Grayscale چیست؟
مقیاس خاکستری به تعداد سطوح روشنایی مشخصی اشاره دارد که یک صفحه نمایش LED می تواند بین حداقل و حداکثر روشنایی خود ایجاد کند. معمولاً به صورت کمی عمق بیان می شود. یک سیستم 8 بیتی مقیاس خاکستری 28=256 سطح در هر کانال رنگی تولید می کند. یک سیستم 16 بیتی 65536 سطح تولید می کند.
در عمل، عمق مقیاس خاکستری تعیین میکند که نمایشگر چقدر میتواند به آرامی بین تاریکی و روشنی تغییر کند و چقدر جزئیات میتواند در مناطق{0}درخشندگی کم تصویر حفظ شود.
شایان ذکر است که عمق مقیاس خاکستری مفهومی جدا از روشنایی صفحه نمایش است. یک صفحه نمایش با روشنایی بالا-با عمق خاکستری ناکافی همچنان تصاویری با نوارهای قابل مشاهده، سیاهی خرد شده و از بین رفتن جزئیات سایه تولید می کند.
چگونه مقیاس خاکستری در نمایشگرهای LED به دست می آید
نمایشگر LED، روشنایی را در سطح پیکسل عمدتاً از طریق دو روش کنترل می کند:
1. مدولاسیون عرض پالس (PWM).PWM نسبت زمان روشن شدن LED را در هر چرخه تازه سازی تنظیم می کند. زمان روشنتر-روشنایی بیشتری ایجاد میکند. زمان کوتاهتر- کمتر تولید میکند. وضوح این کنترل زمانبندی، عمق خاکستری را که نمایشگر میتواند به دست آورد، تعیین میکند.
فرکانس PWM بالاتر نه تنها برای کاهش سوسو زدن بلکه برای حفظ دقت مقیاس خاکستری در تنظیمات روشنایی کمتر نیز مهم است. هنگامی که صفحه نمایش به میزان قابل توجهی کم نور می شود، پالس های زمانی روشن- بسیار کوتاه می شوند و اگر وضوح زمان کافی نباشد، مراحل خاکستری ناهموار می شوند یا به طور کامل جمع می شوند.
2. مدولاسیون دامنه جریانبرخی از سیستم ها جریان واقعی عبوری از LED را به جای چرخه کاری تغییر می دهند. این رویکرد میتواند کنترل مبتنی بر PWM-را تکمیل کند، اما فقط تنظیم فعلی{2}}محدودیتهای خاص خود را از نظر ثبات رنگ در سطوح روشنایی دارد.
اکثر سیستمهای نمایشگر LED مدرن از ترکیبی از هر دو روش استفاده میکنند که توسط آیسی درایور مدیریت میشود تا عملکرد مقیاس خاکستری را در سراسر محدوده روشنایی کامل به حداکثر برساند.
عمق مقیاس خاکستری و عمق بیت در عمل
رابطه بین عمق بیت و کیفیت بصری کاملاً خطی نیست. بینایی انسان به تفاوتهای نسبی در رنگهای تیره حساستر از رنگهای روشن است که از منحنی پاسخ تقریباً لگاریتمی پیروی میکند.
این یعنی:
- حرکت از 8 بیتی به مقیاس خاکستری 12 بیتی، بهبود قابل توجهی در رندر سایه نسبت به اعداد خام ایجاد می کند.
- در سطوح روشنایی بسیار پایین، حتی یک سیستم 12 بیتی ممکن است برخی از مصنوعات درجه بندی را نشان دهد اگر وضوح زمان بندی PWM مطابق با آن مطابقت نداشته باشد.
برای اکثر برنامههای نمایش تجاری، - تابلوهای تبلیغاتی، پسزمینههای صحنه، و صفحههای اتاق کنفرانس - 12-بیتی تا ۱۶{4}}به طور کلی مقیاس خاکستری کافی در نظر گرفته میشود. برای محیطهای تولید پخش یا برنامههای تجسم پیشرفته که در آن وفاداری تصویر بسیار مهم است، زنجیرههای پردازش ۱۶ بیتی یا بالاتر معمولاً مشخص میشوند.
مقیاس خاکستری و پارامترهای مرتبط: اجتناب از سردرگمی
مقیاس خاکستری ارتباط نزدیکی با چندین پارامتر دیگر دارد و گاهی اوقات این اصطلاحات در ادبیات محصول با هم ترکیب می شوند.
مقیاس خاکستری در مقابل نسبت کنتراستنسبت کنتراست تفاوت روشنایی بین روشن ترین سفید و تیره ترین سیاهی که یک نمایشگر می تواند تولید کند را توصیف می کند. عمق مقیاس خاکستری نشان می دهد که چند مرحله قابل تشخیص بین این دو حد وجود دارد. یک نمایشگر می تواند نسبت کنتراست بالایی داشته باشد و در عین حال عملکرد ضعیفی در مقیاس خاکستری داشته باشد اگر سطوح متوسط به طور دقیق رندر نشده باشند.
مقیاس خاکستری در مقابل عمق رنگعمق رنگ (به عنوان مثال، رنگ 10 بیتی) به تعداد سطوح در هر کانال رنگ (قرمز، سبز، آبی) اشاره دارد و به طور مستقیم از عمق خاکستری گسترش می یابد. عمق بیشتر خاکستری در هر کانال، درجه بندی رنگ های دقیق تر را امکان پذیر می کند و نوارهای رنگی را در شیب های صاف کاهش می دهد.
مقیاس خاکستری در مقابل نرخ تازهسازیاین دو پارامتر به روشی خاص با هم تعامل دارند: در نرخهای تازهسازی بسیار بالا، زمان موجود برای هر فریم کاهش مییابد، که محدوده چرخه کاری PWM را فشرده میکند و میتواند به طور موثر عمق مقیاس خاکستری قابل استفاده را کاهش دهد، مگر اینکه آی سی راننده و سیستم کنترل برای جبران طراحی شده باشند. این مبادله-هنگام تعیین نمایشگرهایی برای ضبط-دوربین با سرعت بالا یا استفاده از پخش، مرتبط است.
ارزیابی عملکرد مقیاس خاکستری
هنگام ارزیابی قابلیت مقیاس خاکستری نمایشگر، مشخصات به تنهایی همیشه قابل اعتماد نیستند. عمق بیت بیان شده اغلب منعکس کننده خط لوله پردازش است نه خروجی بصری واقعی. چند بررسی عملی مفید است:
- یک رمپ صاف در مقیاس خاکستری را نمایش دهیداز سیاه به سفید و مشاهده کنید که آیا انتقال ها یکنواخت هستند یا اینکه نوارها در انتهای تاریک قابل مشاهده است.
- با روشنایی کاهش یافته تست کنیدتنظیمات، زیرا بسیاری از نمایشگرها وقتی کمتر از 30 تا 50 درصد از حداکثر خروجی خود کم نور می شوند، تخریب مقیاس خاکستری را نشان می دهند.
- یکنواختی را بررسی کنید: عملکرد مقیاس خاکستری می تواند در سراسر سطح پانل به دلیل تحمل محفظه LED یا تفاوت کالیبراسیون بین ماژول ها متفاوت باشد.
خلاصه
عمق مقیاس خاکستری یک شاخص اساسی است که نشان میدهد یک صفحه نمایش LED چقدر میتواند جزئیات تصویر را بهویژه در رنگهای تیرهتر و شیبهای ظریف بازتولید کند. این با عمق بیت سیستم کنترل، وضوح زمانبندی PWM و نحوه مدیریت آنها توسط آی سی راننده در سطوح مختلف روشنایی تعیین میشود. هنگام تعیین یک نمایشگر، ارزش آن را دارد که فراتر از رقم روشنایی عنوان نگاه کنید و تأیید کنید که عملکرد مقیاس خاکستری برای محتوا و محیط مشاهده مورد نظر مناسب است.