Moderne skærme og TV tilbyder et bredt udvalg af visningsmuligheder, fra økonomiske modeller til high-end versioner. En bemærkelsesværdig del af disse enheder omfatter dem, der understøtter kunstig farveforbedringsteknologi, som udnytter menneskelig opfattelse til at forbedre billedkvaliteten. Disse enheder anvender teknologier kendt som FRC (Frame Rate Control) eller dithering. Selvom disse to begreber ofte bruges om hverandre, repræsenterer de lidt forskellige tilgange med det samme mål.
Frame Rate Control (FRC) er en teknologi, der kunstigt tilføjer farvetoner til et billede. Dette gøres ved bevidst at ændre farven på en pixel for at skabe glattere overgange mellem farvetoner.
Dithering, derimod, introducerer støj i billedet og udjævner den oprindelige farvetone for at opnå lignende overgange mellem farverne.
Farvetoner formidlet af skærme med forskellige farvedyb
Forståelsen af antallet af toner og farvedybden kan illustreres ved hjælp af en 8-bit matrix som eksempel. I videoen overføres det originale billede i tre primærfarver: blå, rød og grøn. Hver pixel på skærmen består af tre subpixels, en for hver farve.
Et digitalt signal i sin rå form kan repræsenteres ved 2 bits (tændt eller slukket) med forskellige antal blokke. På en 8-bit skærm kan en subpixel repræsentere 2^8 farver, hvilket svarer til 256 toner. Da tre subpixels bruges til at skabe en enkelt farve, beregnes det samlede antal mulige toner som følger: 256×256×256 = 16,7 millioner toner.
Her er en kort oversigt over skærme og TV baseret på deres farvedybde og billedkvalitet:
| Farvedybde | Farver | Anvendelse | Nuværende relevans |
|---|---|---|---|
| 6 bit | 0,26 millioner | De billigste skærme, hovedsageligt til kontorarbejde, ikke egnet til grafik. | De førende producenter har ikke brugt denne kvalitet i deres produkter i over et årti. |
| 8 bit | 16,7 millioner | Mellemniveau skærme, egnet til grafisk arbejde, men ikke professionel kvalitet. | 90% af TV og skærme bruger 8-bit skærme. Mere end halvdelen af TV er udstyret med denne type skærm, herunder økonomiske LED-TV og entry-level QLED-TV. |
| 10 bit | 1,07 milliarder | Skærme af høj kvalitet, egnet til fotoredigering og andre opgaver, der kræver bedre farveovergange. | Installeret i high-end TV. |
Hvordan FRC fungerer i skærme
Det menneskelige øje har en vis inerti. På grund af dette smelter to billeder, der ofte skifter, sammen til ét. Hvis du ser på en figur, der skifter farve fra hvid til sort med høj frekvens, vil den fremstå grå. Det er præcis sådan, FRC fungerer. Hvis to “tilstødende” farver skifter på en pixel med høj frekvens, vil øjet se en mellemfarve, der ikke faktisk findes i matrixens palette.
Hvis dit TV eller skærm understøtter FRC, fungerer denne teknologi på hardwareniveau. Der er forskellige algoritmer til at skabe mellemliggende billedtoner, som har forskellige navne: 8bit+A-FRC, klassisk 8bit+FRC, 8bit+Hi-FRC.
Generelt viser nogle rammer farver, der svarer til paletten i en matrix med en given bitdybde, men erstatter den rigtige farve. For eksempel, i billedet nedenfor, fører overgangen fra mørkeblå til cyan til en åbenlys og bemærkelsesværdig farveændring. Følgende illustration viser skematisk, hvordan en gruppe af sammenhængende pixels fungerer på en skærm uden og med FRC, og hvordan mennesker opfatter farve.
Ram 1: Overgangen er tydeligt synlig, fordi farverne vises som de er: de første to pixels er mørkere, og de næste to er lysere. En person opfatter en tydelig farveovergang.
Ram 2: FRC træder i kraft og omorganiserer farverne på den anden og tredje pixel.
Ram 3: Visuelt opfatter en person denne omorganisering af pixels som fremkomsten af en ekstra farve, der ikke findes på en 8-bit skærm.
Når en 8-bit+FRC skærm virkelig en 10-bit kvalitet?
Selvfølgelig ikke. Uanset hvilken teknologi der anvendes, vil en 8-bit+FRC skærm aldrig virkelig vise en milliard toner. Selvom den visuelt kan præsentere flere toner og forbedre billedkvaliteten, vil den stadig være underlegen i forhold til en ægte 10-bit skærm.
I den virkelige verden er opfattelsen af billedtoner meget individuel. Nogle mennesker kan opfatte 200.000 toner af grøn, andre kun 10.000, og nogle kan se op til en million. Det er meget svært præcist at måle antallet af toner, som en FRC-skærm viser, og det kræver specialiserede laboratorier. Derudover er den uoverstigelige hindring for korrekt at bestemme antallet af toner den individuelle opfattelse, som er grundlaget for al FRC-teknologi.