r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a

Telewizory bez marketingu. Co warto wiedzieć o kolorach i odświeżaniu?

Strona główna AktualnościSPRZĘT

Przyjrzeliśmy się już bliżej kwestiom rozdzielczości i zakrzywienia ekranów nowoczesnych telewizorów. Innowacje, jakie wprowadzają ich czołowi producenci na tym się jednak nie kończą. Marketingowcy próbują uwieść nas także innymi atrakcjami, mówiąc o niesamowitych kolorach i niemożliwie wysokich częstotliwościach odświeżania obrazu. Co z tego jest zwykłą blagą, a co znajduje potwierdzenie w optyce i fizjologii? W drugiej części „Telewizorów bez marketingu” przyjrzymy się temu, jak współczesne wyświetlacze mają się do dwóch wielkich iluzji naszej kory wzrokowej – kolorów i ruchu.

10 bitów i Rec.2020: kolory jak z życia

Kolorowa telewizja ma długą historię. Pierwsza transmisja kolorowego sygnału w Stanach Zjednoczonych to już 1954 rok możliwa była do odebrania za pomocą 15-calowego odbiornika Westinghouse H840CK15, kosztującego wówczas 1295 dolarów. Ówczesnych dolarów – na dzisiejsze pieniądze byłoby to ok. 12 tys. dolarów. Wykorzystany wówczas standard NTSC był pierwszym powszechnie przyjętym rozwiązaniem na przodującym amerykańskim rynku. Zarówno Zachodnia Europa jak i kraje socjalistyczne spóźniły się aż o dekadę. Co prawda pierwszy francuski patent na standard SECAM został przyznany już w w 1956 roku, to jednak pierwsze SECAM-owe transmisje przeprowadzono dopiero w 1967 roku – po tym, jak Niemcy zaprezentowali światu standard PAL w 1963 roku, standard który sporo zapożyczał zarówno z NTSC jak i SECAM, i upowszechnił się w całej zachodniej Europie.

Zarówno francuski SECAM (przyjęty później w krajach socjalistycznych – i to wcale nie z powodów politycznych, jak się niekiedy twierdzi, był on po prostu tańszy do wdrożenia i bardziej niezawodny w trudnym terenie), jak i niemiecki PAL oraz amerykański NTSC wcale się wiele nie różniły w kwestii koloru. Ograniczenia kineskopów i przepustowości pasma radiowego były na tym etapie nie do ominięcia. I gdy w 1990 roku przyjęto pierwszy standard telewizji wysokiej rozdzielczości, tzw. Rec.709, też wcale nie wprowadzono przy tym znacznych ulepszeń. Kolejne pokolenia widzów nauczyły się postrzegać „zdechłe” barwy z kineskopowych wyświetlaczy jako te właściwe reprezentacje świata.

r   e   k   l   a   m   a

Na szczęście nie musimy tutaj męczyć się z filozoficznym pytaniem o to, czym jest kolor, do dyspozycji mamy standardy przemysłowe reprodukcji barwnej, zarówno dla addytywnych jak i substraktywnych modeli barw. Nas będzie interesować przede wszystkim addytywny model RGB. W druku stosuje się co prawda model CMYK, w którym wykorzystujemy jako podstawowe kolory cyjanu, magenty i żółci, jednak dla wyświetlaczy wciąż najistotniejszy jest model RGB, w którym używamy mieszania światła quasipodstawowych kolorów – czerwieni, zieleni i niebieskiego.

W skład pojedynczego piksela wyświetlacza ciekłokrystalicznego wchodzą trzy subpiksele emitujące światło o tych długościach fali, i regulowanym w ciągłej skali natężeniu. Co istotne, z tych barw można wyprowadzić podstawowe kolory CMYK – mieszając czerwień z zielenią otrzymamy żółć, zieleń z niebieskim da nam cyjan, a czerwony z niebieskim – magentę. I póki będziemy dobrze wiedzieli, czym jest czerwień, zieleń i niebieski w ramach teorii fizycznych, wszystko będzie dobrze.

We wspomnianym standardzie Rec.709 otrzymujemy dokładne definicje tych quasipodstawowych kolorów modelu RGB, dzięki czemu odbiorniki telewizyjne mogły względnie poprawnie przedstawiać barwne sceny. Czemu względnie? Ludzkie oko widzi otóż znacznie więcej, niż to, co mogą pokazać telewizory poprzednich generacji. Jak więc sprawić, by wyświetlacz mógł pokazać więcej, niż to, co wynika z modelu RGB?

W 2010 roku Sharp zaczął zachwalać wyświetlacze Quatron, zawierające w barwnej kropce oprócz czerwieni, zieleni i niebieskiego czwarty subpiksel, żółty, mający pozwolić na wyświetlenie bardziej rzeczywistej żółci, a przez to szerszej gamy kolorów. Pomysł ciekawy, ale trzeba pamiętać, że sygnał wideo tej żółci nie przenosił, telewizor musiał barwę tę „wymyślić”, a to oznacza, że poza demami technologicznymi Sharpa, nic spektakularnego nie udało się osiągnąć. Powiększenie przestrzeni barwnej udało się za to zrealizować w zupełnie inny sposób.

Jak wiecie, cyfrowe systemy barwne nie mają do dyspozycji palety z nieskończoną liczbą kolorów. Do tej pory dysponowaliśmy zaledwie 24-bitową głębią. Jej 16,7 mln kolorów to wynik miksowania trzech kanałów RGB, z których każdy mógł wygenerować po 256 odcieni (8-bit na kanał, 256×256×256). Wydaje się to dużą liczbą, póki nie spojrzymy na tonalne przejścia między bliskimi kolorami – nawet nieuzbrojone oko może dostrzec, że nie mamy do czynienia z ciągłym gradientem, lecz skokowymi pasmami. Coraz więcej nowych telewizorów obiecuje nam 10-bitowy system barwny, co oznacza po 1024 odcienie na kanał. Łącznie ponad miliard kolorów pozwala na uzyskanie płynnych przejść nawet między bliskimi sobie barwami i osiągnięcie efektu HDR (High Dynamic Range), pozwalającego przedstawić sceny o dużej rozpiętości tonalnej, zawierających nawet ekstremalne kontrasty.

Połączmy to teraz z szerszym gamutem. Gamut danego urządzenia to zbiór widm fal elektromagnetycznych z zakresu światła widzialnego, które mogą zostać przez nie odtworzone. Wierzchołki trójkąta przedstawiają najczerwieńszą czerwień, nazieleńszą zieleń i najbardziej niebieską niebieskość, jaka tu może zostać odtworzona. Jak widzicie, stare telewizory najgorzej wypadały w kwestii czerwieni i fioletów.

Na poniższym obrazku widzicie gamut modelu Rec.709 (znany też jako przestrzeń sRGB). Większy trójkąt przedstawia przestrzeń DCI P3, a największy – przestrzeń Rec.2020. DCI P3 jest przestrzenią barwną znaną przede wszystkim z kin cyfrowych – wszystkie używane tam projektory mają być w stanie przedstawić tam kompletną reprezentację barwną tej przestrzeni. Rec.2020 jest za to dokładnym odwzorowaniem przestrzeni Adobe RGB, w którym można faktycznie zobaczyć czerwień wozów strażackich i skórkę bakłażanu. Co szczególnie istotne, Rec.2020 zawiera w sobie 99,98% przestrzeni DCI P3, w praktyce pozwoli więc na niemal doskonałe odwzorowanie superprodukcji z Hollywood. Ba, pozwala też na poprawne odwzorowanie 75,8% przestrzeni barw CIE 1931, będącej wyidealizowaną przestrzenią widzenia barw przez ludzkie oko. Dla porównania, stary Rec.709 pozwalał na przedstawienie niespełna 36% przestrzeni CIE 1931.

Warto też pamiętać, że wreszcie dysponujemy standardami pozwalającymi na przekazanie sygnału z taką ilością informacji o kolorze. O ile eksperyment Sony z poprzedniej dekady, przestrzeń xvYCC mieszcząca się w specyfikacji HDMI 1.3 nigdy nie znalazła szerszego zastosowania, to 10-bitową (a nawet 12-bitową) głębię koloru udało się umieścić w HDMI 2.0 – taką „rurą” można przesłać obraz w przestrzeni Rec.2020 w rozdzielczości 4K (2160p), z częstotliwością do 60 klatek na sekundę. Co istotne, treści przygotowywane pod nową przestrzeń barw są wstecznie kompatybilne ze starym sprzętem, co tylko zachęci studia filmowe do ich tworzenia – sytuacja jest podobna do początków telewizji kolorowej, którą można było też oglądać na telewizorach czarno-białych.

Konkluzja: kupując nowy telewizor warto sprawdzić, w jakim stopniu jego wyświetlacz potrafi przedstawić Rec.2020 i czy oferuje 10-bitową głębię koloru. To sposób na uzyskanie na ekranie barw, jakie do tej pory można było zobaczyc tylko w świecie rzeczywistym, przy wysokich kontrastach. Niekiedy telewizor niższej rozdzielczości (FullHD) z większą głębią kolorów i większym kontrastem może zaoferować lepiej wyglądający obraz, niż telewizor 4K, odwzorowujący jedynie Rec.709.

Odświeżanie obrazu: więcej nie… wiadomo co znaczy

Nazywają to czasem „efektem opery mydlanej” – ogromna płynność obrazu wyświetlanego na nowoczesnych telewizorach jednych zachwyca, innych wręcz odrzuca. Sprzedawcy telewizorów rzadko kiedy jednak potrafią rzetelnie wyjaśnić o co chodzi, nie przeszkadza im to chwalić się jednak szybkością sprzedawanych odbiorników. Nasz nowy model jest szybszy, odświeża obraz z częstotliwością 960 Hz! A nasz jest jeszcze szybszy, przynosi odświeżanie 1920 Hz! Wśród tych coraz większych liczb klient łatwo się gubi, a przecież o to właśnie wymyślającym pokrętne sposoby kalkulowania parametrów technicznych marketingowcom chodzi.

Jak pewnie dobrze wiecie, ruch na ekranie to złudzenie, efekt szybkiego wyświetlania po sobie kolejnych klatek filmu. Im większa częstotliwość odświeżania telewizora, tym więc więcej klatek na sekundę zostaje wyświetlonych. Ale jakie to ma znaczenie dla jakości obrazu? Czy więcej oznacza lepiej? Jak się przekonacie, jest zupełnie jak z megapikselami – większa liczba wcale nie musi oznaczać ulepszeń.

Na początku kina sytuacja była prosta. Projektory filmowe rzutowały na ekran film w tempie 24 klatek na sekundę, telewizja korzystała zaś z odbiorników o odświeżaniu 50 Hz (w Europie) i 60 Hz (w USA). By wyświetlić kinowe filmy w telewizji, stosowano takie metody jak np. Telekino. Konwersja do PAL (25 obrazów na sekundę) była prosta, taśmę filmową przyspieszano o 4%, co było niezauważalne dla widza. Zmianę tonu dźwięku cofano za pomocą nałożenia odpowiedniego filtra. W wypadku amerykańskiego NTSC (29,97 obrazów na sekundę) stosowano najpierw spowolnienie taśmy filmowej do 23,976 klatek na sekundę, by uzyskać proporcje 4/5, a następnie stosowano algorytm z przeplotem, zamieniając cztery klatki filmu w pięć obrazów sygnału TV. Aby zaradzić zaś wrażeniu migotania i dopasować częstotliwość wyświetlania do częstotliwości sieci energetycznej (50 Hz/60 Hz), zamiast wyświetlać cały obraz, wyświetlano dwa półobrazy, stosując technikę przeplotu. Gdy pojawiły się pierwsze telewizory FullHD i odtwarzacze Blu-ray, zdolne do natywnego wyświetlenia od 24 do 60 obrazów 1080p na sekundę, wydawało się, że sprawa się uprościła. Na krótko.

Przede wszystkim trzeba pamiętać, że znikąd nowych informacji poza tymi, które znajdują się w źródle, stworzyć nie można. Materiał źródłowy jest zaś przygotowywany maksymalnie z częstotliwością 60 Hz. Wyścig między producentami TV doprowadził do wzrostu częstotliwości odświeżania. Tam gdzie normalne telewizory pracowały w 50 (w USA 60) cyklach na sekundę, generując jeden obraz co 20 (17) milisekund, z czasem udało się powiększyć częstotliwość odświeżania dwu-, a w końcu nawet czterokrotnie – i tak oto uzyskaliśmy urządzenia pracujące z częstotliwościami 100 (120) Hz i 200 (240) Hz.

Częstotliwość odświeżania to jednak nie to samo co liczba klatek na sekundę. Jeśli źródło filmowe oferuje 24 klatki na sekundę, to oznacza to, że odbiornik pracujący z częstotliwością 200 Hz będzie mógł wypełnić luki między klatkami, wygładzając ruch za pomocą procesu interpolacji. Elektronika analizuje sąsiadujące klatki i na ich podstawie generuje klatki dodatkowe, nieistniejące w oryginalnym sygnale, co daje wrażenie płynniejszego ruchu. Im więcej klatek zostanie wygenerowanych, tym płynniejszy ruch, co szczególnie mogą docenić fani widowisk sportowych – i co nie podoba się wielu fanom kina, dla których obraz taki jest „zbyt szybki”, ich mózgi po prostu przywykły do interpretowania 24 klatek na sekundę jako płynności i źle znoszą te interpolowane obrazy pośrednie.

Skąd w takim razie wzięły te wszystkie wielkie częstotliwości, w których prześcigają się producenci? Niech będzie jasne, że nie ma na rynku żadnych telewizorów pracujących z częstotliwością wyższą niż 200/240Hz. Wszystko inne to efekt zastosowania rozmaitych technologii mających „zwiększać płynność obrazu” i noszących tak wydumane nazwy jak MotionFlow (Sony), Perfect Motion Rate (Philips), Clear Motion Rate (Samsung) itd. Ich bezpośrednie zestawienie ze sobą jest praktycznie niemożliwe, każdy liczy po swojemu, w sumie bez żadnego technicznego uzasadnienia – ot by mieć większą liczbę w specyfikacji. Do normalnego odświeżania dodaje się tu rozmaite inne operacje wykonywane na obrazie.

Jedną z najpopularniejszych takich dodatkowych technik jest podświetlanie stroboskopowe (backlight blinking), czyli bardzo szybkie włączanie i wyłączanie podświetlania ekranu, by ograniczyć efekt powidoku na siatkówce oka. Innym jest wstawianie czarnych klatek (black frame insertion), mające zapobieć iluzji rozmywania się obiektów w ruchu. Techniki te faktycznie pozwalają na ulepszenie płynności ruchu, ale nie jest to zwiększenie częstotliwości odświeżania, mimo że producent telewizora z matrycą 50 Hz, stosującego taką techniką migoczącego podświetlania powie, że jego telewizor zapewnia takie „specjalne” 100 Hz.

Uniwersalna zasada przy sprawdzaniu specyfikacji telewizora powinna być taka: jeśli do numerka wyglądającego jak częstotliwość dopisano jakąś handlowo brzmiącą nazwę technologii generowania obrazu, to nie jest to częstotliwość odświeżania obrazu.

By efektywnie przeprowadzać te sztuczki ulepszania obrazu, potrzebujemy telewizorów pracujących z częstotliwością co najmniej 100 Hz – odbiornik 50Hz będzie stosując je tracił wiele informacji, co więcej te zmiany podświetlenia czy wstawianie czarnych klatek byłyby widoczne. Idealnie byłoby mieć 200 Hz, ale to oznacza rezygnację z 4K – chyba wszystkie dostępne dziś na rynku telewizory o rozdzielczości 2160p pracują z częstotliwością albo 50 Hz albo 100 Hz. Jeśli producent podaje coś innego, to miejcie się na baczności. Przyjrzyjmy się, jak to robią najbardziej znani producenci:

  • Sony: japońska firma swoją technikę zwiększania płynności ruchu nazywa MotionFlow. W modelach skierowanych na rynek europejski obok nazwy tej znajdziecie liczby sugerujące częstotliwość. Nie ma się nią co przejmować, w tym roku oznacza coś innego niż w modelach z roku poprzedniego. Odświeżanie 100 Hz znajdziecie pod numerkiem 400 (modele zeszłoroczne) lub 800/1200 (tegoroczne). Odświeżanie 200 Hz miały za to zeszłoroczne modele FullHD MotionFlow 800.
  • Samsung: koreański potentat używa obecnie terminu Motion Rate. Oznacza on co innego, w zależności czy odnosi się do telewizorów FullHD czy 4K. W telewizorach FullHD jest on równy rzeczywistej częstotliwości odświeżania, tak więc telewizor taki z MotionRate 100/120 faktycznie zapewni oświeżanie 100/120Hz, jednak model 4K z takim oznaczeniem będzie miał częstotliwość o połowę mniejszą, tj. 50/60 Hz. By było jeszcze bardziej skomplikowanie, wcześniej Samsung używał nazwy Clear Motion Rate, przy której pojawiały się takie liczby jak 600 (100 Hz) czy 700 (200 Hz).
  • LG: firma wcześniej korzystała z nazwy Motion Clarity Index. I tutaj wszystko było pokręcone: zarówno Motion Clarity Index 50 i 100 oznaczały 50 Hz, 700 oznaczało 100 MHz, a 800 – całe 200 MHz. Dobrze widać tutaj wyścigi z Samsungiem. W tym roku wprowadzono technologię TruMotion, przy której numerki są już prostsze. Należy podzielić je na połowę – 100 oznacza 50 Hz, 200 – 100 Hz.
  • Sharp: to chyba jedyny producent, który dziś już nie kombinuje z oznaczeniami. Firma używa technologii AquoMotion, pisząc, że „pomnaża ona efektywne odświeżanie obrazu”, ale zarazem podaje realne częstotliwości odświeżania matrycy. Chyba wszystkie modele 4K tej firmy korzystają z matryc 100 Hz.
  • Philips: tu natrafimy na określenie Perfect Motion Rate, też nie mające nic wspólnego z częstotliwością odświeżania matrycy. Zarówno 400 jak i 800 oznaczają matryce 100 Hz, bez względu na rozdzielczość.

Konkluzja: telewizor o najwyższych numerkach nie musi być tym najbardziej dopasowanym do twoich potrzeb. Ktoś, kto ogląda na TV mecze koszykówki czy tenisa ziemnego doceni jak najwyższe numerki przy nazwach własnościowych technologii „upłynniania ruchu”, dla osób oglądających głównie filmy i seriale jest to w zasadzie kwestia bez znaczenia. Nie ma jednak co wracać do 50 Hz, kupując telewizor 4K upewnijcie się, czy zapewnia on stuhercową częstotliwość odświeżania. Na modele 4K 200 Hz jeszcze troszkę poczekamy, a i tak niekoniecznie będą one warte swojej ceny – gdy pojawiły się pierwsze modele FullHD 200 Hz, efekt był znacznie skromniejszy, niż przy przejściu z 50 Hz na 100 Hz. Już zresztą wszystkie matryce 100 Hz powinny sobie dobrze radzić z efektem rozmycia ruchu.

W finalnej części naszego cyklu poświęconego odczarowywaniu marketingowych opowieści sprzedawców telewizorów przyjrzymy się poszczególnym typom wyświetlaczy oraz mniej lub bardziej udanym próbom wstawiania w urządzenia te komputerków.

© dobreprogramy
r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a

Komentarze

r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a
Czy wiesz, że używamy cookies (ciasteczek)? Dowiedz się więcej o celu ich używania i zmianach ustawień.
Korzystając ze strony i asystenta pobierania wyrażasz zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.