Систем за обработка на бои на LED телевизори
LED (диоди што емитуваат светлина) телевизорите станаа златен стандард за уреди за прикажување во домовите и јавните простори бидејќи нудат светли слики, се тенки, енергетски ефикасни и релативно достапни. Иако често се нарекуваат „LED телевизори“, повеќето од овие уреди се всушност LCD телевизори кои користат LED позадинско осветлување. Квалитетот на сликата што ја гледаме - особено точноста на бојата, нивоата на контраст и градациите - се одредува не само од екранот, туку и од системот за обработка на бои што работи зад сцената. Оваа статија дискутира за тоа како бојата на LED телевизорот се обработува од изворот на сигналот за на крајот да се појави како богата, природна слика.
1. Од видео сигнал до видлива боја
Во суштина, телевизорот прима сликовен сигнал во дигитална или аналогна форма (на пр., HDMI, дигитални емитувања или стриминг медиуми). Овој сигнал носи информации за луминансата (осветленост) и хроминансата (боја), обично во формати како YCbCr или RGB. Пред да бидат прикажани на екранот, овие податоци мора да бидат обработени од процесор за слики (видео процесор). Овој процесор е одговорен за многу работи: намалување на шумот, подобрување на острината, подобрување на движењето и, најважно во овој контекст, конверзија и мапирање на боите за да одговараат на карактеристиките на панелот.
Во многу видео извори, информациите за бојата се кодираат со подсемплирање, како на пример 4:2:0, за ефикасност. Ова значи дека деталите за бојата се компресирани повеќе од деталите за осветленоста. Потоа телевизорот врши зголемување на хроматското семплирање за да ја „врати“ резолуцијата на бојата, спречувајќи екранот да изгледа пикселизиран со мал текст или тенки обоени линии.
2. LCD панел, LED позадинско осветлување и улогата на филтрите за бои
LED телевизорите генерално користат LCD (екран со течни кристали) панели. LCD панелите самите не емитуваат светлина, туку регулираат колку светлина од LED позадинското осветлување пропушта да помине. Светлината од ова позадинско осветлување е обично бела (бела LED) или специфична комбинација на спектар. Светлината потоа поминува низ RGB (црвена, зелена и сина) филтер за бои на секој подпиксел. Комбинираниот интензитет на овие три подпиксели создава милиони бои.
Квалитетот на бојата е во голема мера под влијание на:
– Спектар на LED позадинско осветлување: Колку е „почист“ спектарот, толку е поширок опсегот на бои (гама) што може да се постигне.
– Квалитет на филтерот за бои: Добриот филтер е способен да произведе почиста црвена, зелена и сина боја.
– Перформанси на панелот: Вклучува можности за блокирање на светлината за темни бои и стабилност на аголот на гледање.
Кај телевизорите од средна и висока класа, многу производители користат технологии како што е Quantum Dot (QLED) за да ја зголемат чистотата на светлосниот спектар, така што боите се побогати, а опсегот на гама е поширок.
3. Простор на бои и гама
Системот за обработка на бои на телевизорот мора да го прилагоди екранот на специфичен стандард за простор на бои. Некои вообичаени стандарди се:
– sRGB / Rec.709: Вообичаено за HD ТВ емитувања и поголемиот дел од SDR (стандарден динамички опсег) содржини.
– DCI-P3: Широко се користи во кино содржини и некои HDR содржини.
– Rec.2020: Цел за UHD/HDR содржина со многу широк спектар, иако не сите телевизори се способни да го постигнат тоа во целост.
Кога содржината доаѓа во Rec.709, телевизорот ги мапира боите за правилно прикажување на панелот. Меѓутоа, ако содржината е HDR со поширока целна гама, телевизорот мора да изврши мапирање на гамата на бои за да ги прилагоди информациите за бојата на можностите на панелот. Ако ова мапирање не е точно, боите може да изгледаат презаситени или дури и избледени.
4. Длабочина на битови и градација на бои
Дигиталните бои се претставени со нумерички вредности. Колку е поголема длабочината на битовите, толку е помазна градацијата. Современите телевизори обично поддржуваат:
– 8-битни (приближно 16,7 милиони бои) за SDR,
– 10-битни (над 1 милијарда варијации на бои) за HDR,
– Исто така, постои панел „8-битен + FRC“ (контрола на брзината на сликите) кој симулира 10-битен со временско разместување.
Системот за обработка на бои, исто така, работи на намалување на лентите во боја, видливите градиентни линии на небото или меките сенки. Функции како што се разместување и измазнување на градацијата можат да помогнат во создавање порамни транзиции на бои.
5. Баланс на белата боја, температура на бојата и гама
Точноста на боите не е само за црвено-зелено-сина, туку и за вистинската „бела“. Премногу синкастите бели бои ја прават сликата да изгледа ладна, додека премногу жолтеникавите бели бои ја прават топла. Телевизорите обично нудат режими на температура на боите како „Ладно“, „Нормално“ и „Топло“. Стандардно, за прецизно гледање филмови и друга содржина, честа цел е D65 (околу 6500K).
Дополнително, постои важен параметар наречен гама (за SDR) или крива на пренос, како што се PQ (ST.2084) и HLG (за HDR). Гамата контролира како се прикажуваат средните тонови. Ако гамата е превисока, сликата изгледа потемна и поконтрастна; ако е прениска, сликата изгледа избледена.
Системот за обработка на бои ќе ги интегрира поставките за баланс на белата боја, гама и управување со боите за да се осигури дека конечниот резултат ги исполнува стандардите или преференциите на корисниците.
6. Систем за управување со бои (CMS)
Многу модерни телевизори нудат CMS, што е систем за подетално прилагодување на параметрите на бојата, кој обично вклучува:
– Нијанса (боја),
– Заситеност,
– Луминанса (осветленост на бојата).
CMS овозможува прилагодување на примарните (RGB) и секундарните (CMY) бои за да се приближат до референтните стандарди. Во професионалната калибрација, техничарите користат колориметар или спектрорадиометар за да го измерат излезот на панелот, а потоа го прилагодуваат CMS и балансот на белата боја за да постигнат мала грешка во бојата (Делта E).
7. HDR обработка и мапирање на тонови
HDR (Висок динамички опсег) ја проширува осветленоста и опсегот на бои, правејќи ги светлите и темните детали повидливи. Сепак, не сите телевизори имаат исти можности за максимална осветленост. Затоа, телевизорите вршат мапирање на тонови: мапирање на HDR сигнал, можеби дизајниран за 1000–4000 нити (или повеќе), за да одговара на можностите на панелот, како што се 500–1000 нити.
Мапирањето на тонот е тесно поврзано со бојата, бидејќи во HDR, сатурацијата на бојата често се менува со зголемувањето на луминансата. Затоа системите за обработка на бои HDR мора да одржуваат природни бои во светлите области, спречувајќи ги да избледат или „изгорат“.
Вообичаените HDR формати вклучуваат:
– HDR10 (статички метаподатоци),
– HDR10+ и Dolby Vision (динамички метаподатоци),
– HLG (често се користи за емитувања).
Динамичките метаподатоци му овозможуваат на телевизорот да го прилагодува мапирањето на тоновите по сцена или по кадар, така што боите и деталите ќе бидат подобро зачувани.
8. Локално затемнување и неговото влијание врз бојата
LED телевизорите со локално затемнување (особено Full Array Local Dimming/FALD) можат да затемнат одредени области од задното осветлување за да го зголемат контрастот. Сепак, овој систем влијае и на перцепцијата на боите. Ако алгоритмот за локално затемнување е премногу агресивен, деталите во бојата во темните области може да се изгубат или може да се појави цветање („протекување“ на светлината околу светли објекти). Затоа, обработката на боите и контролата на задното осветлување мора да работат во хармонија за да се одржат богатите бои во сенките без да се жртвува контрастот.
9. Режим на слика и боја „Вкус“
Многу телевизори нудат режими како што се Vivid, Standard, Cinema или Filmmaker режим. Режимот Vivid обично ја зголемува сатурацијата, контрастот и острината за да го направи привлечен во светло осветлени малопродажни простори, но честопати ја жртвува точноста на боите. Cinema или Filmmaker режимот имаат тенденција да бидат поблиску до стандардите за филмска продукција и да испорачуваат поприродни бои.
Дополнително, некои телевизори имаат дополнителни функции како „Live Color“, „Color Enhancer“ или „Dynamic Contrast“, кои адаптивно ги прилагодуваат боите. Овие функции можат да бидат корисни за одредена содржина, но за корисниците фокусирани на точноста, тие често е најдобро да се изостават.
10. Кесимпулан
Системот за обработка на бои кај LED телевизорот е сложена низа процеси што ги конвертираат видео податоците во удобен, прецизен и привлечен дисплеј во боја. Од конверзија на формат на бои, мапирање на гамата, поставки за баланс на белата боја, гама, CMS, до HDR обработка и мапирање на тонови - сите играат улога во одредувањето на визуелниот квалитет. Конечниот резултат е под влијание и на физичките можности на уредот: спектар на задното осветлување, квалитет на филтерот за бои, длабочина на битови на панелот и алгоритам за локално затемнување.
Разбирањето на тоа како функционира обработката на бои им помага на корисниците да го изберат вистинскиот режим на слика, да направат поинформирани поставки или дури и да калибрираат за да постигнат бои поблиски до референтните. На овој начин, LED телевизорите не прикажуваат само „светли“ слики, туку и живописни, избалансирани бои што одговараат на намерата на создавачот на содржината.
