Գույների մշակման համակարգ LED հեռուստացույցների վրա

LED (լույս արձակող դիոդ) հեռուստացույցները դարձել են տներում և հասարակական տարածքներում ցուցադրման սարքերի ոսկե ստանդարտը, քանի որ դրանք ապահովում են պայծառ պատկերներ, բարակ են, էներգաարդյունավետ և համեմատաբար մատչելի։ Չնայած հաճախ անվանվում են «LED հեռուստացույցներ», այս սարքերի մեծ մասը իրականում LCD հեռուստացույցներ են, որոնք օգտագործում են LED լուսավորություն։ Մեր տեսած պատկերի որակը, մասնավորապես՝ գույների ճշգրտությունը, կոնտրաստի մակարդակը և աստիճանականությունը, որոշվում է ոչ միայն ցուցադրման վահանակով, այլև կուլիսներում գործող գույների մշակման համակարգով։ Այս հոդվածը քննարկում է, թե ինչպես է LED հեռուստացույցի գույնը մշակվում ազդանշանի աղբյուրից՝ վերջնական արդյունքում հարուստ, բնական պատկեր ստանալու համար։

1. Տեսաազդանշանից մինչև տեսանելի գույն

Ըստ էության, հեռուստացույցը պատկերի ազդանշանը ստանում է թվային կամ անալոգային ձևով (օրինակ՝ HDMI, թվային հեռարձակումներ կամ հոսքային մեդիա): Այս ազդանշանը փոխանցում է լուսավորության (պայծառության) և գունային երանգի (գույնի) մասին տեղեկատվություն, սովորաբար YCbCr կամ RGB նման ձևաչափերով: Էկրանին ցուցադրվելուց առաջ այս տվյալները պետք է մշակվեն պատկերի մշակիչի (տեսամշակիչի) կողմից: Այս պրոցեսորը պատասխանատու է բազմաթիվ բաների համար՝ աղմուկի նվազեցում, սրության բարելավում, շարժման բարելավում և, ամենակարևորը, այս համատեքստում՝ գույների փոխակերպում և համապատասխանեցում՝ վահանակի բնութագրերին:

Շատ տեսաաղբյուրներում գունային տեղեկատվությունը կոդավորվում է ենթանմուշառմամբ, օրինակ՝ 4:2:0, արդյունավետության համար: Սա նշանակում է, որ գունային մանրամասները սեղմվում են ավելի շատ, քան պայծառության մանրամասները: Այնուհետև հեռուստացույցը կատարում է քրոմայի վերնամուշառում՝ գունային լուծաչափը «վերականգնելու» համար, կանխելով էկրանի պիքսելավորված տեսքը՝ փոքր տեքստով կամ բարակ գունավոր գծերով:

2. LCD վահանակ, LED լուսավորություն և գունային ֆիլտրերի դերը

LED հեռուստացույցները սովորաբար օգտագործում են LCD (հեղուկ բյուրեղային էկրան) վահանակներ: LCD վահանակները լույս չեն արձակում, այլ կարգավորում են LED լուսավորության լույսի քանակը: Այս լուսավորության լույսը սովորաբար սպիտակ է (սպիտակ LED) կամ որոշակի սպեկտրի համադրություն: Այնուհետև լույսն անցնում է յուրաքանչյուր ենթապիքսելի վրա տեղադրված RGB (կարմիր, կանաչ և կապույտ) գունային ֆիլտրի միջով: Այս երեք ենթապիքսելների համակցված ինտենսիվությունը ստեղծում է միլիոնավոր գույներ:

ՀԱՐՑ Հակաայրման տեխնոլոգիայով հեռուստացույցի պատրաստում

Գույնի որակը մեծապես կախված է հետևյալից.
– LED լուսավորության սպեկտր. Որքան «մաքուր» է սպեկտրը, այնքան ավելի լայն է գունային դիապազոնը (գամման), որը կարելի է ստանալ։
– Գունային ֆիլտրի որակը. Լավ ֆիլտրը կարող է ստանալ ավելի մաքուր կարմիր, կանաչ և կապույտ գույներ:
– Պանելի արդյունավետություն. Ներառում է լույսը արգելափակելու հնարավորություններ՝ մուգ գույների և դիտման անկյան կայունության համար։

Միջին և բարձրակարգ հեռուստացույցներում շատ արտադրողներ օգտագործում են այնպիսի տեխնոլոգիաներ, ինչպիսին է Quantum Dot-ը (QLED)՝ լույսի սպեկտրի մաքրությունը բարձրացնելու համար, որպեսզի գույները լինեն ավելի հարուստ, իսկ գամմայի միջակայքը՝ ավելի լայն։

3. Գունային տարածություն և գամմա

Հեռուստացույցի գունային մշակման համակարգը պետք է էկրանը հարմարեցնի գունային տարածության որոշակի ստանդարտի: Որոշ տարածված ստանդարտներ են՝
– sRGB / Rec.709: Տարածված է HD հեռուստատեսային հեռարձակումների և SDR (Ստանդարտ դինամիկ տիրույթ) բովանդակության մեծ մասի համար:
– DCI-P3: Լայնորեն օգտագործվում է կինոթատրոնային բովանդակության և որոշ HDR բովանդակության մեջ:
– Rec.2020: Նպատակը՝ շատ լայն գամմայով UHD/HDR բովանդակություն, չնայած ոչ բոլոր հեռուստացույցներն են ի վիճակի դա լիարժեք իրականացնել։

Երբ բովանդակությունը ստացվում է Rec.709 ձևաչափով, հեռուստացույցը համապատասխանեցնում է գույները՝ էկրանին ճիշտ ցուցադրելու համար: Այնուամենայնիվ, եթե բովանդակությունը HDR է՝ ավելի լայն գամմայի թիրախով, հեռուստացույցը պետք է կատարի գունային գամմայի համապատասխանեցում՝ գունային տեղեկատվությունը վահանակի հնարավորություններին հարմարեցնելու համար: Եթե այս համապատասխանեցումը ճշգրիտ չէ, գույները կարող են գերհագեցած կամ նույնիսկ գունաթափված թվալ:

4. Բիթային խորություն և գույնի աստիճանավորում

Թվային գույները ներկայացված են թվային արժեքներով: Որքան բարձր է բիթային խորությունը, այնքան ավելի հարթ է գրադիենտը: Ժամանակակից հեռուստացույցները սովորաբար աջակցում են.
– 8-բիթ (մոտավորապես 16,7 միլիոն գույն) SDR-ի համար,
– 10-բիթ (ավելի քան 1 միլիարդ գունային տատանումներ) HDR-ի համար,
– Կա նաև «8-բիթ + FRC» (Frame Rate Control) վահանակ, որը մոդելավորում է 10-բիթը՝ ժամանակային տատանմամբ։

Գույների մշակման համակարգը նաև նվազեցնում է գունային գոտիավորումը, երկնքում տեսանելի գրադիենտային գծերը կամ մեղմ ստվերները: Տատանման և գրադիենտացիայի հարթեցման նման գործառույթները կարող են օգնել ստեղծել ավելի հարթ գունային անցումներ:

5. Սպիտակի հավասարակշռություն, գունային ջերմաստիճան և գամմա

Գույների ճշգրտությունը միայն կարմիր-կանաչ-կապույտ երանգի մեջ չէ, այլև ճիշտ «սպիտակ» երանգի։ Չափազանց կապտավուն սպիտակները պատկերը դարձնում են սառը, մինչդեռ չափազանց դեղնավուն սպիտակները՝ տաք։ Հեռուստացույցները սովորաբար առաջարկում են գունային ջերմաստիճանի ռեժիմներ, ինչպիսիք են՝ «Սառը», «Նորմալ» և «Տաք»։ Ըստ լռելյայնի, ֆիլմեր և այլ բովանդակություն ճշգրիտ դիտելու համար ընդհանուր նպատակը D65-ն է (մոտ 6500K):

ՀԱՐՑ Հեռուստատեսային արտադրության մեթոդներ 8K տեխնոլոգիայով

Բացի այդ, կա մի կարևոր պարամետր, որը կոչվում է գամմա (SDR-ի համար) կամ փոխանցման կոր, ինչպիսիք են PQ-ն (ST.2084) և HLG-ն (HDR-ի համար): Գամման կարգավորում է, թե ինչպես են ցուցադրվում միջին երանգները: Եթե գամման չափազանց բարձր է, պատկերը թվում է ավելի մուգ և ավելի կոնտրաստային, իսկ եթե այն չափազանց ցածր է, պատկերը թվում է խամրած:

Գույների մշակման համակարգը կմիավորի սպիտակի հաշվեկշիռը, գամման և գույների կառավարման կարգավորումները՝ ապահովելու համար, որ վերջնական արդյունքը համապատասխանի օգտատիրոջ չափանիշներին կամ նախասիրություններին։

6. Գույների կառավարման համակարգ (CMS)

Ժամանակակից հեռուստացույցներից շատերն ապահովում են CMS, որը գունային պարամետրերն ավելի մանրամասն կարգավորելու համակարգ է, որը սովորաբար ներառում է.
– Գույն (երանգ),
– Հագեցածություն,
– Լուսավորություն (գույնի պայծառություն):

CMS-ը թույլ է տալիս կարգավորել հիմնական (RGB) և երկրորդային (CMY) գույները՝ մոտավոր հաշվարկային չափանիշներին համապատասխան։ Մասնագիտական կարգավորման դեպքում տեխնիկները օգտագործում են գունաչափ կամ սպեկտրառադիոմետր՝ վահանակի ելքային ազդանշանը չափելու համար, այնուհետև կարգավորում են CMS-ը և սպիտակի հաշվեկշիռը՝ գունային ցածր սխալ (Դելտա E) հասնելու համար։

7. HDR մշակում և տոնային քարտեզագրում

HDR-ը (Բարձր դինամիկ տիրույթ) ընդլայնում է պայծառությունն ու գունային տիրույթը՝ ավելի տեսանելի դարձնելով բաց և մութ մանրամասները: Այնուամենայնիվ, ոչ բոլոր հեռուստացույցներն ունեն նույն գագաթնակետային պայծառության հնարավորությունները: Հետևաբար, հեռուստացույցները կատարում են տոնային քարտեզագրում՝ քարտեզագրելով HDR ազդանշանը, որը, հնարավոր է, նախատեսված է 1000–4000 նիտ (կամ ավելի) համար, որպեսզի համապատասխանի վահանակի հնարավորություններին, օրինակ՝ 500–1000 նիտ:

Տոնի քարտեզագրումը սերտորեն կապված է գույնի հետ, քանի որ HDR-ում գույների հագեցվածությունը հաճախ փոխվում է պայծառության աճին զուգընթաց: Ահա թե ինչու HDR գույների մշակման համակարգերը պետք է պահպանեն բնական տեսք ունեցող գույները պայծառ հատվածներում՝ կանխելով դրանց գունաթափումը կամ «այրումը»:

HDR-ի տարածված ձևաչափերը ներառում են՝
– HDR10 (ստատիկ մետատվյալներ),
– HDR10+ և Dolby Vision (դինամիկ մետատվյալներ),
– HLG (հաճախ օգտագործվում է հեռարձակումների համար):

Դինամիկ մետատվյալները թույլ են տալիս հեռուստացույցին կարգավորել տոնային քարտեզագրումը յուրաքանչյուր տեսարանի կամ յուրաքանչյուր կադրի համար, որպեսզի գույներն ու մանրամասներն ավելի լավ պահպանվեն։

ՀԱՐՑ Ներկառուցված հոսքային հնարավորություններով հեռուստացույց պատրաստելու գործընթացը

8. Տեղային մթագնում և դրա ազդեցությունը գույնի վրա

Լոկալ մարումով (հատկապես Full Array Local Dimming/FALD) LED հեռուստացույցները կարող են մարել լուսավորության որոշակի հատվածներ՝ կոնտրաստը բարձրացնելու համար: Այնուամենայնիվ, այս համակարգը նաև ազդում է գույների ընկալման վրա: Եթե տեղական մարման ալգորիթմը չափազանց ագրեսիվ է, մութ հատվածներում գունային մանրամասները կարող են կորել կամ լույսի «արտահոսք» (լույսի «արտահոսք» պայծառ առարկաների շուրջ): Հետևաբար, գույների մշակումը և լուսավորության կառավարումը պետք է ներդաշնակորեն աշխատեն՝ ստվերներում հարուստ գույները պահպանելու համար՝ առանց կոնտրաստը զոհաբերելու:

9. Պատկերի ռեժիմ և գույն «Համ»

Շատ հեռուստացույցներ առաջարկում են այնպիսի ռեժիմներ, ինչպիսիք են՝ Vivid, Standard, Cinema կամ Filmmaker Mode: Vivid ռեժիմը սովորաբար մեծացնում է հագեցվածությունը, կոնտրաստը և սրությունը՝ այն գրավիչ դարձնելու պայծառ լուսավորված խանութներում, բայց հաճախ զոհաբերում է գույների ճշգրտությունը: Cinema կամ Filmmaker ռեժիմները հակված են ավելի մոտ լինել ֆիլմարտադրության ստանդարտներին և ապահովել ավելի բնական գույներ:

Բացի այդ, որոշ հեռուստացույցներ ունեն լրացուցիչ գործառույթներ, ինչպիսիք են «Կենդանի գույն», «Գույնի ուժեղացուցիչ» կամ «Դինամիկ կոնտրաստ», որոնք հարմարվողաբար կարգավորում են գույները: Այս գործառույթները կարող են օգտակար լինել որոշ բովանդակության համար, բայց ճշգրտությանը կենտրոնացած օգտատերերի համար դրանք հաճախ ավելի լավ է բաց թողնել:

10. Քեսիմպուլան

LED հեռուստացույցի գունային մշակման համակարգը գործընթացների բարդ շարք է, որը տեսատվյալները վերածում է հարմարավետ, ճշգրիտ և գրավիչ գունային էկրանի: Գունային ձևաչափի փոխակերպումից մինչև գամմայի քարտեզագրում, սպիտակի հավասարակշռության կարգավորումներ, գամմա, CMS, մինչև HDR մշակում և տոնային քարտեզագրում՝ բոլորը դեր են խաղում տեսողական որակի որոշման մեջ: Վերջնական արդյունքի վրա ազդում են նաև սարքի ֆիզիկական հնարավորությունները՝ հետին լուսավորության սպեկտրը, գունային ֆիլտրի որակը, վահանակի բիթային խորությունը և տեղական մարման ալգորիթմը:

Գույների մշակման աշխատանքի սկզբունքը հասկանալը օգնում է օգտատերերին ընտրել ճիշտ պատկերի ռեժիմը, կատարել ավելի տեղեկացված կարգավորումներ կամ նույնիսկ կարգավորել՝ հղման գույներին ավելի մոտ ստանալու համար: Այսպիսով, LED հեռուստացույցները ցուցադրում են ոչ միայն «պայծառ» պատկերներ, այլև վառ, հավասարակշռված գույներ, որոնք համապատասխանում են բովանդակության ստեղծողի մտադրությանը:

Թողեք մեկնաբանություն Բատալկան բալասան