Ką pilkos spalvos tonai reiškia LED ekranams
Skaitmeniniame vaizdavime pilkos spalvos tonai reiškia skirtingų intensyvumo lygių, kuriuos ekranas gali sukurti kiekvienam spalvų kanalui, skaičių. 8 bitų pilkos spalvos sistema sukuria 256 lygius viename kanale; 16 bitų sistema sukuria 65 536. LED ekrane tai tiesiogiai reiškia, kiek žingsnių yra tarp tamsiausios ir ryškiausios vieno LED būsenos.
Kai pilkos spalvos gylio nepakanka, sklandžiai tonų gradacijos-, pvz., saulėlydžio dangus ar žmogaus veidas, nufotografuotas švelnioje šviesoje{1}}, pateikiamos kaip matomos juostos ar žingsniai, o ne nuolatiniai perėjimai. Šis artefaktas vadinamasjuostavimasarbaplakatų, ir tai labiausiai matoma mažo{0}}vaizdo ryškumo srityse, kur žingsniai tarp gretimų pilkumo lygių yra suvokiami dideli.
Kaip įgyvendinamas pilkos spalvos tonas: PWM ir srovės valdymas
Šviesos diodų ekranuose naudojami du pagrindiniai pikselio ryškumo valdymo būdai, o šie metodai tiesiogiai nustato efektyvų pilkos spalvos diapazoną:
Impulso pločio moduliacija (PWM).
PWM valdo LED ryškumą įjungdamas ir išjungdamas LED aukštu dažniu. Įjungimo-laiko ir išjungimo{2}}laiko santykis kiekviename cikle lemia suvokiamą šviesumą. Ilgesnis įjungimo-periodas padidina ryškumą; trumpesnis įjungimo{5}}periodas sumažina šviesumą. Pilkų atspalvių gylis PWM{7}}pagrįstose sistemose nustatomas pagal tai, kiek padalinių yra per vieną ciklą{8}}daugiau padalinių reiškia smulkesnius pilkos spalvos žingsnius.
Kritinis PWM šalutinis poveikis yra mirgėjimas. Jei PWM dažnis yra per žemas, greitas įjungimas -išjungimas tampa pastebimas žmogaus akiai arba fotoaparatams ir rodomas kaip slenkančios tamsios juostos vaizdo įraše. Štai kodėl didelis atnaujinimo dažnis (dažnai 3840 Hz ar didesnis) yra glaudžiai susijęs su pilkų atspalvių našumu profesionaliose ekrano programose. Du parametrai nėra nepriklausomi-didesnis pilkos spalvos gylis esant tam tikram atnaujinimo dažniui reikalauja greitesnių tvarkyklių IC ir daugiau apdorojimo išlaidų.
Srovės valdymas (pastovi srovė).
Alternatyvus arba papildomas būdas yra keisti pavaros srovės dydį, o ne darbo ciklą. Mažesnė srovė sukuria ryškesnį išėjimą; didesnė srovė sukuria šviesesnę išvestį. Praktiškai dauguma LED ekranų sistemų derina abu būdus: grubaus ryškumo valdymą naudojant dabartinį nustatymą ir smulkius pilkos spalvos žingsnius naudojant PWM tame srovės diapazone. Šis hibridinis metodas praplečia efektyvų pilkų atspalvių diapazoną, išlaikant pakankamai aukštą PWM dažnį, kad būtų išvengta mirgėjimo.
Gama kreivė ir jos vaidmuo suvokiant pilkos spalvos tonus
Pilkos spalvos LED ekranuose reiškia ne tik didelį žingsnių skaičių{0}}, bet ir tai, kaip tie žingsniai pasiskirsto pagal žmogaus suvokimą. Žmogaus regėjimo sistema nereaguoja tiesiškai į šviesos intensyvumo pokyčius. Esame jautresni tamsių tonų skirtumams nei šviesiems.
Dėl šios priežasties LED ekranų sistemos taiko gama korekcijos kreivę, kai įvesties signalo vertes susieja su faktiniais LED išvesties lygiais. Įprasta gama vertė 2,2 reiškia, kad ekrane daugiau pilkos spalvos žingsnių sutelkiama į tamsesnę tonų diapazono dalį, atitinkančią žmogaus regėjimo jautrumą. Be gama korekcijos vaizdai bus išplauti šviesiuose ir suspausti šešėliuose.
Gama nustatymo supratimas tampa ypač aktualus, kai ekranas naudojamas su konkrečiu medijos serveriu arba turinio valdymo sistema. Dėl nesutampančios gama tarp šaltinio ir ekrano vaizdai gali pasirodyti per tamsūs arba trūkti šešėlių detalių, net jei abu įrenginiai atskirai kalibruoti teisingai.
Žemas-pilkos atspalvių našumas: tamsiosios pabaigos problema
Vienas iš techniškai sudėtingesnių LED ekranų pilkos spalvos atspalvių aspektų yra sklandžių gradacijų palaikymas labai žemoje šviesumo diapazono dalyje. Kai ekrane reikia rodyti beveik -juodą turinį-blyškiai apšviestą scenos foną arba kino teatro-stiliaus logotipo pristatymą-, skirtumas tarp 1 pilkos spalvos lygio ir 0 lygio (išjungtas) gali būti suvokiamai didelis, jei aparatinėje įrangoje trūksta pakankamai bitų gylio.
Kai kurie gamintojai tai sprendžia tokiais būdais kaip:
- Virtualus bitų gylio išplėtimas: Apdorojimo algoritmai, kurie kinta tarp gretimų pilkų atspalvių lygių keliuose kadruose ir efektyviai imituoja smulkesnius veiksmus, nei gali atlikti viena aparatinė įranga.
- Žema-pilkų tonų srovės kompensacija: Pavaros srovės reguliavimas specialiai žemoje pilkos spalvos diapazono dalyje, kad mažiausi žingsneliai būtų nuoseklesni ir suvokiami vienodesni.
Šios technologijos yra įdiegtos vairuotojo IC ir priėmimo kortelės lygiu, o jų kokybė skiriasi tarp tiekėjų. Vertinant ekraną programoms, kurioms reikia išplėstinių tamsių tonų-transliavimo studijos, modeliavimo aplinkos, aukštos klasės-mažmeninės prekybos-, verta paprašyti demonstracinės medžiagos, specialiai sukurtos atskleisti žemą-pilkos atspalvių našumą.
Praktinės taikymo pasekmės
Pilkos spalvos ekrano reikalavimai labai priklauso nuo jo paskirties:
| Taikymas | Pilkų tonų prioritetas | Pastabos |
|---|---|---|
| Lauko reklaminis stendas | Vidutinis | Žiūrima esant stipriam aplinkos apšvietimui; subtilios gradacijos, mažiau matomos per atstumą |
| Vidaus mažmeninės prekybos arba įmonės ekranas | Aukštas | Maži žiūrėjimo atstumai leidžia matyti juostų artefaktus |
| Transliacijos / TV studijos fonas | Labai aukštas | Fotoaparato fiksavimas sustiprina bet kokią juostą; reikalingas didelis bitų gylis ir stabili gama |
| Scenos / koncerto nuoma | Aukštas | Tamsioms scenoms ir ryškiems apšvietimo perėjimams reikalingas sklandus žemos{0}}pilkos spalvos tonas |
| Valdymo kambarys / stebėjimo siena | Labai aukštas | Analitiniam turiniui reikalingas tikslus tonų atkūrimas |
Ką reikia patikrinti specifikacijose
Peržiūrėdami LED ekrano duomenų lapus arba prašant techninės informacijos iš tiekėjo, šie punktai yra tiesiogiai susiję su pilkų atspalvių našumu:
- Pilkų atspalvių lygiai: ieškokite kanalo bitų gylio (pvz., 16-bitų apdorojimas, 65 536 lygiai). Atminkite, kad „apdorojimo bitų gylis“ ir „fizinis bitų gylis“ gali skirtis,{7}}kai kurios sistemos apdoroja 8 bitų įvesties signalą viduje.
- Atnaujinimo dažnis: Didesni atnaujinimo dažniai paprastai palaiko geresnį pilkų atspalvių našumą, nes sumažina PWM dažnio ir pilkų atspalvių skyros{0}}nuolaidą.
- Gama parinktys: patvirtinkite, ar ekranas palaiko reguliuojamą gama ir ar jį galima suderinti su jūsų turinio šaltiniu.
- Žemo-pilkų tonų našumo dokumentai: paklauskite, ar tiekėjas gali pateikti pilkos spalvos tiesiškumo duomenis arba tiesioginę demonstraciją esant žemam šviesumo lygiui.
Santrauka
Pilkos spalvos gylis yra vaizdo kokybės veiksnys, kuris veikia žemiau matomų specifikacijų paviršiaus. Dėl netinkamų pilkos spalvos tonų atsiranda juostų artefaktų, prastai atkuriami šešėliai ir mirgėjimas, kuris paveikia ir žiūrinčiuosius, ir fotoaparatus. Techninis įgyvendinimas-PWM dažnis, srovės valdymas, tvarkyklės IC bitų gylis, gama apdorojimas-reikšmingai skiriasi skirtinguose gaminiuose ir tiesiogiai veikia ekrano veikimą sudėtingoje vaizdinėje aplinkoje. Vertinant pilkos spalvos tonus kartu su ryškumu ir pikselių žingsniu, gaunamas išsamesnis ekrano galimybių vaizdas.