Home Как да изберем LCD монитор Цветопредаване


Достоверността на възпроизвеждането на цветовата гама на монитора зависи от много параметри, най-важните от които са гама корекцията, цветовата температура и разредността на матрицата.

Цветовъзпроизвеждането на монитора се описва с т.нар. цветови криви, показващи зависимостта между входящия и изходящия сигнал. Цветовите криви са нелинейни и имат вида Out=Inγ, където Out е изходящият, а In – входящият сигнал. Максималният входящ сигнал се приема за равен на 1, а минималният – на 0. Равномерното увеличаване на входящия сигнал би трябвало да доведе до равномерно увеличаване и на изходящия, т.е. устройството би трябвало да е линейно. В реалния свят обаче абсолютно линейно устройство не съществува. На практика равномерното увеличаване на входящия сигнал води до неравномерна промяна на изходящия. Всъщност нулевото и максималното значение на двата сигнала съответстват, но всички останали значения между тях силно се различават. Така например половината от входящия сигнал съответства едва на 1/4 от изходящия.

 

Методиката, която е разработена за компенсиране на нелинейността на устройствата, е именно гама корекцията (среща се също и като „линеаризация“). Тя представлява процес на построяване на преобразуваща функция, обратна на гама функцията. „Налагането“ на двете функции води до компенсация на внесените изкривявания и линейност на предаването. След линеаризацията резултатната гама функция става равна на 1.

 



Вляво – линейно и вдясно – нелинейно устройство

 



Принцип на линеаризация на нелинейно устройство чрез използване на гама корекция. При наслагването на двете функции, резултантната гама става равна на 1

Както е добре известно, в продължение на много години в типичните за полиграфията и други области дейности, свързани с точно цветопредаване, са били използвани Apple компютрите, за които стойността на γ е 1,8. По същото време за стандарт на персоналните компютри, работещи под Windows, се е приемала стойност 2,5. Това било свързано с особеностите на работата на електронно-лъчевата тръба, която сама по себе си има γ 2,45–2,55. Когато обаче сферите на дейност, при които били използвани двата вида компютри, се „пресекли“, възникнал сериозен проблем – изображенията, обработени на Apple, се възпроизвеждали некоректно на компютрите, работещи под Windows, и обратното. За излизане от тази ситуация Microsoft и Hewlett-Packard, към които по-късно се присъединили и Pantone и Corel, разработили стандарта sRGB. Съгласно този стандарт стойността на γ трябва да бъде 2,2, а цветовата температура – 6500 K. Тази междинна стойност дала възможност изображенията, обработвани и в двете системи, да бъдат възпроизвеждани с минимално отклонение.

Все още много източници препоръчват след линеаризацията гама функцията да бъде 1,8. Тази цифра исторически е била приемана тогава, когато лазерният принтер е бил единственото изходно устройство за издателските системи. В днешно време, с появата на системата за управление на цветовете (Color Management System) и развитието на програмите за обработка на изображения, които могат самостоятелно да се настройват спрямо характеристиките на изходното устройство, и да осъществяват необходимите преобразувания на файловете, общото значение на гама функцията е по-добре да бъде равно на 1. Към предимствата на стойността 1 може да се прибави възможността за по-точно регулиране, особено в полутоновете и сенките.

Ако за CRT мониторите γ 2,5 е естествена стойност, дължаща се на самото устройство, и корекцията ù не представлява особена трудност, при LCD екраните въпросът не стои така. В тях предавателната характеристика няма нищо общо с гладката степенна функция, защото електрониката на монитора трябва да се приспособи изкуствено, отчитайки реалните характеристики на панела. Резултатът – кривата не само, че не съвпада с теоретичната, но в зависимост от входящия сигнал може да бъде по-ниска или по-висока от нея. На практика това означава, че, ако реалната крива минава по-високо от идеалната в тъмните тонове, но по-ниско в светлите, мониторът ще изобразява тъмните тонове като по-светли, а светлите – като по-тъмни, отколкото са в действителност. И тъй като характерът на отклонението зависи от нивото на сигнала, коригирането на изображението може да се направи само чрез правилно създадени цветови профили. А промяната на яркостта и контраста влияе еднакво на цялата крива, а не само на отделни участъци от нея.

Да не забравяме и още нещо – мониторът има всъщност не една, а три гама функции, различаващи се една от друга в някаква степен. Това се дължи на факта, че цветовете на екрана се получават от трите основни цвята – червен, зелен и син, а всеки от тях си има своята нелинейност. Може да се получи доста сложна ситуация, при която при едно ниво на сигнала например по-високо ще бъде нивото на синьото, а при друго – на червеното. Вследствие на това неутрално сивият цвят на монитора ще бъде леко оцветен в зависимост от това дали доминира синият или червеният цвят. Очевидно чрез обичайните настройки на RGB тази грешка не може да бъде отстранена, защото те влияят на цялата крива, а не само на отделни участъци от нея.

Изводът, който може да се направи тук, е, че във връзка с особеностите на работа и настройките на LCD екраните, цветовите профили и калибрирането имат съществено по-голямо значение, отколкото при CRT мониторите. Ако на конвенционалните монитори с електронно-лъчева тръба коректно направеният цветови профил обикновено променя в малка степен яркостта и общата тоналност на изображението, то при LCD екраните измененията могат да се окажат значителни. Това е от особена важност за работещите в областта на полиграфията и други дейности, изискващи много точно цветово възпроизвеждане, а въпросът дали да се направи цветови профил на LCD монитора или не, въобще не подлежи на обсъждане. Отговорът е еднозначен – при подобни професии некалибрираният „плосък“ монитор е неизползваем.

Следващият много важен параметър на изображението от гледна точка на цветопредаването е цветовата температура. Най-просто казано, тя определя тоналността на изображението на екрана на монитора. Колкото по-ниска е цветовата температура, толкова „по-топли“ са цветовете. Работата е там, че при човешкото око понятието „абсолютно бял цвят“ не съществува. Очите се адаптират според различните светлинни условия и в зависимост от тях може да се възприемат няколко различни цвята вместо бял. Затова в зависимост от околната осветеност изображението на екрана ще се възприема като „по-топло“ или „по-студено“.

За компенсиране на този ефект в мониторите е предвидено регулиране на цветовата температура, позволяващо мониторът да се настрои така, че в конкретни условия белият цвят да изглежда наистина бял, а не синкав или жълтеникав.

Цветовата температура се измерва в градуси Келвин (К) и е равна на температурата на абсолютно черно тяло, излъчващо в същия спектър. Най-широко разпространени в съвременните монитори са следните стойности на цветовата температура:

» 5500 К – била е въведена от специалистите на Kodak под името Daylight.
» 6500 К – използва се при обработка на изображения предимно за предпечат. За сравнение – 6000 К е цветовата температура, съответстваща на ярката слънчева светлина при безоблачно небе, а 6500–7000 К – при леко заоблачено небе.
» 9300 К – цветова температура на лека сянка в ясен ден. Дава на изображението леко синкав оттенък. Препоръчително е да се използва само в помещения с лампи, светещи със студена, синкава светлина, характерна за сравнително стари модели такива лампи.

Съгласно стандарта sRGB оптималната цветова температура е 6500 К.

При повечето монитори с електронно-лъчева тръба настройката на цветовата температура не е особен проблем. В LCD мониторите обаче това не е толкова лесно. Първо, в повечето от тях не е предвиден плавен преход между отделните стойности (ако стъпката на промяна е по-висока от 500 К, не може да се говори за плавен преход). Повечето LCD монитори имат в настройките си 2 до 5 зададени варианта на цветовата температура, включително и възможност за промяната ù ръчно чрез регулиране на трите основни цвята поотделно. По подразбиране обикновено тя е зададена на 5500–7500 К.

Второ, за много LCD екрани различните от зададената по подразбиране цветова температура са почти неизползваеми. Често вместо „меко“ изменение на тоналността на изображението при намаляване на цветовата температура сивият цвят приема силен розов или червеникав оттенък, като в същото време белият се променя съвсем малко. Аналогична е ситуацията и с повишаване на температурата – сивият цвят придобива синкав оттенък, а белият цвят или не се променя, или тази промяна е съвсем незначителна. Такъв дисбаланс между температурата на белия и сивия цвят влияе отрицателно на изображението и потребителите се принуждават да я настройват ръчно, променяйки цветовата температура на трите основни цвята поотделно. Другият вариант, разбира се, е да се използва фабричната ù настройка. За жалост и тя не е гаранция за коректен баланс между белия и сивия цвят.

Редно е да се каже, че не всички LCD монитори притежават този недостатък. Има модели с плавна регулация на цветовата температура (през стъпка 100 К) и с добре балансирани сив и бял цвят. Но самият факт, че съществува възможност от проблем, логично води до извода, че при купуване на LCD монитор трябва да се обърне сериозно внимание на цветовата температура.

И третият основен показател за правилното цветовъзпроизвеждане е разредността на матрицата. Съвременните графични адаптери работят с 24-битов цвят (на всеки един от трите цвята по 8 бита). Това гарантира възпроизвеждането на 16,7 млн. цветови оттенъка. Най-модерните графични карти са с 32-битов цвят, като имат допълнителна 8-битова сива маска. И докато CRT мониторите са аналогови устройства и понятието „брой на цветовете“ за тях пряко е неприложимо, на LCD матрицата се подава цифров сигнал, за който понятието има толкова важно значение, колкото и за графичните адаптери.

Повечето от 17-инчовите матрици имат 18-битово цветопредаване и могат да изобразяват не повече от 262 144 цвята. Опитът за пряко възпроизвеждане на 24-битовото пространство на видеокартата на 18-битова матрица води до не чак толкова добри резултати – просто „излишните“ цветове се „отрязват“ и става практически невъзможно да се работи с графика или с фотографии. Всички плавни градиенти стават „плоски“, с резки и много силно забележими преходи между цветовете.

Всъщност, говори ли се за цвят и скорост, за отлично съчетанието между тези две характеристики не може да се говори. Всички високоскоростни LCD монитори намаляват броя на битовете на всеки цвят от 8 на 6. Тази 6-битова дълбочина обаче води до изобразяването на много по-малко цветове – 262 144 срещу 16 777 216 за 8-битовата. Как се справят производителите с този проблем?

Един от методите за отстраняването му е чрез изкуственото „заглаждане“ на цветовите преходи в мониторите и не е добър. Той се състои в това, че недостъпните за видеосистемата цветове се възпроизвеждат като „смес“ от точки с различен цвят. Очевидно при необходимост да се възпроизведе линия с дебелина 1 пиксел например, „заглаждането“ на цветовите преходи ще даде силно неудовлетворителен резултат. Подобен метод е подходящ само за достатъчно големи едноцветни участъци. Ето защо в LCD панелите се използва технология за покадрова смяна на цвета. Ако е необходимо да се възпроизведе точка с „отсъстващ“ от матрицата цвят, вместо една точка последователно се изобразяват 2 точки с цветове, най-близки до желания – едната по-светла, другата по-тъмна. Цветовете се сменят с честота, равна на кадровата, благодарение на което човешкото око възприема „усреднен“ цвят, много близък до този, който трябва да се възпроизведе на екрана. Този метод се нарича Frame Rate Control (FRC) и позволява получаването на 16,2 млн. цвята на 18-битов монитор, като трябва да се има предвид, че, въпреки всичко, част от цветовете се губи безвъзвратно и никакви способи не могат да компенсират изцяло „недостатъчните“ 6 бита.

Качеството на реализацията на FRC силно се различава в различните модели LCD монитори, но за разлика от истинската разрядност на матрицата, лесно може да се провери чрез някоя от програмите за тестване на монитори (като например PassMark). Те извеждат на екрана плавни цветови градиенти (от черно до един от трите основни цвята). На такова изображение различаването на цветовите преходи е или много трудно, или невъзможно, тъй като човешкото око теоретично може да различава 256 оттенъка, а именно толкова се получават при използването на 8-битови данни на всеки цветови канал. Реализацията на FRC може да се смята за успешна, ако на плавния градиент не се виждат рязко отсечени граници, получени от преходите между нюансите. В случай, че такива има, значи в монитора или въобще не е вградена функцията FRC, или тя не е достатъчно добра. Такъв монитор може да се използва при работа с текст, но за обработка на изображения и работа с цветове е крайно неподходящ.

Как да разберем дали LCD мониторът използва 8-битова или 6-битова дълбочина на всеки основен цвят? По принцип почти нито един производител не обявява тази характеристика. Повечето пишат в спецификациите си общия брой на цветовете. Базирайки се на предположения можем да кажем, че, ако са обявени 16,7 млн. цвята, това означава, че дълбочината на един цвят е 8 бита. Но пише ли 16,2 млн. или 16 млн. цвята, то това е почти сигурен белег, че истинската дълбочина е 6-битова. Да не говорим, че време за реакция под 12 ms би могло да се реализира само при 6 бита, а за екраните с над 20 ms вече може да се предположи, че са с 8. Така че при избор на LCD монитор имайте предвид всичко, изложено във връзка с дълбочината на цвета и времето за реакция.

 

Тази сатия е предоставена с любезното съдействие на  Ваня Абаджиева Бучел 

Количка

VirtueMart
Количката Ви е празна.

Вход в Магазина

Вход и регистрация за всички настоящи и бъдещи клинти в електронният магазин. __________________________





Ако желаете Вашият акаунт да бъде изтрит пишете на shop@div-ltd.com