Moderne Monitore und Fernseher bieten eine breite Palette von Anzeigeoptionen, von preisgünstigen bis hin zu hochwertigen Modellen. Ein bemerkenswerter Teil dieser Geräte umfasst solche, die künstliche Farbverbesserungstechnologie unterstützen, wobei die menschliche Wahrnehmung genutzt wird, um die Bildqualität zu verbessern. Diese Geräte verwenden Technologien, die als FRC (Frame Rate Control) oder Dithering bekannt sind. Obwohl beide Begriffe oft austauschbar verwendet werden, repräsentieren sie leicht unterschiedliche Ansätze mit demselben Ziel.
Frame Rate Control (FRC) ist eine Technologie, die einem Bild künstlich Farbtöne hinzufügt. Dies geschieht durch absichtliche Veränderung der Farbe eines Pixels, um fließendere Übergänge zwischen den Farbtönen zu erzeugen.
Dithering hingegen führt Rauschen in das Bild ein, wodurch der ursprüngliche Farbton weicher wird, um ähnliche Übergänge zwischen den Farben zu erreichen.
Farbtöne, die von Bildschirmen mit unterschiedlicher Farbtiefe vermittelt werden
Das Verständnis der Anzahl der Farbtöne und der Farbtiefe kann anhand einer 8-Bit-Matrix veranschaulicht werden. Im Video wird das ursprüngliche Bild in drei Primärfarben übertragen: Blau, Rot und Grün. Jeder Pixel auf dem Bildschirm besteht aus drei Subpixeln, eines für jede Farbe.
Ein digitales Signal im Rohformat kann durch 2 Bits (ein oder aus) mit unterschiedlichen Blockzahlen dargestellt werden. In einem 8-Bit-Bildschirm kann ein Subpixel 2^8 Farben darstellen, was 256 Farbtönen entspricht. Da drei Subpixel zur Erstellung einer einzigen Farbe verwendet werden, wird die Gesamtanzahl der möglichen Farbtöne wie folgt berechnet: 256×256×256 = 16,7 Millionen Farbtöne.
Hier ist eine kurze Übersicht über Monitore und Fernseher basierend auf ihrer Farbtiefe und Bildqualität:
| Farbtiefe | Farben | Verwendung | Aktuelle Relevanz |
|---|---|---|---|
| 6 Bit | 0,26 Millionen | Billigere Monitore, hauptsächlich für Büroarbeiten, nicht für Grafik geeignet. | Führende Hersteller verwenden diese Qualität seit über einem Jahrzehnt nicht mehr in ihren Produkten. |
| 8 Bit | 16,7 Millionen | Mittelklasse-Monitore, geeignet für Grafikarbeiten, aber nicht professionell. | 90 % der Fernseher und Monitore verwenden 8-Bit-Bildschirme. Mehr als die Hälfte der Fernseher sind mit dieser Art von Bildschirm ausgestattet, einschließlich günstiger LED-Fernseher und Einsteiger-QLED-Fernseher. |
| 10 Bit | 1,07 Milliarden | Hochwertige Monitore, geeignet für die Fotobearbeitung und andere Aufgaben, die bessere Farbverläufe erfordern. | In Premium-Fernsehern installiert. |
Wie FRC in Bildschirmen funktioniert
Das menschliche Auge hat eine gewisse Trägheit. Aufgrund dessen verschmelzen zwei Bilder, die häufig wechseln, zu einem. Wenn Sie sich eine Figur ansehen, die mit hoher Frequenz von weiß zu schwarz wechselt, erscheint sie grau. Genau so funktioniert FRC. Wenn zwei „benachbarte“ Farben bei einem Pixel mit hoher Frequenz wechseln, sieht das Auge eine Zwischenfarbe, die nicht wirklich in der Palette der Matrix vorhanden ist.
Wenn Ihr Fernseher oder Monitor FRC unterstützt, funktioniert diese Technologie auf Hardware-Ebene. Es gibt verschiedene Algorithmen zur Erstellung von Zwischenbildtönen, die unterschiedliche Namen haben: 8bit+A-FRC, klassisches 8bit+FRC, 8bit+Hi-FRC.
Im Allgemeinen zeigen einige Frames Farben, die der Palette einer Matrix einer bestimmten Farbtiefe entsprechen, ersetzen jedoch die echte Farbe. Zum Beispiel führt der Übergang von Dunkelblau zu Cyan im Bild unten zu einer offensichtlichen und bemerkenswerten Farbänderung. Die folgende Abbildung zeigt schematisch, wie eine Gruppe aufeinanderfolgender Pixel auf einem Bildschirm ohne und mit FRC funktioniert und wie Menschen die Farbe wahrnehmen.
Frame 1: Der Übergang ist deutlich sichtbar, da die Farben so gezeigt werden, wie sie sind: Die ersten beiden Pixel sind dunkler und die nächsten beiden heller. Eine Person nimmt einen deutlichen Farbverlauf wahr.
Frame 2: FRC tritt in Kraft und reorganisiert die Farben des zweiten und dritten Pixels.
Frame 3: Visuell nimmt eine Person diese Neuordnung der Pixel als das Erscheinen einer zusätzlichen Farbe wahr, die auf einem 8-Bit-Bildschirm nicht existiert.
Erreicht ein 8-Bit+FRC-Bildschirm wirklich eine 10-Bit-Qualität?
Natürlich nicht. Unabhängig von der verwendeten Technologie wird ein 8-Bit+FRC-Bildschirm niemals tatsächlich eine Milliarde Farbtöne anzeigen. Obwohl er visuell mehr Farbtöne darstellen und die Bildqualität verbessern kann, bleibt er dennoch unter einem echten 10-Bit-Bildschirm.
In der realen Welt ist die Wahrnehmung der Bildtöne sehr individuell. Einige Menschen können 200.000 Grüntöne wahrnehmen, andere nur 10.000 und einige sehen bis zu einer Million. Die genaue Messung der Anzahl der Farbtöne, die ein FRC-Bildschirm zeigt, ist sehr schwierig und erfordert spezialisierte Labors. Darüber hinaus ist das unüberwindbare Hindernis, um die Anzahl der Farbtöne korrekt zu bestimmen, die individuelle Wahrnehmung, die die Grundlage der gesamten FRC-Technologie bildet.