Modernit näytöt ja televisiot tarjoavat laajan valikoiman näyttövaihtoehtoja, edullisista huippumalleihin. Merkittävä segmentti näistä näytöistä sisältää ne, jotka tukevat keinotekoisia värinparannustekniikoita hyödyntäen ihmisen havaintokykyä parantaakseen kuvanlaatua. Nämä laitteet käyttävät teknologioita, jotka tunnetaan nimellä FRC (Frame Rate Control) tai dithering. Vaikka molempia termejä käytetään usein keskenään, ne edustavat hieman erilaisia lähestymistapoja samaan tavoitteeseen.
Frame Rate Control (FRC) on teknologia, joka lisää keinotekoisesti värisävyjä kuvaan. Tämä tapahtuu tarkoituksellisesti muuttamalla pikselin väriä luodakseen tasaisempia siirtymiä sävyjen välillä.
Dithering puolestaan tuo kuvaan kohinaa, joka tasoittaa alkuperäistä värisävyä saavuttaen samankaltaisen pehmeän siirtymän värien välillä.
Eri värisyvyydellä varustettujen näyttöjen lähettämät värisävyt.
Värisävyjen ja bittisyvyyden ymmärtäminen voidaan havainnollistaa käyttämällä 8-bittistä matriisia esimerkkinä. Videoissa alkuperäinen kuva välitetään kolmessa päävärissä: sininen, punainen ja vihreä. Jokainen näytön pikseli koostuu kolmesta alipikselistä, yksi jokaista väriä kohden.
Raakaformaatissa oleva digitaalinen signaali voidaan esittää 2 bitteinä (päällä tai pois päältä) eri määrillä lohkoja. 8-bittisessä näytössä yksi alipikseli voi edustaa 2^8 väriä, mikä vastaa 256 sävyä. Koska yhden värin luomiseen käytetään kolmea alipikseliä, mahdollisten sävyjen kokonaismäärä lasketaan seuraavasti:
256×256×256 = 16,7 miljoonaa sävyä.
Tässä on lyhyt katsaus näyttöihin ja televisioihin niiden bittisyvyyden ja kuvanlaadun perusteella:
| Bittisyvyys | Värit | Käyttö | Nykyinen relevanssi |
|---|---|---|---|
| 6-bittinen | 0,26 miljoonaa | Edullisimmat näytöt, pääasiassa toimistotyöhön, ei sovellu graafiseen työhön. | Johtavat valmistajat eivät ole käyttäneet tätä laatua tuotteissaan yli kymmeneen vuoteen. |
| 8-bittinen | 16,7 miljoonaa | Keskiluokan näytöt, soveltuvat graafiseen työhön, mutta eivät ammattitasolle. | 90 % televisioista ja näytöistä käyttää 8-bittisiä näyttöjä. Yli puolet televisioista on varustettu tämän luokan näytöillä, mukaan lukien budjettisegmentin LED-televisiot ja perus-QLED-televisiot. |
| 10-bittinen | 1,07 miljardia | Korkealaatuiset näytöt, sopivat valokuvien muokkaukseen ja muihin tehtäviin, jotka vaativat parempia värisiirtymiä. | Asennettu premium-televisioihin. |
Miten FRC toimii näytöissä
Ihmisen silmällä on tietty hitaus. Tästä syystä kaksi nopeasti vaihtuvaa kuvaa sulautuvat yhteen. Jos katsomme hahmoa, joka vaihtaa väriä valkoisesta mustaan korkealla taajuudella, se näyttää meille harmaalta. Juuri näin FRC toimii. Jos kaksi ”vierekkäistä” väriä muuttuvat pikselissä korkealla taajuudella, silmä näkee väli värin, joka ei todellisuudessa esiinny matriisin paletissa.
Jos televisiosi tai näyttösi tukee FRCä, tämä teknologia toimii laitteistossa. On olemassa erilaisia algoritmeja, jotka luovat kuvan välisävyjä ja joilla on eri nimet, kuten 8bit+A-FRC, klassinen 8bit+FRC, 8bit+Hi-FRC.
Yleisesti ottaen jotkin kehykset näyttävät värejä, jotka vastaavat tietyn bittisyvyyden matriisin palettia, mutta korvaavat todellisen värin. Esimerkiksi alla olevassa kuvassa siirtymä tummansinistä syaaniin johtaa selkeään ja havaittavaan värimuutokseen. Seuraava kuva havainnollistaa kaavamaisesti, miten joukko peräkkäisiä pikseleitä käyttäytyy näytöllä sekä ilman FRCä että FRCkanssa ja miten ihmiset havaitsevat värin.
Kehys 1: Siirtymä on selvästi näkyvissä, koska värit näytetään sellaisina kuin ne ovat: kaksi ensimmäistä pikseliä ovat tummempia ja kaksi seuraavaa ovat vaaleampia. Ihminen havaitsee selkeän värimuutoksen.
Kehys 2: FRC astuu peliin ja järjestelee toisen ja kolmannen pikselin värit uudelleen.
Kehys 3: Visuaalisesti henkilö havaitsee tämän pikselien uudelleenjärjestelyn lisävärin ilmestymisenä, jota ei ole olemassa 8-bittisessä näytössä.
Saavuttaako 8-bit + FRC-näyttö todella 10-bit laadun?
Tietysti ei. Riippumatta käytetystä teknologiasta, 8-bit + FRC-näyttö ei koskaan näytä miljardia sävyä. Vaikka se voi visuaalisesti esittää enemmän sävyjä ja parantaa kuvanlaatua, se jää silti jälkeen todellisesta 10-bit näytöstä.
Todellisissa olosuhteissa kuvan sävyjen havaitseminen on hyvin yksilöllistä. Jotkut ihmiset voivat havaita 200 000 vihreän sävyä, toiset vain 10 000 ja jotkut voivat nähdä jopa miljoonan. FRC-näytön näyttämien sävyjen tarkka mittaaminen on erittäin haastavaa ja vaatii erikoistuneita laboratorioita. Lisäksi ylitsepääsemätön este sävyjen määrän oikeassa määrittämisessä on yksilöllinen havaintokyky, joka on koko FRC-teknologian perusta.
