Сколько цветов в мониторе
Перейти к содержимому

Сколько цветов в мониторе

  • автор:

Что такое глубина цвета FRC и сколько бит нужно для современного телевизора и монитора?

цветопередача в телевизоре

Глубина цвета — важный параметр любого монитора или телевизора. Это напрямую влияет на количество отображаемых оттенков, что серьезно отражается на качестве картинки. И чем выше данный показатель, тем насыщеннее и красивее становится изображение на экране. При этом глубина цвета в современных монитора и телевизорах может варьироваться от 6 до 12 бит.

Также многие производители используют технологию FRC (Frame Rate Control), которая при помощи мерцания пикселей создает визуально большее число оттенков. Это позволяет не только существенно повысить качество изображения, но и снизить стоимость самой техники. Как правило, речь идет о 8 бит + FRC или 6 бит + FRC.

Цветопередача и глубина цвета в мониторах и тв

Глубина цвета напрямую зависит от битности матрицы. Самыми простыми сегодня считаются 6-битные экраны, которые устанавливаются в ультрабюджетные мониторы и ТВ. Такие TN-дисплеи могут похвастаться лишь быстрым временем отклика. Матрица с 6 битами способна отображать менее 1 миллиона оттенков, а именно 260 тысяч.

Наиболее распространенными и популярными считаются 8-битные телевизоры и мониторы. Это уже матрицы IPS (PLS) и VA среднего или высокого класса. Качественная цветопередача здесь соседствует с высокими показателями контрастности и яркости. При этом у VA-экранов выделяется насыщенный черный цвет, а IPS технология обеспечивает широкие углы обзора без существенной потери качества изображения. Данные 8-битные матрицы отображают около 16 миллионов цветов.

глубина цвета frc

Самыми продвинутыми являются 10-битные экраны, способные показывать более миллиарда цветов. Сейчас они устанавливаются в топовые модели мониторов и телевизоров. Хотя некоторые компании в условиях жесткой конкуренции размещают подобные матрицы и в среднем ценовом сегменте. Как правило, речь идет о дисплеях OLED и IPS. Причем 10 бит обеспечивают максимально плавные цветовые переходы.

Также встречаются и 12-битные матрицы, но их использование ограничено специальным назначением. Например, оборудование для медицины, военной и промышленных сфер.

Примечательно, что технология FRC дает отличную возможность «искусственно» увеличить количество отображаемых цветов. Так, матрица 8 бит + FRC способна работать уже почти с миллиардом цветовых оттенков. Делается это при помощи покадрового изменения яркости каждого отдельного субпикселя. Но точность цветов подобных матриц с FRC все равно зачастую не может достигнуть эталонных значений.

Цветовые модели sRGB и NTSC, что же лучше?

Благодаря цветовым моделям появилась возможность выбирать телевизор или монитор с учетом его возможности точно отображать палитру оттенков. Все началось с трехцветной диаграммы CIE 1931. А в 1953 году вместе с ростом популярности цветного телевидения на свет появилась модель NTSC. Ее главная особенность — огромный диапазон цветов. Поэтому даже в случае NTSC 75% монитор окажется весьма качественным в плане отображения сочной картинки. Более того, продвинутые лампы подсветки дают возможность увеличить данный показатель до 97%.

sRGB и NTSC экраны ноутбуков

Что касается популярной цветовой модели sRGB, то она разрабатывалась именно для ЭЛТ-мониторов и принтеров. Это детище компаний Microsoft и HP, созданное в 1996 году. Основная задача — реализация идентичной цветовой гаммы изображения на мониторе и печати. Данная модель востребована и сейчас, особенно в мониторах и видеокартах. Если выбирать устройство для работы с фотографиями и сложным графическим контентом, то следует ориентироваться на sRGB 100%. В других ситуациях цветовой охват может быть меньшим. При этом sRGB 100% будет соответствовать NTSC 75%.

Разница между цветовыми моделями sRGB и NTSC и битностью

Тут может возникнуть логичный вопрос, а есть ли разница между битностью и цветовыми моделями с соответствующим охватом? Если матрица имеет существенную глубину цвета, то резкие цветовые переходы окажутся незаметными. Чем выше битность, тем ниже риск появления таких переходов между несколькими оттенками. И нужно понимать, что сегодня эти характеристики неотделимы друг от друга. То есть, широкий цветовой охват соседствует с высокой битностью.

Что означают 6, 8, 10 бит в мониторе и телевизоре

Рассмотрим следующую ситуацию. В 6-битной матрице каждый цвет способен отображаться в виде 64 разных оттенков. Как правило, присутствует 3 субпикселя, которые в общем результате обеспечивают 262 144 цветов. Данный показатель достигается следующим образом: 2 6 × 2 6 × 2 6 = 64 × 64 × 64. Именно поэтому битность напрямую связана с качеством изображения.

Матрицы с 6 битами используются в старых или ультрабюджетных телевизорах. Также их можно встретить в дешевых офисных мониторах. Наиболее распространенными являются 8-битные дисплеи, способные отображать 16 777 216 цветов. Это золотая середина, а также оптимальный вариант между ценой и качеством. Продвинутыми считаются 10-битные матрицы с 1 073 741 824 цветов. Их можно встретить в премиальных мониторах и телевизорах. Экраны с 10 битами часто применяются в OLED-телевизорах. А вот 12-битные дисплеи пока еще большая редкость, так как их применение ограничено узкоспециализированными сферами.

Чем отличается обычная матрица на 6 бит и матрица 6 бит + FRC

В последнее время производители мониторов и телевизоров стали часто использовать матрицы 6 бит + FRC и 8 бит + FRC. Тут все дело в технологии Frame Rate Control, с помощью которой увеличивается количество оттенков. Делается это благодаря покадровой регулировке яркости отдельного субпикселя. Это позволяет создать иллюзию большего количества оттенков. Поэтому с FRC 8-битная матрица «превращается» в 10-битную, а 6-битная — в 8 битную.

разница между 8 битной и 10 битной матрицей

При этом нужно понимать, что дисплеи с технологией FRC потенциально готовы отображать более глубокую и контрастную картинку. С другой стороны, например, матрица 8 бит + FRC не сможет стать полной заменой 10-битной матрице, потому что у первой из них будет менее точная цветопередача.

Сколько бит в матрице монитора и телевизора должно быть?

Самыми популярными на сегодня считаются телевизоры и мониторы, обладающие 8-битными матрицами. И тут все логично, так как именно экраны с 8 битами являются золотой серединой в плане цены и качества. В последнее время набирают популярность и устройства для вывода изображения, которые получили матрицы 8 бит + FRC. Стоимость таких телевизоров и мониторов не сильно отличается от стандартных 8-битных моделей, но они отображают визуально больше цветов.

Выбор матрицы и ее битность — процесс одновременно простой и сложный. С одной стороны, всегда нужно стремиться с совершенству. То есть, это 10 или 12 бит. Но здесь многое зависит от бюджета. Если он ограничен, то лучше всего подойти к выбору с умом.

Часто смотрите фильмы, телепередачи и играете на компьютере или консоли? Тогда выбирайте матрицы с 8 битами + FRC. Этого вполне достаточно, чтобы насладиться качественной картинкой с достаточно большой палитрой цветов. Мониторы с подобными экранами сгодятся и для работы с графикой, текстом, таблицами и разными офисными задачами.

цветопередача и битность

Если же вы являетесь профессиональным дизайнером или фотографом, либо же занимаетесь сложными графическими проектами, то без 10-битного дисплея не обойтись. Только они могут обеспечить максимально точную цветопередачу. А еще к экранам 10 бит обязательно стоит присмотреться фанатам кино. Именно 10-битные телевизоры раскрывают потенциал режима HDR, который обеспечивает расширенный динамический диапазон. Естественно, такие телевизоры выделяются отличными характеристиками, демонстрируют сочную и яркую картинку. Матрицы с 10 битами установлены в моделях премиального класса. Но в последнее время наблюдается тенденция, когда телевизоры даже среднего ценового сегмента встречаются с полноценными 10-битными матрицами.

Поэтому зачастую рекомендуется выбирать телевизор или монитор с учетом определенных задач и сценариев работы. Лишние мощности и технологии могут оказаться просто невостребованными. Более того, если речь идет о 10-битных экранах, то и контент для них должен быть соответствующий. В противном случае изображение будет ухудшено до уровня 8-битных дисплеев. Но важно помнить, чем больше бит, тем больше цветов способен отобразить экран.

1 млрд и 16.7 млн цветов.

Сейчас ищу монитор для дизайна, программирования и работы с фото.
Я увидел интересную вещь. В разных мониторах примерно одинакового ценового сегмента может быть АБСОЛЮТНО разное максимальное количество цветов. Так вот. Это показатели по разным критериям, но ради маркетинга их пихают в одну шкалу или реально есть такая разница?
Объясните, кто шарит, пожалуйста.

Лучший ответ

Просто больше цветов будет, это не значит что картинка будет лучше, просто сможешь использовать больше цветов или это лучше назвать оттенками, в интернете такое количество не используется, если не профессионал думаю в 1 млрд смысла нет. Лучше сравни с этим сайтом и смотри что бы минимум глубина цвета была 8 бит и матрицу лучше ips брать.
https://www.displayspecifications.com/ru/model/a95114cb
https://displaysdb.ru/acer/nitro_vg270up/

Остальные ответы

Никакой существенной разницы уже давно нет. Это важно лишь там, где от работы идет погрешность в цвете. Но даже с ней — не думаю, что Вы заметите существенную разницу.

работаю в дизайне
никогда не имело значения то что ты спрашиваешь.
даже диагональ дело седьмое

Чисто теоретически, человеческий глаз способен различать до 10 миллионов цветов и оттенков. Это глаз. А мозг способен запомнить и замечать разницу у всего 100-150 оттенков. Так, что эти миллиарды и сотни миллионов не значат ровным счетом нихрена.

Очень сложный вопрос с множеством нюансов, отвечать я конечно же не буду

Сейчас даже не пишут размер точки (экранного элемента). Я работаю с фото, не думая Apple Cinema 20 за 100$ купил. Хорошая калибровка с завода (много ньюансов, модель уже старая и часто уже желтит экран, у меня норм).

Почему есть разница между цветом на мониторе (экране телефона) и печатью?

Прямой и отраженный цвет
Человеческий глаз по-разному воспринимает прямой и отраженный цвет. Это первая и основная причина цветового различия. Экраны мониторов, старых аналоговых телевизоров или суперсовременных жидкокристаллических, непосредственно излучают свет. Любая краска — наоборот, отражает. Она не является сама по себе источником света, верно ведь? Она просто отражает какую-то часть падающего на нее спектра, поглощая остальные. Для человеческого глаза прямой свет всегда ярче отраженного. От этого и различия.

Разное разрешение
Мы не способны разглядеть большое количество пикселей. Мониторы, имеют разрешение 72 – 96 пикселей (точек) на дюйм, телефоны — до 350 пикселей на дюйм. Большую плотность точек глаз не может разобрать. Напечатанное изображение имеет гораздо более высокое разрешение: минимум 150, а максимум, при фотопечати, и 1200 точек на дюйм. Получается, что точка или пиксель на экране гораздо крупнее точки на бумаге. Естественно, одна и та же картинка на мониторе и на бумаге будет восприниматься по-разному.

Цветовые модели RGB и CMYK
Разные способы отображения цветов на экранах и при печати. На экране монитора изображение формируется при помощи цифровой модели RGB.

Цвет на экране в этом случае составляется из трех основных спектральных цветов: red (насыщенный красный), green (насыщенный зеленый), blue (насыщенный синий). Собственно, аббревиатура цветовой модели составлена из первых букв английского названия цветов.

Три световых потока смешиваются в определенных пропорциях, и получаются остальные цвета. Сумма всех цветов дает белый, а черный, или отсутствие света — абсолютную тень. Особенность этой модели — мониторы могут показывать слишком яркие и насыщенные цвета.

При печати же используется совершенно другая технология, основанная на цифровой модели CMYK. Эта модель состоит из 4-х основных цветов: cyan (насыщенный голубой), magenta (насыщенный малиновый), yellow (умеренный желтый) и key color, или black (черный цвет). В процессе печати печатные машины дозированно ставят на материал точки из смешанных чернил. Чем плотнее печать, чем больше точек одного цвета на единицу площади оставляет машина, тем темнее и ближе к основному цвет. Меньше плотность — бледнее цвет.

Здесь тоже остальные цвета получаются за счет смешения основных. Но, в отличие от технологии RGB, здесь сумма всех цветов дает черный, а отсутствие всех цветов — цвет материала (в идеале белый, но мы с вами должны учитывать еще и цвет самого материала). Если нужно получить цвет, темнее основного (цвета чернил), его приходится смешивать с другими цветами.

Разные цветовые профили мониторов и печатных машин
Техника, которой мы пользуемся, тоже влияет на наше восприятие цвета. Каждый монитор, телевизор, и другая цифровая техника, предназначенная для отображения каких-то картинок на экране, имеет свой собственный цифровой профиль.

Говоря простым языком — это алгоритм, который определяет, каким образом это устройство будет воспроизводить визуально-цифровую информацию о цвете, и как будет происходить смешение цветов. У каждого монитора, фотоаппарата, телевизора, смартфона имеются свои цветовые профили, определенные производителем. И они различаются. Возьмите, например, три разных монитора от разных производителей и откройте на них одно и то же изображение. Разница будет видна, что называется, невооруженным глазом.

Точно такое же профили имеет и печатное оборудование: бытовые принтеры и профессиональные печатные машины. Здесь профиль — своего рода инструкция, которая определяет алгоритм преобразования RGB-изображения в напечатанную CMYK-картинку. И они тоже все разные.

Наслаждайтесь миллиардами цветов с 10-битным HEVC

Человеческий глаз способен видеть намного больше цветов, чем показывают ему современные видео дисплеи. Каким бы навороченным не был компьютер, он все равно может воспроизвести лишь конечное количество цветов. В этой статье мы расскажем об использовании 10-битной глубины цвета в сравнении с 8-битной, исходя из функционала процессоров Intel Core седьмого поколения и оптимизирующих возможностей Intel Software Tools. В статье вы также найдете ссылку на пример программы, реализующей 10-битное HEVC кодирование.

Глубина цвета

Глубина цвета, известная также как битовая глубина — это количество битов, используемое для отображения цвета отдельного пикселя. Одно и то же изображение или кадр с различной глубиной цвета выглядят различно, поскольку количество цветов в пикселе зависит от глубины цвета.

Количество битов в изображении включает в себя набор битов на канал для каждого типа цвета в пикселе. Количество цветовых каналов в пикселе зависит от используемого цветового пространства. Например, цветовые каналы в цветовом пространстве RGBA — красный ( R), зеленый (G), синий (B) и альфа (A). Каждый дополнительный бит удваивает количество информации, которое мы можем хранить для каждого цвета. В 8-битном изображении общее количество доступных цветов пикселя равняется 256. В Таблице 1 показано возможное количество доступных цветов для каждой соответствующей глубины цвета.

Глубина канала Оттенков на канал на пиксель Общее количество возможных оттенков
8-бит 256 16.78 миллионов
10-бит 1024 1.07 миллиарда
12-бит 4096 68.68 миллиардов

Большинство мониторов и телевизоров способны отображать лишь 8-битный контент, 10-битные изображения в них преобразуются в 8-битные. Однако преимущества 10-битной глубины имеют место уже сейчас:

  • при обработке изображений или видео после съемки
  • при использовании High Dynamic Range (HDR) мониторов или камер.

Эффект цветовых полос

При захвате изображения иногда случается так, что сенсор не может распознать минимальное различие между двумя двумя соседними цветами, и возникает проблема некорректного отображения цветов. Как результат, область рисунка закрашивается одним цветом за неимением более подходящего другого. Таким образом, на рисунке появляются цветные полосы вместо плавного перехода из одного цвета в другой.

Возможные варианты решения проблемы цветовых полос:

  • увеличить глубину цвета на канал
  • применить цветовую дискретизацию (не рассматривается в этой статье).

Рисунок 1. Сравнение 8-битного (слева) и 10-битного (справа) изображения. Слева виден эффект полос.

Рисунок 1 показывает разницу между 8-битным и 10-битным изображениями применительно к эффекту цветовых полос. На левом изображении необходимая цветовая детализация не была передана сенсором, что привело у меньшему, чем надо, количеству цветов и цветовым полосам. На правом фото цветовой информации достаточно и переход между цветами получился плавным. Для обеспечения плавности цветовых переходов необходим более широкий цветовой диапазон, описанный в стандарте BT2020.

Стандарт BT. 2020

Седьмое поколение процессоров Intel Xeon и Core поддерживает стандарт BT. 2020 (известный также как Rec. 2020) в таких случаях как создание/воспроизведение 4K Ultra-high definition (UHD) контента, использование HDR с поддержкой 10 битов и т.д. UHD-мониторы имеют разрешение 3840*2160 при различной диагонали. Поддержка стандарта BT.2020 улучшает качество картинки при столь высоком разрешении.

Рисунок 2. Сравнение цветовых пространств BT.2020 и BT.709

Рекомендации The International Telecommunications Union (ITU) BT.2020 представляют значительно больший диапазон цветов, чем ранее используемые BT.709. Сравнение соответствующих цветовых пространств показано на Рисунке 2, представляющим диаграмму цветности CIE 1931. Оси X и Y показывают относительные координаты цветности с длинами волн соответствующих цветовых пространств (синий шрифт). Желтый треугольник покрывает цветовое пространство по стандарту BT. 709. Черный треугольник показывает цветовое пространство BT. 2020, значительно большее по размеру и, следовательно, содержащее большее количество цветов для плавных переходов. BT. 2020 также определяет различные аспекты UHD TV такие как разрешение дисплея, частоту кадров, цветовую субдискретизацию и глубину цвета в добавление к цветовому пространству.

Процессоры Intel 7 поколения поддерживают профили HEVC Main 10 profile, VP9 Profile 2 и High Dynamic Range (HDR) видео рендеринг с использованием стандарта BT.2020.

Профиль HEVC Main 10

High Efficiency Video Coding (HEVC), также известный как H.265 — стандарт видео сжатия, наследник хорошо известного стандарта H.264/AVC. По сравнению с предшественниками, HEVC использует более сложные алгоритмы сжатия. Больше информации о стандарте можно узнать здесь. Профиль Main 10 позволяет использовать 8-битный или 10-битный цвет с цветовой субдискретизацией 4:2:0.

Поддержка декодирования HEVC 10b появилась начиная с 6 поколения процессоров Intel. Команда ниже показывает, как тестовая утилита sample_decode из набора примеров кода Intel Media SDK может быть использована для получения сырых кадров из простейшего HEVC потока.

sample_decode.exe h265 -p010 -i input.h265 -o raw_farmes.yuv -hw

Используемый выше входной поток (input.h265) может быть взят здесь. Выходной поток (raw_frames.yuv) должен быть в формате P010, используемом как исходный материал для утилиты sample_encode.

Аппаратная поддержка кодирования/декодирования HEVC 10b внедрена начиная с 7 поколения процессоров Intel. Кодирование 10-битного HEVC реализовано с помощью дополнительного кода modified_sample_encode, специально измененного для этой конкретной функциональности. Данный пример работает с Intel Media SDK 2016 R2. Инструкция по сборке приведена в руководстве по примерам медиа в образцах кода Intel Media SDK.

Ниже показан пример 10-битного кодирования с использованием sample_encode из добавленной modified_sample_encode.

sample_encode.exe h265 -i raw_frames.yuv -o output.265 -w 3840 -h 2160 -p010 -hw

Рисунок 3. Скриншот утилиты Video Quality Caliper, показывающий, показывающий, что кодированный поток имеет 10 бит на пиксель.

Профиль VP9 2

VP9 — формат видео кодирования, разработанный Google как наследник VP8. Платформы Intel седьмого поколения поддерживают аппаратное ускорение декодирования VP9 10-бит, тогда как кодирование пока комбинированное, софтово-хардварное.

Высокий динамический диапазон (High Dynamic Range, HDR)

Динамический диапазон — это отношение значения самой светлой к самой темной точке на изображении. Видео высокого динамического диапазона (HDR) позволяет получить лучший динамический диапазон, чем обычное (SDR) видео, использующее нелинейные операции для кодирования и декодирования уровня освещенности.

Видео контент HDR поддерживается при использовании кодека HEVC Main 10 или VP9.2, аппаратно ускоренных начиная с 7 поколения процессоров Intel. Для передачи контента HDR, система должна быть оснащена портом DisplayPort 1.4 или HDMI 2.0a. Данная функциональность пока находится на стадии тестирования и не включена в общедоступные релизы.

Заключение

Как мы выяснили, разработчики сейчас имеют возможность создавать красивое, реалистичное видео в самых современных форматах, расцвеченных ярками красками 10-битного цвета, идеальным для HD/UHD дисплеев. Используя процессоры Intel седьмого поколения для создания контента стандарта BT.2020, а также возможности оптимизации Intel Media SDK, мы уже сейчас можем заглянуть за пределы разрешения 4K UHD и стандартной на сегодня кадровой скорости. В дальнейшем область применения современных аппаратно-ускоренных видео кодеков будет расширяться.

В этой статье упоминались следующие программные средства (со ссылками для скачивания):

  • Программное обеспечение — Intel Media SDK 2016 R2
  • Входной видео поток — MHD_2013_2160p_ShowReel_R_9000f_24fps_RMN_QP23_10b.hevc из Бесплатные потоки H.265/HEVC
  • Кодек — H.265/HEVC
  • Средство анализа — Video Quality Caliper (VQC), компонент Intel Media Server Studio Professional Edition и Intel Video Pro Analyzer
  • Тестовый стенд:
    • ЦПУ: Intel Core i7-7500U CPU @ 2.70GHz
    • ОС: Microsoft Windows 10 Professional 64-bit
    • Графика: Intel HD Graphics 620

    Полезные ссылки

    • Поддержка глубокого цвета в Intel Graphics
    • Видео кодек VP9
    • Рекомендация ITU-R BT.2020-2
    • 10-bit and 16-bit YUV видео форматы
    • Достижение высокого качества и производительности HEVC с Intel Media Server Studio
    • Бесплатные потоки H.265/HEVC
    • Пример программы, реализующей 10-битное HEVC кодирование
    • 10-bit color depth
    • HEVC

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *