Mis on halltoonid LED-ekraanil?
Halltoonid viitavad erinevatele heledusastmetele, mida iga LED suudab toota oma minimaalse ja maksimaalse väljundi vahel. Kõrgema halltooniga ekraan suudab ilma nähtavate astmete või triipudeta renderdada peenemaid gradatsioone - sügavaimatest varjudest heledaimateni -.
Praktikas on halltoonid tihedalt seotud kuvari juhtimissüsteemi bitisügavusega. 8-bitine süsteem toetab 256 taset kanali kohta, 16-bitine süsteem aga 65 536 taset. Erinevus ilmneb tumedates stseenides, nahatoonides ja gradientides.
Kuidas bitisügavus töötab
Bitisügavus kirjeldab, mitut kahendnumbrit kasutatakse iga värvikanali (punane, roheline, sinine) heleduse esitamiseks. Suhe on lihtne:
- 8-bitine: 2⁸=256 halli taset kanali kohta
- 12-bitine: 2¹²=4,096 halli taset kanali kohta
- 16-bitine: 2¹⁶=65,536 halli taset kanali kohta
Suurem bitisügavus ei tähenda iseenesest automaatselt paremat pildikvaliteeti - see sõltub sellest, kas LED-draiveri IC, vastuvõtukaart ja videoprotsessor toetavad kõik sama töötlemissügavust otsast-otseni-. 8-bitise draiveri IC kaudu edastatud 16-bitine lähtesignaal renderdatakse endiselt 8-bitise väljundina.
Miks madalad halltoonid põhjustavad nähtavaid probleeme?
Kui halltoonide sügavus on ebapiisav, on kõige levinumad artefaktid:
1. Vööndid gradientidesSujuvad värviüleminekud -, nagu sinine taevas, mis muutub valgeks -, kuvatakse pideva segunemise asemel nähtavate sammudena.
2. Varjude detailide kaduminePildi tumedad alad kaotavad tekstuuri. Varjudes olevad objektid muutuvad peaaegu-mustaks tasaseks plokiks, selle asemel, et esile tuua selgeid toonierinevusi.
3. Värvi ebatäpsus madala heleduse korralMadala ajamivoolu korral võivad LED-id käituda mitte{0}}lineaarselt. Ilma piisava halltoonide eraldusvõimeta ei suuda ekraan täpselt kompenseerida, mis põhjustab hämaras sisus kergeid värvinihkeid.
PWM-sageduse ja halltoonide roll
Enamik LED-ekraane juhib heledust impulsi laiuse modulatsiooni (PWM) - abil, lülitades LED-i kiiresti sisse ja välja. Halltoonid saavutatakse iga sisselülitatud -impulsi kestuse muutmisega kaadritsükli jooksul.
Siin mõjutavad kaks tegurit:
- Pikemad PWM-tsüklidlubage rohkem halli taset, kuid vähendage efektiivset värskendussagedust, mis võib video või kaamera jäädvustamisel põhjustada virvendust.
- Kõrgemad PWM sagedusedparandab virvenduse jõudlust, kuid võib saadaoleva halltoonide vahemiku tihendada, kui draiveri IC ei toeta piisavat bitisügavust.
Seetõttu on täiustatud draiveri IC-d loodud saavutama samaaegselt nii kõrget halltoonist kui ka kõrget värskendussagedust. - need kaks ei ole automaatselt vastuolus, kuid nõuavad keerukamat riistvara.
Halltoonid vs tajutav visuaalne kvaliteet
Inimese nägemine ei ole lineaarne. Silm on tumedate toonide erinevuste suhtes tundlikum kui heledate toonide suhtes - nähtus, mida kirjeldab gammakõver. Ekraan, mis jaotab halltoonides samme kogu heledusvahemikus ühtlaselt, paistab seetõttu varjudes vähem ühtlane kui see, mis jagab rohkem samme heleduse skaala alumisse otsa.
Seetõttu on töötlemata biti sügavuse kõrval oluline ka gamma kalibreerimine. Hästi-kalibreeritud 12-bitise töötlusega ekraan võib pildi tajutava sujuvuse poolest sageli ületada halvasti kalibreeritud 16-bitise süsteemi.
Mida halltoonide hindamisel otsida?
LED-ekraani spetsifikatsioonide võrdlemisel on olulised mitmed andmepunktid:
| Parameeter | Mida see näitab |
|---|---|
| Halltoonid (nt 16-bitised) | Süsteemi toetatud maksimaalne tonaalne eraldusvõime |
| Draiveri IC biti sügavus | Tegelik riistvara töötlemise sügavus pikslite tasemel |
| Vastuvõtukaardi biti sügavus | Signaali töötlemise sügavus kontrollerist |
| Gamma väärtus | Toonikõvera kujundamine (tavaliselt 2,2 standardsisu puhul) |
| Värskendussagedus | Seotud PWM-iga; mõjutab halltoonides{0}}väreluse kompromissi |
Väärib märkimist, et mõnikord loetlevad tootjad pigem videoprotsessori kui draiveri IC-d halltoonides. Need kaks arvu võivad erineda ja madalam neist kahest tähistab tegelikku süsteemi ülemmäära.
Sise- ja välistingimustes kasutatavad halltoonid nõuded
Sestsiseruumides fikseeritud kuvaridJuhtruumides, saatestuudiotes või jaemüügikeskkondades kasutatakse 16-bitist halltoonide töötlemist üha enam standardseks, kuna vaatajad on sageli lähedal ja sisu nõuab kõrget täpsust.
Sestvälireklaami väljapanekud, on halltoonide erinevuste praktiline mõju pikkade vaatamiskauguste korral vähem nähtav ja otsese päikesevalguse käes on enamiku reklaamisisu jaoks üldiselt piisav . 12-bitine või 14-bitine töötlemine.
Sestväljapanekute rentimine ja lavastamine, on põhiprobleemiks ühilduvus professionaalsete videoseadmetega, mis sageli väljastavad 10- või 12-bitiseid signaale. Lähtesignaali bitisügavuse sobitamine või ületamine hoiab ära tarbetu kvaliteedi kadumise reaalajas tootmiskeskkondades.
Kokkuvõte
Halltoonid ja bitisügavus ei ole LED-ekraanide hankimisel enim arutatud spetsifikatsioonid, kuid neil on otsene mõju pildi väljanägemisele -, eriti tumedamates stseenides ja sujuvates gradientides. Töötlemisahela lõpp-lõppuni-mõistmine alates signaali sisendist kuni draiveri IC-väljundini aitab ostjatel seada realistlikud ootused ning vältida ebakõlasid kuvari riistvara ja kuvatava sisu vahel.