Что такое контраст? И почему так важно качество изображения?

Что такое контраст? И почему так важно качество изображения?

После многих лет работы в области электроники и технологий визуального отображения я могу с уверенностью сказать, что поиск идеального коэффициента контрастности был увлекательным путешествием. Из своего личного опыта я могу подтвердить тот факт, что OLED-экраны просто не имеют себе равных, когда дело касается потрясающей контрастности. Однако для тех, кто не готов к высокой цене, связанной с OLED-экраном, есть и другие варианты, которые стоит рассмотреть.


Вы когда-нибудь задумывались над тем, почему изображения на OLED-телевизорах всегда кажутся четкими и яркими? Вы можете удивиться, узнав, что четкость изображений не связана главным образом с разрешением, цветами или даже широким динамическим диапазоном. Вместо этого основным фактором привлекательности OLED является его исключительная контрастность. Однако что такое контраст, как он измеряется и почему он играет решающую роль в обеспечении первоклассного качества изображения?

Читайте дальше, чтобы узнать все, что вам нужно знать о контрасте.

Что такое контраст?

Проще говоря, контраст означает, как яркость объекта меняется в зависимости от его окружения. Например, рассмотрим белый круг на черном фоне. Эту разницу в яркости между объектом (белым) и его фоном (черным) мы называем контрастом. Чем темнее тени (черные) и светлее светлые участки (белые), тем шире диапазон контрастности изображения, что делает его более ярким и ярким.

Хотя человеческий глаз, возможно, не очень хорошо различает точную яркость изображения, он невероятно чувствителен к изменениям яркости этого изображения или контраста. Вот почему экран с высокой контрастностью выглядит более привлекательным, даже если мы сознательно не понимаем, почему он выглядит лучше.

Одним из ключевых преимуществ расширенного динамического диапазона (HDR) является его способность повышать контрастность изображения, что достигается за счет расширения диапазона для более темных областей и повышения яркости более светлых зон. Это приводит к более яркому изображению по сравнению с тем, что вы получаете со стандартным динамическим диапазоном (SDR).

Что такое коэффициент контрастности?

Чтобы эффективно сравнивать различия между различными экранами, вам нужна измеримая величина, часто называемая коэффициентом контрастности. Это значение получается путем простого деления максимальной интенсивности белого на минимальную интенсивность черного.

Более высокий коэффициент контрастности указывает на превосходное качество контрастности. Например, такое устройство, как телевизор или проектор, с коэффициентом контрастности 10 000:1 обеспечивает технически десятикратное улучшение контрастности по сравнению с другим устройством с коэффициентом контрастности всего 1000:1.

Действительно, когда дело доходит до обсуждения коэффициентов контрастности, не всегда все так просто. Начнем с того, что на самом деле существует два разных метода определения коэффициента контрастности, и один из них менее подвержен манипуляциям по сравнению с другим. Более того, стоит отметить, что производители дисплеев иногда завышают показатели контрастности в рекламных материалах.

Прежде всего, давайте познакомим вас с двумя методами, используемыми для определения коэффициента контрастности, а затем обсудим, как эти показатели иногда можно искусственно повысить для получения более крупных цифр. Эти знания должны помочь вам легче ориентироваться в маркетинговых спецификациях при выборе будущего телевизора или проектора.

Что такое контраст? И почему так важно качество изображения?

Как измеряется контрастность дисплея?

Часто используется термин «коэффициент контрастности», который относится к сравнению уровней яркости (включено) и темноты (выключено) на дисплее. Он рассчитывается путем деления самого яркого уровня белого на самый темный уровень черного. Это измерение легко получить, и оно дает надежное представление о способности экрана отображать контраст между различными кадрами, поэтому его иногда называют «коэффициентом межкадровой контрастности».

Как аналитик, я подхожу к оценке коэффициента контрастности по ANSI, представляя на дисплее черно-белую шахматную доску и измеряя уровень яркости каждого квадрата. Чтобы вычислить это соотношение, я сначала определяю среднюю яркость белых квадратов, а затем делю ее на среднюю яркость черных квадратов. Этот метод может потребовать больше времени для получения точных измерений, но обеспечивает более точное представление коэффициента контрастности внутри изображения (внутрикадра).

В рекламных спецификациях вы часто увидите упоминаемый коэффициент контрастности вкл/выкл, поскольку он больше, чем измерение ANSI. Однако коэффициент контрастности ANSI обеспечивает более достоверное представление истинных возможностей дисплея, поскольку устройство отображает одновременно черный и белый цвета. Им также сложнее манипулировать по сравнению с другим методом измерения.

Как производители максимизируют измерения контрастности?

Поскольку контраст, по существу, представляет собой разделение белого на черный, чем ярче вы можете сделать более светлые оттенки и чем глубже вы можете сделать более темные оттенки, тем больше будет число. Это особенно верно в отношении коэффициента контрастности включения/выключения, поскольку, если вы буквально выключаете свет при измерении черного цвета, вы можете претендовать на очень высокий коэффициент контрастности включения/выключения. На самом деле, если вы помните уроки математики в школе, вы знаете, что при делении любого числа на ноль получается бесконечность.

В OLED-дисплеях каждый пиксель генерирует собственный свет, эффективно включаясь и выключаясь, что обеспечивает исключительно высокий коэффициент контрастности. Теоретически это соотношение может достигать бесконечности, хотя на практике могут достигаться значения в сотни тысяч. Несмотря на то, что он не достигает бесконечности из-за минимального послесвечения при измерении уровня черного, он невероятно близок к этому.

Это не относится к ЖК-телевизору или проектору, где свет проходит через панель, что делает практически невозможным блокировать весь свет при отображении абсолютно черного цвета. В ЖК-телевизорах производители добавили независимые светодиодные зоны в подсветку и системы локального затемнения для улучшения воспринимаемого контраста. В случае с проекторами использование лазерного источника света с динамическим затемнением обеспечивает возможность мгновенного его отключения при отображении черного цвета.

Хотя эти методы могут повысить показатели коэффициента контрастности включения/выключения, они не всегда могут отражать реальную четкость контента. Например, выключение подсветки в ЖК-телевизоре или источника лазерного света в проекторе может улучшить измерения черного цвета, но это улучшение более заметно при просмотре черного экрана, а не при просмотре реальных изображений. Другими словами, эти методы не улучшают существенно контрастность реальных визуальных эффектов.

С точки зрения маркетинга, коэффициент динамической контрастности часто используется для описания уровней контрастности, определяемых локальным затемнением или источником света с лазерным питанием. Однако для более точного описания основных возможностей дисплея важно сосредоточиться на собственном коэффициенте контрастности. Это соотношение рассчитывается на основе измерений, выполненных при отключенных функциях локального затемнения или динамического лазера.

Изучая маркетинговую информацию о телевизоре или проекторе, лучше всего обратить внимание на коэффициент контрастности ANSI (или собственный коэффициент контрастности включения/выключения, если ANSI не указан). Если вы найдете только цифры коэффициента динамической контрастности, будьте осторожны и относитесь к этим цифрам с долей скептицизма.

Что такое контраст? И почему так важно качество изображения?

Какие дисплеи обеспечивают лучшую контрастность?

Если вы зашли так далеко, то, вероятно, вы уже заметили, что OLED обеспечивает максимальный уровень контрастности благодаря функции самоподсветки. Хотя Micro LED обладает этим преимуществом, стоимость приобретения дисплея с этой технологией в настоящее время сопоставима со стоимостью второй ипотеки.

Как технический энтузиаст, я очень рад видеть достижения в ЖК-телевизорах, особенно с появлением независимых светодиодных зон и алгоритмов локального затемнения. Однако эффективность этих улучшений во многом зависит от количества зон и программного и аппаратного обеспечения, управляющего ими. Современные мини-телевизоры со светодиодной подсветкой могут похвастаться впечатляющим количеством зон, иногда достигающим сотен или тысяч, но они все равно отстают от технологии OLED. Поскольку каждый пиксель в OLED является самоизлучающим, он по существу предлагает 8 294 400 независимых зон затемнения (в модели 4K), что действительно замечательно!

С точки зрения контраста, технология LCoS (Жидкий кристалл на силиконе) выделяется среди типов проекторов, ее используют такие бренды, как Sony (SXRD) и JVC (D-ILA). По сравнению с ЖК-проекторами LCoS обеспечивает превосходную контрастность, избегая тех же ограничений, которые присущи ЖК-телевизорам. DLP-проекторы обычно имеют самый низкий уровень проецируемой контрастности.

Есть ли способы улучшить контрастность вашего дисплея?

Абсолютно! Вот более простой способ выразить это:

Полезный совет: используйте смещенное освещение не только для того, чтобы сделать просмотр телепрограмм в ночное время более комфортным, но и из-за оптической иллюзии. Когда темное изображение отображается на более светлом фоне, оно кажется еще темнее. Следовательно, если ваш телевизор не имеет оптимального коэффициента контрастности, добавление некоторого смещенного света за экраном может сделать черный цвет более глубоким.

Концепция, лежащая в основе этого, в равной степени применима и к проекторам, но противоположным образом. Когда вы окружаете проекционную поверхность черной рамкой, это усиливает контраст между изображением и черным фоном, тем самым улучшая воспринимаемую глубину или диапазон яркости.

Смотрите также

2024-10-23 14:08