Profesionálne recenzie LCD monitorov na pc.sk realitou! Ako budeme testovať?

pc.sk rozširuje svoje obzory a odteraz vám bude prinášať aj recenzie LCD monitorov. V tomto prvom, úvodnom článku vás uvedieme do problematiky LCD technológie a v stručnosti zasvätíme do metodiky, ktorú budeme pri testovaní používať.

Farebná reprodukcia

Farebný gamut (Color Gamut)
Pojem „farebný gamut“ vyjadruje koľko farieb, ktoré dokáže naše oko vnímať, je schopné dané zariadenie (v našom prípade monitor) reprodukovať. Naše oči dokážu vnímať takzvané optické spektrum – elektromagnetická radiácia s vlnovou dĺžkou od 380 do 700 nm. Náš mozog ich vníma ako spektrum základných farieb počnúc fialovou až červenou farbou.
Ďalšie farby sú vytvárané ako zmes týchto vĺn rôznej dĺžky, kým súvislé spektrum je vnímané ako biele svetlo. Je technicky nemožné vytvoriť zariadenie, ktoré dokáže reprodukovať farebný gamut, ktoré sú naše oči schopné vnímať. Všetky zariadenia dokážu len pokrývať jeho časť. Nanešťastie, čím menšie monochromatické spektrum zariadenia je, tým väčší je priestor, ktorý nebude vedieť reprodukovať.

Na zobrazenie tohto priestoru používame CIE diagram. Obrazec udáva spektrum farieb viditeľné ľudským okom. Na okrajoch diagramu sú primárne farby (RGB – Červená, zelená, modrá), smerom do stredu sa zmiešavajú a vzniká biela farba (aditívne miešanie farieb). Ak umiestnime body na dané svetelné súradnice (v našom prípade sú to súradnice každého jedného zo subpixelov matricového filtra LCD monitora), tak nám vyformujú trojuholník. Tento trojuholník nám zobrazuje rozsah farieb, ktoré dané zariadenie môže reprodukovať. Reprodukovanú časť (výsek) nazývame farebný gamut.

Tento gamut budete v našich recenziách vídavať v 2D aj v 3D podobe spolu s priamymi porovnaniami sRGB a Adobe RGB farebných profilov. Ako príklad uvedieme porovnanie monitora XY v porovnaní s sRGB farebným profilom:

a v 3D zobrazení:

Jednou z noviniek pri testovaní farebnej reprodukcie monitorov je aj tzv. Gamut Volume. Je to číslo reprezentujúce jeho objem. vďaka tomuto číslu sme napríklad schopní zistiť percentuálne pokrytie oproti iným gamutom zariadení a farebným priestorom. Ako príklad môžeme uviesť objem gamutu monitora XY ktorý je 880 100 jednotiek. Objem štandardizovaného sRGB farebného priestoru je 897 107 jednotiek. Z toho nám vychádza, že percentuálne pokrytie sRGB farebného priestoru monitora XY je 98,10%. Možné je aj priamo porovnávať medzi rôznymi modelmi monitorov a určiť, ktorý monitor má gamut širší.

Všetky výpočty za nás robí software ColorThink Pro od spoločnosti CHROMiX. Vďaka nemu sme schopní zobrazovať grafy monitorov v 2D aj 3D priestore, určovať nezávislé deltaE 2000 odchýlky a samozrejme počítať objem gamutu.

Farebná hĺbka matricového filtra

Farebná hĺbka vyjadruje, koľko bitov je potrebných na reprezentovanie danej farby v bit mape na jednom pixli. Jednoducho povedané, koľko "schodov" (alebo koľko možných kombinácii) môže daná farba mať. Pri ôsmich bitoch je to 256 odtieňov (2^8), pri šiestich bitoch len 64 (2^6). Čo to znamená v prípade monitorov? V prvom rade je to číslo ktoré nám napovie koľko farieb je schopný daný monitor reprodukovať, samozrejme čím viac tým lepšie. Dnes sa v bežnej praxi pri výbere monitora stretávame s dvoma číslami vyjadrujúcimi farebnú hĺbku (odborne nazývanú aj ako "bit depth", "color depth") - 16,2 milióna a 16,7 milióna. Odkiaľ tieto čísla pochádzajú? Monitory sa skladajú z pixlov, pričom každý pixel má 3 subpixle - červenú, zelenú a modrú (RGB). To znamená, že monitor ktorý je 8 bitový má 8 bitov na jeden farebný kanál (pre tento pojem existuje skratka bpp - bits per pixel [bitov na pixel]). Vynásobením čísiel sa dostaneme k hodnote 16,7 milióna (256*256*256). Pokiaľ hodnoty bpp spočítame, dostaneme číslo, s ktorým sa napríklad bežne stretávame v prostredí operačného systému a bežne sa takto označujú aj monitory. To znamená, že monitory s 8 bpp sú 24-bitové. Len pre zaujímavosť spomenieme že 32 bitová farebná hĺbka s ktorou sa stretávame dnes bežne, vyjadruje 24 bitový farebný signál (RGB) a prídavných 8 bitov na bezfarebný signál (Alpha, Z-signál alebo Bump mapu).

Bohužiaľ dnes výrobcovia monitorov uvádzajú údaj 16,7 milióna farieb aj napriek tomu, že to nie je pravda. Niektoré monitory (hlavne tie z lacnej triedy) dokážu zobraziť len 262 144 farieb, pretože podporujú iba 6 bitov na kanál (a sú teda 18 bitové). Takýto obraz je pre ľudské oko veľmi neprirodzený a objavujú sa pri ňom "fľaky" (nazývané aj banding) a tak výrobcovia prišli s metódou, ktorú nazvali Frame Rate Control alebo jednoducho FRC. FRC zabezpečí, že signál, ktorý monitor nevie zobraziť kvôli jeho nízkej farebnej hĺbke sa rozloží na dve najbližšie zložky, ktoré monitor vie zobraziť a bude medzi nimi preblikávať frekvenciou 60Hz, kedy už ľudské oko nie je schopné vnímať tieto zmeny obrazu. Ako názorný príklad môžeme uviesť, že monitor XY nevie zobraziť 50% šedú farbu ktorej RGB hodnoty sú 128,128,128 ale podporuje 2 najbližšie, povedzme 127,127,127 a 129,129,129. FRC zabezpečí, že monitor bude medzi nimi preblikávať a ľudskému oku sa dostaví farba ktorú pôvodne mal monitor zabezpečiť a to 50% šedá (128,128,128).

V dnešnej dobe už existujú pomerne dobré algoritmy, medzi ktoré patrí napríklad aj dithering. Namiesto preblikávania medzi jedným pixlom je farba vytvorená za pomoci susedných pixlov. Táto metóda je dnes veľmi často používaná a dokáže vytvoriť presnejší a často vernejší obraz, alebo ak chcete, lepšie oklamať ľudské oko. Samozrejme toto je stále len "naoko" a obraz sa nikdy nevyrovná pravému 24 a viac bitovému monitoru. Preto sa napríklad na grafické práce používajú monitory ktoré majú spomínaných 24 bitov.

Gamma

Gamma je dokonca aj v dnešnom svete jednou z najzložitejších tém ohľadom monitorov, fyziky a aj samotnej správy farieb. Najjednoduchšie ako gammu pochopiť je spôsobom krivky, ktorú nazývame korekčná krivka. Inak povedané, jeden by si myslel, že krivka vzťahu vstupného signálu a jasom výsledného signálu je lineárna.

Zjednodušene povedané, pixel so svietivosťou X bude mať na výstupe taktiež svietivosť X. Bohužiaľ nie je tomu tak, z jedného jediného dôvodu - poprední hráči sa nevedeli dohodnúť na fixnej hodnote. Apple chcel 1,8 a Microsoft 2,2. Obe sa dodnes používajú v súvislosti s naložením zobrazovaného signálu (prepress a podobne). Určime si teda hodnotu gammy 1,8. Obraz takto spracovaný bude vykazovať logaritmický rast o hodnote 1,8 aby na koncovom systéme vykazoval presný opak, zníženie (exponenciálny) o hodnotu 1,8. Koncová závislosť po sčítaní je teda opäť lineárna, ale s tým rozdielom, že bude opravená s prihliadnutím na jas a kontrast monitora.

A dôvod prečo vôbec gamma existuje? Vďaka kompenzácii gammy získame presnejšie detaily v tmavých oblastiach, ľudské oko má logaritmickú citlivosť charakteristiky svetla, čo znamená, že ľahšie vníma zmenu tmavého tónu, než dôjde k zmene svetlého tónu v rovnakej hodnote. Takto môžeme zlepšiť presnosť tmavých oblastí na úkor svetla. Samozrejme gamma krivka sa opäť vzťahuje na tri základné kanály a dá sa upraviť veľmi detailne. tento fakt využíva napríklad kalibračný softvér, ktorý mení hodnoty gammy CLUT (Color Look-up table) grafickej karty, aby vytvárala lineárny obraz. čím lineárnejšia zmena, tým menej zásahov bolo nutných spraviť.