Коэффициент контрастности ( CR ) — это свойство системы отображения, определяемое как отношение яркости самого яркого оттенка (белого) к яркости самого темного оттенка (черного), которое способна воспроизвести система. Высокий коэффициент контрастности — это желаемый аспект любого дисплея. Он имеет сходство с динамическим диапазоном .
Не существует официального стандартизированного способа измерения коэффициента контрастности для системы или ее частей, а также не существует стандарта для определения «Коэффициента контрастности», который был бы принят какой-либо организацией по стандартизации, поэтому оценки, предоставляемые разными производителями устройств отображения, не обязательно сопоставимы друг с другом из-за различий в методе измерения, эксплуатации и неуказанных переменных. [1] Производители традиционно отдавали предпочтение методам измерения, которые изолируют устройство от системы, в то время как другие проектировщики чаще принимали во внимание эффект помещения. Идеальная комната поглощала бы весь свет, отражающийся от проекционного экрана или излучаемый электронно-лучевой трубкой , и единственный свет, видимый в комнате, исходил бы от устройства отображения. В такой комнате коэффициент контрастности изображения был бы таким же, как коэффициент контрастности устройства . Реальные комнаты отражают часть света обратно на отображаемое изображение, снижая коэффициент контрастности, видимый на изображении.
Статический коэффициент контрастности (или одновременный коэффициент контрастности ) — это коэффициент яркости, сравнивающий самый яркий и самый темный оттенок, который система способна воспроизвести одновременно в любой момент времени, обычно измеряемый с помощью шахматного шаблона ANSI; с другой стороны, динамический коэффициент контрастности (или последовательный коэффициент контрастности ) — это коэффициент яркости, сравнивающий самый яркий и самый темный оттенок, который система способна воспроизвести с течением времени (или в одном кадре и другом последовательном кадре), обычно измеряемый с помощью метода полного включения/выключения. Переход от системы, которая отображает статическое неподвижное изображение, к системе, которая отображает динамическую, изменяющуюся картинку, несколько усложняет определение коэффициента контрастности из-за необходимости учитывать дополнительное временное измерение в процессе измерения.
Многие устройства отображения предпочитают использовать метод измерения « полностью включено/полностью выключено» , поскольку он нейтрализует влияние помещения и приводит к идеальному соотношению. Равные пропорции света отражаются от дисплея в помещение и обратно как при «черном», так и при «белом» измерении, пока помещение остается прежним. Это пропорционально увеличит уровни освещенности обоих измерений, оставляя соотношение яркости черного и белого неизменным.
Некоторые производители зашли так далеко, что использовали разные параметры устройств для трех тестов, еще больше раздувая расчетный коэффициент контрастности. В случае с DLP- проекторами один из методов сделать это — включить чистый сектор колеса цветового фильтра для части «вкл» и отключить его для части «выкл» [2] Такая практика довольно сомнительна, поскольку будет невозможно воспроизвести такие коэффициенты контрастности с любым полезным контентом изображения.
Другой мерой является контрастность ANSI , при которой измерение выполняется с помощью тестового изображения с шахматным узором, где одновременно измеряются значения яркости черного и белого цветов. [3] Это более реалистичная мера возможностей системы, но она включает в себя возможность включения эффектов помещения в измерение, если испытание не проводится в помещении, близком к идеальному.
Полезно отметить, что метод полного включения/выключения эффективно измеряет динамический коэффициент контрастности дисплея, тогда как метод контрастности ANSI измеряет статический коэффициент контрастности.
Технология ЖК-дисплея — это динамический контраст (DC), также называемый улучшенным коэффициентом контрастности (ACR) и интеллектуальным коэффициентом контрастности (SCR [4] ) и различными другими обозначениями. Когда необходимо отобразить темное изображение, дисплей, поддерживающий динамический контраст, снижает мощность лампы подсветки (или уменьшает апертуру объектива проектора с помощью диафрагмы), но пропорционально усиливает передачу через ЖК-панель; это дает преимущество в реализации потенциального статического коэффициента контрастности ЖК-панели в темных сценах, когда изображение просматривается в темной комнате. Недостаток заключается в том, что если темная сцена содержит небольшие области сверхяркого света, полученное изображение будет переэкспонировано.
Задача дисплея заключается в определении того, какая часть ярких участков изображения может быть незаметно засвечена при данных условиях окружающего освещения.
Яркость, как это чаще всего используется в маркетинговой литературе, относится к излучаемой интенсивности света на экране, измеряемой в канделах на квадратный метр (кд/м 2 ). Чем выше число, тем ярче экран.
Также распространено продавать только динамическую контрастность дисплея (когда она лучше статической контрастности только на бумаге), которую не следует напрямую сравнивать со статической контрастностью. Плазменный дисплей со статической контрастностью 4 000 000:1 покажет превосходящую контрастность ЖК-дисплея (со светодиодной или CCFL-подсветкой) с динамической контрастностью 30 000 000:1 и статической контрастностью 20 000:1, когда входной сигнал содержит полный диапазон яркостей от 0 до 100% одновременно. Однако они будут на одном уровне, когда входной сигнал будет иметь яркость только от 0 до 20%.
В маркетинговой литературе коэффициент контрастности для эмиссионных (в отличие от отражательных) дисплеев всегда измеряется в оптимальных условиях помещения в полной темноте. В типичных ситуациях просмотра коэффициент контрастности значительно ниже из-за отражения света от поверхности дисплея, что затрудняет различение различных устройств с очень высокими коэффициентами контрастности. [6] То, насколько освещение в помещении снижает коэффициент контрастности, зависит от яркости дисплея, а также от количества света, отражающегося от дисплея. [7]
Чистая печать в типичном кинотеатре может иметь коэффициент контрастности 500:1, [8] пропускающий цифровой проектор имеет коэффициент около 200:1, а отражающий цифровой проектор (т. е. DLP) — около 500:1 при почти идеальных условиях. [9] [ требуется лучший источник ] Современный компьютерный ЖК-монитор обычно имеет коэффициент 1000:1, [10] а телевизоры могут превышать 4000:1. [11] Динамический коэффициент контрастности обычно измеряется на заводе с двумя панелями (одна против другой) одной и той же модели, поскольку каждая панель будет иметь присущую темную и светлую (горячую) точку. Статический коэффициент обычно измеряется с тем же экраном, показывающим половину экрана полностью яркой против половины экрана полностью темной. Обычно это приводит к более низкому коэффициенту, поскольку яркость будет проникать в темную область экрана, тем самым обеспечивая более высокую яркость. [ требуется цитата ]