Moderna bildskärmar och TV-apparater erbjuder ett brett utbud av visningsalternativ, från budgetmodeller till avancerade. En betydande del av dessa skärmar inkluderar de som stödjer artificiella färgförbättringstekniker som använder mänsklig uppfattning för att förbättra bildkvaliteten. Dessa enheter använder tekniker som kallas FRC (Frame Rate Control) eller dithering. Även om båda termerna ofta används omväxlande representerar de något olika tillvägagångssätt för samma mål.
Frame Rate Control (FRC) är en teknik som artificiellt tillför färgtoner till en bild. Detta görs genom att avsiktligt ändra en pixels färg för att skapa jämnare övergångar mellan nyanser.
Dithering å andra sidan, introducerar brus till bilden för att jämna ut den ursprungliga färgtonen, vilket uppnår liknande mjuka övergångar mellan färger.
Färgtoner som överförs av skärmar med olika färgdjup
För att förstå antalet nyanser och bitdjup kan vi använda ett exempel med en 8-bitars matris. I videon överförs den ursprungliga bilden i tre primära färger: blå, röd och grön. Varje pixel på skärmen består av tre subpixlar, en för varje färg.
En digital signal i råformat kan representeras av 2 bitar (på eller av) med olika antal block. På en 8-bitars skärm kan en subpixel representera 2^8 färger, vilket motsvarar 256 nyanser. Eftersom tre subpixlar används för att skapa en färg, beräknas det totala antalet möjliga nyanser som:
256×256×256 = 16,7 miljoner nyanser.
Här är en kort översikt över skärmar och TV-apparater baserat på deras bitdjup och bildkvalitet:
| Bitdjup | Färger | Användning | Aktuell relevans |
|---|---|---|---|
| 6-bit | 0,26 miljoner | De billigaste skärmarna, främst för kontorsarbete, olämpliga för grafiskt arbete. | Ledande tillverkare har inte använt denna kvalitet i sina produkter på över ett decennium. |
| 8-bit | 16,7 miljoner | Skärmar i mellanklassen, lämpliga för grafiskt arbete men inte på professionell nivå. | 90 % av TV-apparaterna och skärmarna använder 8-bitars skärmar. Mer än hälften av TV-apparaterna är utrustade med denna klass av skärmar, inklusive budget-LED-TV och grundläggande QLED-TV. |
| 10-bit | 1,07 miljarder | Högkvalitativa skärmar, lämpliga för fotoredigering och andra uppgifter som kräver bättre färgövergångar. | Installera i premium-TV-apparater. |
Hur FRC fungerar i skärmar
Det mänskliga ögat har en viss tröghet. Av denna anledning smälter två snabbt föränderliga bilder samman till en. Om vi tittar på en figur som byter färg från vit till svart med hög frekvens, ser den grå ut för oss. Precis så fungerar FRC. Om två ”intilliggande” färger ändras på en pixel med hög frekvens, ser ögat en mellanliggande färg som faktiskt inte finns i matrisens palett.
Om din TV eller skärm stöder FRC, fungerar denna teknik på hårdvarunivå. Det finns olika algoritmer för att skapa mellanliggande toner av bilden, som har olika namn, såsom 8bit+A-FRC, klassisk 8bit+FRC, 8bit+Hi-FRC.
Generellt sett visar vissa ramar färger som motsvarar paletten i en matris med ett visst bitdjup men ersätter den verkliga färgen. Till exempel resulterar i bilden nedan en övergång från mörkblått till cyan i en tydlig och märkbar färgförskjutning. Följande illustration visar schematiskt hur en grupp på varandra följande pixlar beter sig på skärmen, både utan och med FRC, och hur människor uppfattar färgen.
Ram 1: Övergången är tydligt synlig eftersom färgerna visas som de är: de två första pixlarna är mörkare och de två följande är ljusare. Människan uppfattar en tydlig färgövergång.
Ram 2: FRC kommer in i bilden och ändrar färgerna på den andra och tredje pixeln.
Ram 3: Visuellt uppfattar personen denna omfördelning av pixlar som uppkomsten av en extra färg som inte finns på en 8-bitars skärm.
Uppnår en 8-bit + FRC-skärm verkligen 10-bit kvalitet?
Självklart inte. Oavsett vilken teknik som används, kommer en 8-bit + FRC-skärm aldrig att visa en miljard nyanser. Även om den visuellt kan presentera fler nyanser och förbättra bildkvaliteten, kommer den fortfarande att vara underlägsen jämfört med en riktig 10-bit skärm.
I verkliga förhållanden är uppfattningen av bildens nyanser mycket individuell. Vissa människor kan uppfatta 200 000 gröna nyanser, andra bara 10 000, och vissa kan se upp till en miljon. Att exakt mäta antalet nyanser som visas av en FRC-skärm är mycket svårt och kräver specialiserade laboratorier. Dessutom är en oöverstiglig hinder för att korrekt bestämma antalet nyanser den individuella uppfattningen, som är grunden för hela FRC-tekniken.
