Moderné monitory a televízory ponúkajú široký výber zobrazovacích možností, od lacných po špičkové modely. Významný segment medzi týmito zariadeniami zahŕňa tie, ktoré podporujú technológiu umelej úpravy farieb, využívajúcu ľudské vnímanie na zlepšenie kvality obrazu. Tieto zariadenia využívajú technológie známe ako FRC (Frame Rate Control) alebo dithering. Aj keď sa tieto pojmy často používajú zameniteľne, predstavujú mierne odlišné prístupy s rovnakým cieľom.
Frame Rate Control (FRC) je technológia, ktorá umelo pridáva farebné tóny do obrazu. Robí to zámerným zmenením farby pixelu, aby vytvorila plynulejšie prechody medzi odtieňmi.
Dithering na druhej strane zavádza do obrazu šum, čím vyhladzuje pôvodný farebný odtieň, aby dosiahol podobne jemné prechody medzi farbami.
Farebné tóny prenášané obrazovkami s rôznymi bitovými rýchlosťami
Pochopenie počtu odtieňov a hĺbky farieb môžeme ilustrovať na príklade 8-bitovej matice. Vo videu je pôvodný obraz prenášaný v troch základných farbách: modrej, červenej a zelenej. Každý pixel na obrazovke sa skladá z troch subpixelov, po jednom pre každú farbu.
Digitálny signál v surovej podobe môže byť reprezentovaný 2 bitmi (zapnuté alebo vypnuté) s rôznym počtom blokov. Na 8-bitovom displeji môže jeden subpixel predstavovať 2^8 farieb, čo zodpovedá 256 odtieňom. Keďže na vytvorenie jednej farby sa používajú tri subpixely, celkový počet možných odtieňov sa vypočíta takto: 256×256×256=16,7 milióna odtieňov.
Tu je krátky prehľad monitorov a televízorov na základe ich hĺbky farieb a kvality obrazu:
| Hĺbka farieb | Farby | Použitie | Súčasná relevancia |
|---|---|---|---|
| 6-bit | 0,26 milióna | Najlacnejšie monitory, prevažne na kancelársku prácu, nehodia sa na grafiku. | Vedúci výrobcovia toto kvalitu vo svojich produktoch nepoužívali viac ako desať rokov. |
| 8-bit | 16,7 milióna | Monitory strednej triedy, vhodné na prácu s grafikou, ale nie profesionálne. | 90 % televízorov a monitorov používa 8-bitové obrazovky. Viac ako polovica televízorov je vybavená obrazovkami tejto triedy, vrátane lacných LED televízorov a základnej úrovne QLED televízorov. |
| 10-bit | 1,07 miliardy | Vysoko kvalitné monitory, vhodné na úpravu fotografií a iné úlohy, ktoré vyžadujú vynikajúce farebné prechody. | Inštalované v prémiových televízoroch. |
Ako funguje FRC na displejoch
Ľudské oko má určitú zotrvačnosť. V dôsledku toho sa dva často meniace sa obrazy zlúčia do jedného. Ak sa pozeráte na obrazec, ktorý mení farbu z bielej na čiernu s vysokou frekvenciou, bude sa javiť šedý. Presne tak funguje FRC. Ak sa na pixeli s vysokou frekvenciou menia dva „susedné“ farebné odtiene, oko uvidí medzifarebný odtieň, ktorý v palete matice v skutočnosti nie je.
Ak váš televízor alebo monitor podporuje FRC, táto technológia funguje na úrovni hardvéru. Existujú rôzne algoritmy na vytváranie medzitónov obrazu, ktoré majú rôzne názvy, ako napríklad 8bit+A-FRC, klasický 8bit+FRC, 8bit+Hi-FRC.
Vo všeobecnosti niektoré snímky zobrazujú farby zodpovedajúce palete matice danej hĺbky farieb, ale nahrádzajú skutočnú farbu. Napríklad na obrázku nižšie prechod z tmavomodrej na tyrkysovú vedie k zjavnej a nápadnej zmene farby. Nasledujúca ilustrácia schematicky ukazuje, ako skupina po sebe nasledujúcich pixelov funguje na obrazovke bez a s FRC a ako človek vníma farbu.
- Snímka 1: Prechod je jasne viditeľný, pretože farby sú zobrazené tak, ako sú: prvé dva pixely sú tmavšie a ďalšie dva sú svetlejšie. Človek vníma zreteľný farebný prechod.
- Snímka 2: Vstupuje do hry FRC, ktorá mení farby druhého a tretieho pixelu.
- Snímka 3: Vizuálne človek vníma túto zmenu pixelov ako vznik dodatočnej farby, ktorá na 8-bitovej obrazovke neexistuje.
Dosiahne displej 8-bit + FRC skutočne 10-bitovú kvalitu?
Samozrejme, že nie. Bez ohľadu na použitú technológiu displej 8-bit + FRC nikdy skutočne nezobrazí miliardu odtieňov. Hoci môže vizuálne zobraziť viac odtieňov a zlepšiť kvalitu obrazu, stále bude zaostávať za skutočným 10-bitovým displejom.
V reálnych podmienkach je vnímanie odtieňov obrazu veľmi individuálne. Niektorí ľudia môžu vnímať 200000 odtieňov zelenej, iní iba 10000 a niektorí dokonca milión. Presne zmerať počet odtieňov, ktoré displej s FRC zobrazuje, je veľmi náročné a vyžaduje špecializované laboratóriá. Navyše, neprekonateľnou prekážkou pre správne určenie počtu odtieňov je individuálne vnímanie, ktoré je základom celej technológie FRC.
