Систем за обраду боја на ЛЕД телевизорима
ЛЕД (светлеће диоде) телевизори су постали златни стандард за уређаје за приказивање у домовима и јавним просторима јер нуде светле слике, танки су, енергетски ефикасни и релативно приступачни. Иако се често називају „ЛЕД телевизорима“, већина ових уређаја су заправо ЛЦД телевизори који користе ЛЕД позадинско осветљење. Квалитет слике који видимо – посебно тачност боја, нивои контраста и градације – одређује се не само панелом екрана, већ и системом за обраду боја који ради иза сцене. Овај чланак говори о томе како се боја на ЛЕД телевизору обрађује из извора сигнала да би се на крају појавила као богата, природна слика.
1. Од видео сигнала до видљиве боје
У суштини, телевизор прима сигнал слике у дигиталном или аналогном облику (нпр. HDMI, дигитални преноси или стримовани медији). Овај сигнал носи информације о луминанци (осветљености) и хроминанци (боји), обично у форматима као што су YCbCr или RGB. Пре него што се прикажу на екрану, ове податке мора да обради процесор слике (видео процесор). Овај процесор је одговоран за многе ствари: смањење шума, побољшање оштрине, побољшање покрета и, што је најважније у овом контексту, конверзију и мапирање боја како би се прилагодиле карактеристикама панела.
У многим видео изворима, информације о боји се кодирају подузорковањем, као што је 4:2:0, ради ефикасности. То значи да су детаљи боје компресовани више од детаља осветљености. Телевизор затим врши надузборивање хрома вредности како би „вратио“ резолуцију боја, спречавајући да екран изгледа пикселизовано са малим текстом или танким обојеним линијама.
2. LCD панел, LED позадинско осветљење и улога филтера у боји
ЛЕД телевизори углавном користе ЛЦД (Liquid Crystal Display) панеле. ЛЦД панели сами не емитују светлост, већ регулишу колико светлости ЛЕД позадинско осветљење пропушта. Светлост из овог позадинског осветљења је обично бела (бела ЛЕД диода) или одређене комбинације спектра. Светлост затим пролази кроз РГБ (црвена, зелена и плава) филтер боја на сваком подпикселу. Комбиновани интензитет ова три подпиксела ствара милионе боја.
На квалитет боје у великој мери утичу:
– Спектар ЛЕД позадинског осветљења: Што је спектар „чистији“, то се може постићи шири опсег боја (гамут).
– Квалитет филтера у боји: Добар филтер је у стању да произведе чистију црвену, зелену и плаву боју.
– Перформансе панела: Укључује могућности блокирања светлости за тамне боје и стабилност угла гледања.
Код телевизора средње и високе класе, многи произвођачи користе технологије попут квантних тачака (QLED) како би повећали чистоћу светлосног спектра, тако да су боје богатије, а распон боја шири.
3. Простор боја и гамут
Систем за обраду боја телевизора мора да прилагоди приказ одређеном стандарду простора боја. Неки уобичајени стандарди су:
– sRGB / Rec.709: Уобичајено за HD ТВ емисије и већину SDR (стандардни динамички опсег) садржаја.
– DCI-P3: Широко се користи у биоскопском садржају и неким HDR садржајима.
– Rec.2020: Циљ за UHD/HDR садржај са веома широким распоном, иако нису сви телевизори способни да га постигну у потпуности.
Када садржај долази у Rec.709 стандарду, телевизор мапира боје да би се правилно приказале на панелу. Међутим, ако је садржај HDR са широм циљном гамутом боја, телевизор мора да изврши мапирање гамута боја како би прилагодио информације о бојама могућностима панела. Ако ово мапирање није тачно, боје могу изгледати презасићено или чак испрано.
4. Дубина бита и градација боја
Дигиталне боје су представљене нумеричким вредностима. Што је већа дубина бита, то је градација глађа. Модерни телевизори обично подржавају:
– 8-битни (приближно 16,7 милиона боја) за SDR,
– 10-битни (преко милијарду варијација боја) за HDR,
– Такође постоји панел „8-битни + FRC“ (Frame Rate Control) који симулира 10-битни режим са временским подешавањем.
Систем за обраду боја такође ради на смањењу трака у боји, видљивих градијентних линија на небу или меких сенки. Функције попут дитеринга и градације могу помоћи у стварању глађих прелаза боја.
5. Баланс белог, температура боје и гама
Тачност боја није само у вези са црвено-зелено-плавом, већ и са правом „белом“. Беле боје које су превише плавкасте чине слику хладном, док беле боје које су превише жућкасте чине је топлом. Телевизори обично нуде режиме температуре боја као што су „Хладно“, „Нормално“ и „Топло“. Подразумевано, за прецизно гледање филмова и другог садржаја, уобичајена циљна вредност је D65 (око 6500K).
Поред тога, постоји важан параметар који се зове гама (за SDR) или крива преноса, као што су PQ (ST.2084) и HLG (за HDR). Гама контролише како се приказују средњи тонови. Ако је гама превисока, слика изгледа тамније и контрастније; ако је прениска, слика изгледа испрано.
Систем за обраду боја ће интегрисати подешавања баланса белог, гаме и управљања бојама како би се осигурало да коначни резултат испуњава корисничке стандарде или жеље.
6. Систем за управљање бојама (CMS)
Многи модерни телевизори пружају CMS, систем за детаљније подешавање параметара боја, који обично укључује:
– Нијанса (боја),
– Засићеност,
– Луминанса (осветљеност боје).
CMS омогућава подешавање примарних (RGB) и секундарних (CMY) боја приближно референтним стандардима. Код професионалне калибрације, техничари користе колориметар или спектрорадиометар за мерење излаза панела, а затим подешавају CMS и баланс белог да би постигли ниску грешку боје (Delta E).
7. HDR обрада и мапирање тонова
HDR (Високи динамички опсег) проширује осветљеност и опсег боја, чинећи светле и тамне детаље видљивијим. Међутим, немају сви телевизори исте могућности вршне осветљености. Стога, телевизори врше мапирање тонова: мапирање HDR сигнала, можда дизајнираног за 1000–4000 нита (или више), како би се ускладио са могућностима панела, као што је 500–1000 нита.
Мапирање тонова је уско повезано са бојом, јер се у HDR-у засићеност боја често мења са повећањем луминанције. Због тога HDR системи за обраду боја морају да одржавају природне боје у светлим областима, спречавајући њихово испрање или „изгоревање“.
Уобичајени HDR формати укључују:
– HDR10 (статични метаподаци),
– HDR10+ и Dolby Vision (динамички метаподаци),
– HLG (често се користи за емитовање).
Динамички метаподаци омогућавају телевизору да прилагоди мапирање тонова по сцени или по кадру како би се боје и детаљи боље сачували.
8. Локално затамњење и његов утицај на боју
ЛЕД телевизори са локалним затамњивањем (посебно Full Array Local Dimming/FALD) могу да затамне одређена подручја позадинског осветљења како би побољшали контраст. Међутим, овај систем такође утиче на перцепцију боја. Ако је алгоритам локалног затамњивања превише агресиван, детаљи боја у тамним подручјима могу се изгубити или може доћи до „цмоктања“ („цурења“ светлости око светлих објеката). Стога, обрада боја и контрола позадинског осветљења морају да раде у хармонији како би се одржале богате боје у сенкама без жртвовања контраста.
9. Режим слике и „Укус“ боја
Многи телевизори нуде режиме као што су Живописно, Стандардно, Биоскопско или Филмски режим. Живописни режим обично повећава засићеност, контраст и оштрину како би био привлачнији у јарко осветљеним малопродајним просторима, али често жртвује тачност боја. Биоскопски или Филмски режим су обично ближи стандардима филмске продукције и пружају природније боје.
Поред тога, неки телевизори имају додатне функције попут „Live Color“, „Color Enhancer“ или „Dynamic Contrast“, које адаптивно подешавају боје. Ове функције могу бити корисне за неки садржај, али за кориснике који су фокусирани на тачност, често их је најбоље изоставити.
10. Кесимпулан
Систем за обраду боја у ЛЕД телевизору је сложен низ процеса који конвертују видео податке у удобан, прецизан и атрактиван приказ боја. Од конверзије формата боја, мапирања распона боја, подешавања баланса белог, гаме, CMS-а, до HDR обраде и мапирања тонова - све игра улогу у одређивању визуелног квалитета. На коначни резултат такође утичу физичке могућности уређаја: спектар позадинског осветљења, квалитет филтера боја, дубина бита панела и алгоритам локалног затамњивања.
Разумевање начина обраде боја помаже корисницима да изаберу прави режим слике, направе информисанија подешавања или чак калибришу како би постигли боје ближе референтним. На овај начин, ЛЕД телевизори не приказују само „светле“ слике, већ и живе, уравнотежене боје које одговарају намери креатора садржаја.
