Сучасні монітори і телевізори пропонують широкий спектр варіантів відображення, від економічних до висококласних моделей. Значна частина цих пристроїв включає технології штучного покращення кольорів, що використовують людське зорове сприйняття для покращення якості зображення. Ці пристрої використовують технологію, відому як FRC (Frame Rate Control) або дизеринг. Хоча ці терміни часто використовуються взаємозамінно, вони представляють дещо різні підходи до досягнення однієї мети.
Контроль частоти кадрів (FRC) — це технологія, що штучно додає тони до зображення. Це досягається навмисною зміною кольору пікселя для створення більш плавних переходів між тонами.
З іншого боку, дизеринг додає шум до зображення, щоб згладити оригінальні тони, тим самим досягаючи подібних плавних переходів кольорів.
Тони, які передаються екранами з різними бітрейтом
Зрозуміти глибину кольору і кількість тонів можна на прикладі 8-бітної матриці. У відео оригінальне зображення передається в трьох основних кольорах: синій, червоний і зелений. Кожен піксель на екрані складається з трьох підпікселів, кожен з яких відповідає одному кольору.
Цифровий сигнал в оригінальному вигляді може бути представлений різною кількістю бітів (увімкнено або вимкнено). На 8-бітному екрані один підпіксель може представляти 2^8 кольорів, що відповідає 256 тонам. Оскільки для створення одного кольору використовується три підпікселі, загальна кількість можливих тонів розраховується наступним чином: 256×256×256=16,7 мільйона тонів.
Нижче наведено короткий огляд моніторів і телевізорів на основі глибини кольорів і якості зображення:
| Глибина кольору | Кольори | Застосування | Поточне значення |
|---|---|---|---|
| 6 біт | 0,26 мільйона | Найдешевші монітори, в основному підходять для офісної роботи, не підходять для графіки. | Провідні виробники не використовують цю якість у своїх продуктах уже понад десять років. |
| 8 біт | 16,7 мільйона | Монітори середньої якості, придатні для графічних завдань, але не достатньо для професійного використання. | 90% телевізорів і моніторів використовують 8-бітні екрани. Більше половини телевізорів мають екрани цієї категорії, включаючи економічні LED-телевізори і початкового рівня QLED-телевізори. |
| 10 біт | 1,07 мільярда | Високоякісні монітори, придатні для редагування фотографій та інших завдань, які потребують передових кольорових переходів. | Використовуються у преміальних телевізорах. |
Як працює FRC на екранах
Людське око має певну інерцію. Через це два зображення, які часто змінюються, зливаються в одне. Якщо дивитися на шаблон, який змінюється з білого на чорний з високою частотою, він виглядатиме сірим. Це саме те, що робить FRC. Якщо два “сусідні” кольори змінюються з високою частотою в одному пікселі, око бачить проміжний колір, якого немає в палітрі матриці.
Якщо ваш телевізор або монітор підтримує FRC, ця технологія працює на рівні апаратного забезпечення. Існують різні алгоритми для створення проміжних тонів в зображенні, і вони мають різні назви, такі як 8bit+A-FRC, класичний 8bit+FRC, 8bit+Hi-FRC.
Загалом, деякі кадри відображають кольори, що відповідають палітрі матриці певної глибини кольору, але замінюють реальний колір. Наприклад, на нижньому зображенні перехід від темно-синього до блакитного призводить до помітної і явної зміни кольору. Нижче наведена діаграма, яка ілюструє, як виглядають послідовні групи пікселів на екрані без FRC і з FRC, а також як людина сприймає колір.
- Кадр 1: Перехід чітко видно, оскільки кольори відображаються як є: перші два пікселі темніші, наступні два світліші. Люди сприймають явний колірний перехід.
- Кадр 2: FRC втручається і переставляє кольори другого і третього пікселя.
- Кадр 3: Візуально люди сприймають цю перестановку пікселів як додатковий колір, якого немає на 8-бітному екрані.
Чи може екран 8-біт + FRC досягти реальної якості 10-біт?
Звичайно, ні. Незалежно від використовуваної технології, екран 8-біт + FRC ніколи не зможе показати мільярд тонів. Хоча він може візуально показати більше тонів і покращити якість зображення, він все ще не порівняний зі справжнім 10-бітним екраном.
У реальному житті сприйняття тонів дуже індивідуальне. Деякі люди можуть сприймати 200 000 тонів зеленого, інші — лише 10 000, а деякі — навіть мільйон. Точно виміряти кількість тонів, які відображає екран FRC, дуже складно, і це вимагає спеціалізованих лабораторій. Крім того, непереборною перешкодою для визначення кількості тонів є індивідуальне сприйняття, яке є основою всієї технології FRC.
