Так, особливо разом з іншими важливими факторами, такими як бітова глибина кольору, пікова яскравість та коефіцієнт контрастності. Кольорова дискретизація визначає точність передавання монітором кольорів та вплив на глядача, хоча сприйняття кольору, безперечно, є суб’єктивним показником. Чим більшою є частота вибірки кольорів (або чим більше даних монітор застосовує для відтворення кольорів), тим точнішим є зображення.
Але повернімося до основ. Під основами ми маємо на увазі часи, коли моніторів, HDR або 10-бітної матриці ще не було. Ще на перших етапах людської творчості митці помітити, що глядачі приділяють набагато більше уваги світлу, ніж кольору. За умови належного освітлення глядачі схвально оцінюють малюнок, майже без огляду на кольори, які використав художник. Однак монітори та телевізори не можуть повноцінно змагатися з малюнками, оскільки ми дивимося не безпосередньо на оригінальне зображення. Дисплей отримує сигнал та перетворює дані, щоб вивести їх на екран, на який ми дивимося. Ось чому кольорова дискретизація важлива для цифрових дисплеїв (наприклад, для моніторів, якими всі ми користуємося).
І хоча від перших печерних малюнків минули тисячоліття, базовий принцип переваги світла над кольором зберігає свою чинність. Просто так працює наш зір. Щоб бачити, нам потрібне світло, а колір… Так, він важливий, але не головний (ось чому перші фільми та телевізори були чорно-білими). У новітній час потреба відтворювати кольори на електронних дисплеях спершу стала справжньою проблемою. З 1920-х років минулого століття інженери таких компаній, як RCA та Philips, працювали над розробкою способу спільного передавання світла та кольору як єдиного візуального сигналу, що призвело до створення матриці «4х2», яка використовувалася для кольорової дискретизації. Зараз ми коротко це пояснимо.
Щоб заощадити ваш час на той випадок, якщо ви поспішаєте, скажемо, що різниця між форматами дискретизації 4 : 4 : 4, 4 : 2 : 2 та 4 : 2 : 0 здебільшого стає очевидною під час відтворення тексту. Отже, якщо ви користуєтеся монітором, вам потрібна дискретизація формату щонайменше 4 : 2 : 2. Звичайно, формат 4 : 4 : 4 — це завжди краще, навіть якщо він і не є доцільним для всіх застосувань. Також кольорова дискретизація не дуже сильно пов’язана з бітовою глибиною кольору, як у випадку з 8-бітною або 10-бітною матрицею. Зв’язок між ними існує, але він поверхневий.
Пошук балансу між даними зображення та можливостями підключення
Кольорова дискретизація, яку застосовує кожна компанія та виробник, що мають справу з дисплеями, означає інтерпретацію кольору як другого компоненту зображення після яскравості. Термін «субдискретизація» означає потребу стиснути або зменшити кількість даних джерела або первинної вибірки. Підвибірка — це наслідок стискання джерела шляхом зменшення кількості даних кольору з метою припасування зображення до стандартів підключення, таких як HDMI, 802.11ac Wi-Fi, мережевих протоколів тощо. Це необхідно тому, що в багатьох випадках, оригінал просто завеликий для передавання з потрібною швидкістю. Потокове 4K відео з Netflix має високий ступінь компресії для забезпечення роздільної здатності 8,3 мільйона пікселів та 60 кадрів на секунду. Зменшення кількості даних кольорів робить можливим здійснити таке стискання без значного погіршення якості зображення, адже переважна більшість людей не помічає компресії кольорів.
Субдискретизації яскравості не існує, хоча технічно вона можлива. Зменшення кількості даних яскравості просто робить зображення менш придатним для перегляду та повністю руйнує сприйняття глядача, тому не має жодного сенсу його застосовувати. Тому в кінцевому підсумку в жертву приноситься колір.
Що щодо форматів 4 : 4 : 4, 4 : 2 : 2 та 4 : 2 : 0?
Стандартна вибірка складається з двох горизонтальних рядків із чотирьох пікселів, які розташовані один над одним. Але ж там указані три цифри (4 : X : X). Перша цифра (4) — постійна, вона позначає яскравість, а частота вибірки сигналу яскравості завжди є повною, компресія до неї не застосовується. Тобто рядок, що відповідає за яскравість, є умовним, він не відображається в матриці або решітці. Два рядки, які відображаються, позначають вибірку кольору, тому друга й третя цифри позначають колір (умовні синій та червоний, наслідком змішування яких є зелений). Якщо ми використовуємо дискретизацію формату 4 : 4 : 4, технічно це означає «оригінальну» або нестиснену вибірку, тобто про жодну субдискретизацію не йдеться. Для яскравості виділяється повні чотири пікселі. Два рядки для кольору теж мають вибірку із чотирьох окремих пікселів кожен. Сьогодні це наш найбільший крок до використання нестисненого відеосигналу.
Перехід на дискретизацію формату 4 : 2 : 2 означатиме, що в кожному рядку для кольору буде вибірка лише з двох пікселів. Інші чотири пікселі будуть результатом дублювання вибірки засобами обробки сигналу. Дискретизація формату 4 : 2 : 0 передбачає, що у верхньому рядку лише два пікселі матимуть вибірку кольорів, інші шість пікселів будуть лише копіями, а в нижньому рядку пікселів не буде взагалі. Вибірка з меншою кількістю пікселів означає менший обсяг даних для передавання між пристроями й, відповідно, швидший та ефективніший зв’язок.
Іншими стандартними найменуваннями також є YUV, YCbCr або YPbPr. На практиці YUV відповідає дискретизації формату 4 : 2 : 0, який підтримують більшість відеокарт для ігрових консолей та ПК через скромні вимоги до пропускної здатності.
Для кращого розуміння скажемо, що сигнал 4 : 2 : 0 містить удвічі менше даних та потребує вдвічі меншої пропускної здатності в порівнянні з 4 : 4 : 4. Тому шоу в 4K HDR, яке ви зараз дивитеся на Netflix або Prime Video, потребує приблизно 15–16 Мбіт/с фактичної швидкості інтернет-з’єднання. Для передавання того ж самого контенту в форматі 4 : 4: 4 знадобиться понад 30 Мбіт/с пропускної здатності, а для потокових сервісів та інтернет-провайдерів це досить багато. Формату 4 : 2 : 0 дає змогу Netflix та іншим потоковим сервісам казати, що підключення до Інтернету зі швидкістю 25 Мбіт/с достатньо для того, щоб користуватися їхніми послугами. Перехід на формат 4 : 4 : 4 потребував би наявності підключення зі швидкістю щонайменше 50 Мбіт/с.
Чи є різниця в сприйнятті дискретизації різних форматів?
Як згадувалося вище, різниця стає помітною на зображенні, яке містить багато дрібного тексту. Ось чому в ПК за замовчуванням використовується діапазон full RGB, у якому 4 : 4 : 4 застосовується як стандартний метод дискретизації. Навіть за дискретизації формату 4 : 2 : 2 дрібні літери починають здаватися розмазаними, а за дискретизації формату 4 : 2 : 0 виникають досить помітні ореоли та ефект райдуги навколо літер. Це особливо важливо, якщо ви збираєтеся використовувати телевізор як монітор для ПК — переконайтеся, що телевізор та операційна система вашого ПК або драйвер відеокарти підтримують формат 4 : 4 : 4. Щодо моніторів BenQ, ви можете бути впевнені, що всі вони підтримують дискретизацію формату 4 : 4 : 4.
То чи важливою є кольорова дискретизація?
Так. Але оскільки дискретизація пов’язана з потужністю засобів обробки, основна увага виробників та постачальників контенту спрямована на пропускну здатність для забезпечення можливості підключення. Більшість дисплеїв, які вам доведеться використовувати, працюватимуть з усіма основними методами дискретизації та субдискретизації. Також мають значення основні апаратні засоби та дизайн дисплея. У цьому випадку бітова глибина кольору та пікова яскравість, а також калібрування кольорів окремого монітора/дисплея є факторами, які слід розглядати першочергово.
Ми раді запевнити вас, що в моніторах BenQ передбачено всі ці нюанси.
