física, do qual aprendemos (noções) no colégio e eventualmente, na Universidade. No entanto, a maioria dos técnicos que trabalha com televisores em cores pouco conhece desta ciência e por isso muitas vezes sente enormes dificuldades para entender circuitos, procedimentos de ajustes e mesmo a origem de certos problemas com os equipamentos que chegam até sua oficina. Neste artigo vamos analisar algumas noções importantes de Óptica, com destaque para a Colorimetria aplicada ao estudo da TV em cores.
Uma experiência interessante que fazemos no colégio nos mostra que a mistura de todas as cores, em determinada proporção, nos dá o branco.
Esta experiência, conhecida como Disco de Newton, é de grande importância para a TV.
As cores, na verdade, são dadas pela emissão de luz de comprimentos de onda ou frequências diferentes, e por isso podem ser combinadas, causando-nos sensações que são também muito importantes para a TV.
CORES
a) Cores primárias
São cores que combinadas resultam no branco, conforme observamos na figura 1, onde temos as cores primárias utilizadas em TV, que são o vermelho, verde e azul.
b) Cores complementares
Estas cores, quando combinadas com uma cor primária, resultam no branco. O amarelo com o azul, por exemplo, resultam no branco, veja a figura 2.
Da mesma forma, o magenta e o verde quando combinados resultam
no branco, conforme observamos na mesma figura.
Veja que este resultado ocorre, porque na verdade, o amarelo é resultante da combinação do vermelho com o verde.
c) Cores aditivas
E importante observar que a TV e o sistema se baseiam na combinação aditiva de cores, ou seja, as cores resultantes são obtidas somando-se luzes de outras cores.
No entanto, um objeto pode aparecer de determinada cor quando recebe luz branca e reflete todas as frequências possíveis, menos uma.
Neste caso, dizemos que temos a combinação de cores por subtração.
Na TV e no cinema é comum representar as cores que se somam, por exemplo, fontes de luz de determinadas cores, somando suas radiações pelo sinal (+), enquanto existe a possibilidade de obter cores pela subtração, figura 3.
Neste caso, a cor branca pode ser obtida somando-se o vermelho com verde e depois colocando-se na frente das duas fontes um filtro que impeça a passagem do azul. As cores subtrativas são basicamente as que obtemos quando pintamos algum objeto numa base branca.
d) Luz branca
Aquilo que chamamos de luz branca não consiste na mistura de todas as cores na mesma proporção. Existe uma proporção bem definida em que entram as cores, mas a melhor definição é a obtida a partir do aquecimento de um filamento de tungstênio.
Quando aquecemos um filamento de metal, ele emite um espectro luminoso que depende de sua temperatura, observe afigura 4.
Quando a temperatura do filamento atinge 2 848 graus Kelvin, obtemos o que se denomina de luz de referência ou iluminante C, a luz que mais se aproxima da luz do dia.
e) Matiz
Matiz é a frequência ou a cor em si que um corpo ou uma radiação apresenta. Dizemos que o matiz de um tecido é azul, independentemente de ser um azul mais forte ou mais fraco, ou seja, independentemente de outras características como a luminosidade.
Na figura 5 mostramos as diversas cores dadas pelas suas frequências ou comprimentos de onda.
Observe que os comprimentos de onda vão diminuindo a partir do vermelho.
Assim, o vermelho corresponde a uma frequência mais baixa e comprimento de onda maior, enquanto o azul corresponde a uma frequência mais alta e, portanto, um comprimento de onda menor.
f) saturação
Quando misturamos alguma cor com o branco, ela não aparece pura, ou seja, deixa de ser saturada. Uma fonte que emita radiação de uma única cor é uma fonte saturada, como um LED que é vermelho puro.
No entanto, se pintarmos de vermelho bem diluído uma folha de papel branco, ela vai parecer rosa. O rosa é, portanto, o vermelho pouco saturado.
Todas as cores podem ter diversos graus de saturação, conforme a quantidade de branco com que elas sejam misturadas.
Atuando sobre o controle de saturação de uma TV, por exemplo, vemos que as cores parecem cada vez mais fracas ou mais fortes, ou seja, a pequena saturação caracteriza uma cor desbotada, enquanto que uma saturação maior caracteriza uma cor mais "carregada".
g) Luminância
O brilho de uma cor ou a intensidade luminosa que percebemos é dado pelo conceito de luminância. As cores podem ser mais ou menos brilhantes, conforme a sua luminância.
Podemos comparar a luminância à intensidade do cinza em que apareceria o objeto de uma determinada cor, se fosse reproduzido numa imagem branco e preto.
Nos televisores temos um controle de luminosidade que atua justamente sobre este sinal, tornando as cores mais ou menos brilhantes.
Repare que existe uma diferença entre este conceito e o de saturação.
Na televisão monocromática, o que é transmitido de cada cor é apenas sua luminosidade, logo, conforme a sua luminância, elas aparecem em tonalidades diferentes que vão do branco ao preto, passando por todas as gradações possíveis de cinza, figura 6.
No sinal de TV esta característica da cor de um objeto é representada pela letra Y.
h) Crominância
O matiz e o grau de saturação de um objeto cuja imagem deva ser reproduzida em cores são dados pelo sinal denominado "Crominância". Este sinal é representado pela letra C.
No entanto, este sinal sozinho não é suficiente para garantir a reprodução das cores do objeto como na realidade.
Ele precisa ser complementado pelo sinal de luminância.
A LEI DE GRASSMANN
Esta lei afirma que com as três cores primárias de qualquer matiz e convenientemente escolhidas, pela mistura aditiva em uma única proporção, é possível reproduzir qualquer outra cor.
Chamando de R (red ou vermelho), G (green ou verde) e B (blue ou azul) as três cores primárias usadas nos sistemas de TV em cores, podemos representar qualquer outra cor possível por Cn e estabelecer a seguinte fórmula:
Cn = aR + bG + cB
Onde, os coeficientes a, b e c indicam as proporções de 0 a 1 em que qualquer uma das cores entram.
Assim, podemos dar alguns exemplos interessantes:
C =1R + 1B +1C resulta em branco
C = 1R + 1G + 0,5B resulta em uma cor amarelo claro
C = 0,5R 0+ 0,5G + 0,5C resulta em cinza
A segunda Lei de Grassmann também é importante para entender como
a TV em cores funciona. Ela afirma que “a cromaticidade de uma cor (matiz e saturação) não se altera se as quantidades relativas (coeficientes) das três cores primárias forem multiplicadas por um mesmo fator”.
Assim, se tivermos:
C = R + G + B, resultando no branco e multiplicarmos as suas quantidades por 0,3 teremos:
C = 0,3R + 0,3G + 0,3B, resultando no cinza escuro
A terceira Lei de Grassmann dizque “uma cor resultante da soma de duas outras poderá ser reproduzida pela soma das proporções das quantidades primárias correspondentes a cada uma das cores consideradas.
De uma forma simples, vamos supor que desejamos combinar duas cores, Cx e Cy cujas expressões sejam:
Cx = a1R + b1G + c1B
Cy = a2R + b2G + c2B
Obtemos uma cor C que será dada por:
C = Cx + Cy = (a1+a2) R + (b1 +b2)G + (c1+c2)B
CONCLUSÃO
Os conceitos de matiz, luminância e saturação são muito importantes para que o leitor entenda como as imagens coloridas podem ser reproduzidas.
Os circuitos dos televisores processam sinais que trabalham com estas quantidades e as falhas que podem apresentar devem ser entendidas pelos técnicos.
O ponto mais crítico, que deve ser levado em conta depois de uma reparação, está no fato de que somente um ajuste correto dos circuitos pode levar a uma imagem perfeita. E, isso só pode ser feito com facilidade e perfeição com o correto conhecimento dos conceitos que descrevemos neste artigo.
