Современные мониторы и телевизоры предлагают широкий спектр вариантов отображения: от бюджетных до премиальных моделей. Заметный сегмент среди этих устройств включает те, которые поддерживают технологию искусственного улучшения цвета, использующую человеческое восприятие для повышения качества изображения. Эти устройства используют технологии, известные как FRC (Frame Rate Control) или dithering (дизеринг). Хотя оба термина часто используются взаимозаменяемо, они представляют собой несколько разные подходы с одной и той же целью.
Frame Rate Control (FRC) — это технология, которая искусственно добавляет цветовые тона к изображению. Она делает это, намеренно изменяя цвет пикселя для создания более плавных переходов между оттенками.
Дизеринг, с другой стороны, вводит шум в изображение, сглаживая исходный цветовой оттенок для достижения аналогично мягких переходов между цветами.
Цветовые тона, передаваемые экранами с разными битрейтами
Понимание количества оттенков и глубины цвета можно проиллюстрировать на примере 8-битной матрицы. В видео исходное изображение передается в трех основных цветах: синий, красный и зеленый. Каждый пиксель на экране состоит из трех субпикселей, по одному для каждого цвета.
Цифровой сигнал в своем сыром формате может быть представлен 2 битами (включено или выключено) с различным количеством блоков. В 8-битном дисплее один субпиксель может представлять 2^8 цветов, что равно 256 оттенкам. Учитывая, что для создания одного цвета используются три субпикселя, общее количество возможных оттенков вычисляется как: 256×256×256=16.7 миллиона оттенков.
Вот краткий обзор мониторов и телевизоров на основе их глубины цвета и качества изображения:
| Глубина цвета | Цвета | Использование | Текущая актуальность |
|---|---|---|---|
| 6-бит | 0.26 миллиона | Самые дешевые мониторы, преимущественно для офисной работы, не подходят для работы с графикой. | Ведущие производители не использовали это качество в своих продуктах более десяти лет. |
| 8-бит | 16.7 миллиона | Мониторы среднего класса, подходящие для работы с графикой, но не профессионального уровня. | 90% телевизоров и мониторов используют 8-битные экраны. Более половины телевизоров оснащены дисплеями этого класса, включая бюджетные сегменты LED-телевизоров и начальные уровни QLED-телевизоров. |
| 10-бит | 1.07 миллиарда | Высококачественные мониторы, подходящие для редактирования фотографий и других задач, требующих превосходных цветовых переходов. | Устанавливаются в премиальные телевизоры. |
Как работает FRC в дисплеях
Человеческий глаз имеет определенную инерцию. Из-за этого два часто изменяющихся изображения сливаются в одно. Если вы смотрите на фигуру, которая меняет цвет с белого на черный с высокой частотой, она будет казаться серой. Именно так работает FRC. Если два «соседних» цвета меняются на пикселе с высокой частотой, глаз увидит промежуточный цвет, которого на самом деле нет в палитре матрицы.
Если ваш телевизор или монитор поддерживает FRC, эта технология работает на уровне аппаратного обеспечения. Существуют различные алгоритмы создания промежуточных оттенков изображения, которые имеют разные названия, такие как 8bit+A-FRC, классический 8bit+FRC, 8bit+Hi-FRC.
В общем, некоторые кадры отображают цвета, соответствующие палитре матрицы данной глубины цвета, но заменяют истинный цвет. Например, на изображении ниже переход от темно-синего к циановому вызывает очевидное и заметное изменение цвета. Следующая иллюстрация схематически показывает, как группа последовательных пикселей отображается на экране как без, так и с использованием FRC, и как человек воспринимает цвет.
- Кадр 1: Переход явно виден, потому что цвета показаны такими, какими они есть: первые два пикселя темнее, а следующие два светлее. Человек воспринимает явный цветовой переход.
- Кадр 2: Вступает в действие FRC, изменяя цвета второго и третьего пикселей.
- Кадр 3: Визуально человек воспринимает это изменение пикселей как появление дополнительного цвета, которого нет на 8-битном экране.
Достигает ли дисплей 8-бит + FRC действительно 10-битного качества?
Конечно, нет. Независимо от применяемой технологии, дисплей 8-бит + FRC никогда не сможет по-настоящему отображать миллиард оттенков. Хотя он может визуально представить больше оттенков и улучшить качество изображения, он все равно будет уступать настоящему 10-битному экрану.
В реальных условиях восприятие оттенков изображения крайне индивидуально. Некоторые люди могут воспринимать 200000 оттенков зеленого, другие только 10000, а некоторые даже миллион. Точно измерить количество оттенков, которые показывает дисплей с FRC, очень сложно и требует специализированных лабораторий. Более того, непреодолимым препятствием для правильного определения количества оттенков является индивидуальное восприятие, которое и является основой всей технологии FRC.
