Что такое глубина цвета в телевизоре и мониторе

При выборе телевизора или монитора нужно учесть множество параметров: диагональ, разрешение, частоту обновления... Сегодня мы поговорим о глубине цвета, она же разрядность, она же битность матрицы. Эта характеристика часто остается тайной за семью печатями, хотя является одной из самых важных. С другой стороны, будем честны: реальную разницу между 8 и 10 битами увидит далеко не каждый. 

Терминология

Пиксель — источник цвета современного ЖК-экрана. Состоит из трех субпикселей: красного, зеленого и синего. Эти три цвета участвуют в создании всей возможной цветовой палитры устройства.

Глубина цвета — это количество оттенков, которое может отобразить матрица монитора или телевизора.

Дизеринг — способ искусственного увеличения глубины цвета. Отсутствующие оттенки составляются из уже имеющихся путем визуального смешивания цветов соседних пикселей. Дизеринг обеспечивает более плавный переход между цветами и помогает расширить цветовой диапазон, однако при этом присутствует небольшая потеря разрешения.

^{Формирование фиолетового цвета из красных и синих пикселей с помощью дизеринга}

FRC (Frame Rate Control, временной дизеринг) — более современный способ визуального повышения разрядности матрицы путем мерцания пикселей. В последнее время это понятие объединяет в себе большую часть всех существующих алгоритмов увеличения глубины цвета.

Оговоримся сразу: в блоге речь идет именно о матрицах. Не стоит путать с глубиной цвета изображения/видео и цветовым охватом. 

Простая арифметика

Что же такое разрядность? Что означают цифры 6, 8, 10, 12 бит и откуда берется тот самый  миллиард цветов в 10-битной матрице? Здесь нам поможет математика.

Для начала рассмотрим самый простой вариант  — 6-битную матрицу, у которой каждый субпиксель дает 2 в 6-й степени оттенков. Следовательно, один цвет может быть представлен в виде 64 оттенков. Так как субпикселей обычно три (RGB), общее количество цветов в 6-битной матрице будет 2⁶ × 2⁶ × 2⁶ = 64 × 64 × 64 = 262 144. Таким образом, чем выше битность, тем больше цветов способна отобразить матрица.

• 6-битные матрицы (262 144 цветов) — остались уделом маленьких бюджетных телевизоров и офисных мониторов, которые совершенно не подходят для работы с графикой.
• 8-битные матрицы (16 777 216 цветов) — дают хорошее качество изображение и необходимый минимум для работы с графикой. Большая часть таких телевизоров и мониторов сегодня относится к среднему ценовому сегменту.
• 10-битные матрицы (1 073 741 824 цветов) — устанавливаются в премиальные телевизоры и мониторы. Дают максимально качественную картинку с плавными цветовыми переходами. Идеальны для работы с графикой, за что высоко ценятся профессионалами.
• 12-битные матрицы (68 719 476 736 цветов) — редкие и очень дорогие. Используются прежде всего в медицинских приборах, а их стоимость в десятки раз выше, чем у гражданских устройств. Согласитесь, важнее заметить какое-либо отклонение на мониторе диагностического оборудования, чем небольшой дефект на фотографии.  

Три страшных буквы «FRC»

Компьютерное железо очень быстро прогрессировало, и, чтобы мониторы могли реализовать весь потенциал видеокарт, появилась технология FRC.

^{Изображение смоделировано}

Если объяснять на пальцах, FRC — это увеличение количества оттенков за счет покадрового изменения яркости субпикселя. Человеческий глаз в итоге воспринимает это как один цвет, благодаря чему создается иллюзия появления нового оттенка. При помощи FRC 8-битная матрица вместо обычных для нее 16 миллионов может отобразить целый миллиард цветов, характерный для 10 бит.

Скептики считают, что цветопередача у такой псевдодесятибитной матрицы никогда не будет настолько точной, как в настоящих 10 битах. Действительно, тренированный глаз вполне способен заметить разницу, особенно на плавных градиентных заливках.

Сколько бит нужно монитору?

На что же влияет количество цветов и что это дает конечному пользователю? Разумеется, дело в картинке, и здесь пришло время разделиться: компьютеры — налево, телевизоры — направо.

Многие мониторы для работы с графикой имеют 8 бит + FRC или даже просто 8 бит. Профессионалы (фотографы, видеографы, полиграфисты и создатели контента) однако предпочитают использовать устройства с настоящей 10-битной матрицей.

^{При увеличении обратите внимание на перистые облака и воду. Изображение смоделировано}

Покупка такого монитора оправдана только в том случае, если вы четко понимаете, зачем он нужен, и сможете реализовать все его возможности. При этом нужно учесть несколько нюансов.

Во-первых, игровые видеокарты не работают с 10-битным цветом в некоторых приложениях, для это потребуются профессиональные решения. Цитирую nVidia:

«Большинство юзеров используют стандартные опции Windows API для создания пользовательского интерфейса и окна просмотра, но этот метод не используется в профессиональных приложениях, таких как Adobe Premiere Pro и Adobe Photoshop. Эти программы используют OpenGL 10-bit, который требует NVIDIA Quadro с портом DP». 

Во-вторых, не все форматы поддерживают 10 бит. Например, JPEG, MPEG4 и PNG сохраняют цвет в 8 битах на канал, и 10-битный монитор также будет отображать 8-битную картинку. Чтобы оценить всю глубину цвета на таком устройстве, нужно работать, например, с RAW.

В-третьих, за высокую разрядность придется заплатить. Настоящий 10-битный монитор стоит более 100 тысяч рублей, причем «более» здесь равняется минимум 40-50 тысячам. В DNS есть пара-тройка представителей настоящей десятибитной «школы», и стоят они на вершине прайса.

31" Монитор NEC MultiSync PA311D черный [4096x2160@60 Гц, IPS, 8 мс, 1500 : 1, 350 Кд/м², 178°/178°, DisplayPort, USB Type-C, HDMI, USB х6 шт]

34" Монитор Asus ProArt PA34VC PA34VC [3440x1440@100 Гц, IPS, 5 мс, 1000:1, 300 кд/м2, 178°/178°, Thunderbolt 3, DisplayPort, HDMI (2 шт), USB х1, изогнутый]

Рядовому покупателю должно хватить и псевдодесятибитной матрицы за 30-60 тысяч рублей или даже просто хорошего 8-битного варианта.

Однако перед пользователем, желающим насладиться возможностями HDR, особого выбора не стоит. Технология расширенного динамического диапазона — одного из главных фаворитов современных маркетологов — требует как можно больше оттенков. В основе HDR-мониторов с сертификатом VESA DisplayHDR 600 и выше лежит именно 10-битная матрица, а чаще всего 8 бит + FRC. Дисплеи на 8 бит не позволят в должной мере реализовать эффект HDR.

Сколько бит нужно телевизору?

Здесь ситуация немного другая. Десятибитные матрицы активно используются в премиальных моделях телевизоров и дают более яркую и сочную картинку (особенно в сочетании с функцией HDR). Но 10-битный HDR-контент нужно еще достать. Такие фильмы и игры можно найти на стриминговых площадках и BD-дисках. 

Хотите получить телевизор с гарантированно 10-битной матрицей? Берите 8К или OLED.

65" (163 см) Телевизор LED Samsung QE65Q950TSUXRU серый

65" (164 см) Телевизор OLED LG OLED65W9PLA черный

Стоимость 4K-ТВ на 10 битах стартует от 70 тысяч рублей.

Большинство телевизоров среднего ценового сегмента для достижения заветной десятки использует технологию FRC. На практике не каждый пользователь отличит 8 бит+FRC от честной 10-битной матрицы. Большой палитре оттенков рядовой покупатель предпочитает более яркую и сочную картинку, что далеко не одно и тоже. Этим пользуются производители для снижения затрат: стоимость изготовления настоящей 10-битной матрицы ощутимо выше 8 бит, а практически разницу видит лишь небольшое количество эстетов.

Правду о разрядности матрицы приходится вытаскивать из производителей клещами или пользоваться сторонними источниками. Сайт в помощь.

Человеческий глаз видит от 3 000 до 10 000 000 цветов — это зависит от физиологических и генетических особенностей. Тогда какой смысл покупать устройство, воспроизводящее более миллиарда оттенков? Все дело в индивидуальном восприятии: кто-то видит больше оттенков одного цвета, кто-то — другого, поэтому, чем больше оттенков показывает монитор или телевизор, тем большему количеству людей они понравятся.

Самое забавное, что женщины в этом плане значительно опережают мужчин и могут различать намного большее оттенков, однако гоняются за 10-битными панелями в основном представители сильного пола!

источник: club.dns-shop.ru/blog