Δικτυακός τόπος για τις Τεχνολογίες Audio, Video, HiFi, High End, Home Entertainment
Greek site for Audio Video & Home Entertainment technologies
Tελευταία Ενημερωση/Last Update: Τρίτη, 13/03/2007


english abstract

Πρωτοσέλιδο Aρχείο Νέων Αρθρα Τεχνολογία HowTo Δίσκοι Αναφοράς Links Contact About

LOCATION BAR►ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ►ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΒΙΝΤΕΟ: ΜΕΡΙΚΑ ΠΡΑΓΜΑΤΑ ΠΟΥ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΓΝΩΡΙΖΕΤΕ...

AV BLOG 

SITE MAP


 
Τεχνολογίες Εικόνας:
Καλύτερα να Μασάς, παρά να Μιλάς...
Εισαγωγή
Το Φως, τα Χρώματα και το Μάτι
Ο Δείκτης Αντίθεσης και η Οξύτητα σε μια προβαλλόμενη εικόνα
Τί είναι τελικώς η διόρθωση Gamma;
Εγχρωμη εικόνα: Πειράματα, Μοντέλα, Το Διάγραμμα CIE και το Gamut
Βίντεο: Περί Χρονικού και Χωρικού Δειγματισμού
Η Σαρωση και ο Συγχρονισμός των σημάτων Βίντεο
Ti είναι η Ανάλυση; Σήματα Χρωματοδιαφορών και το Ψηφιακό Βίντεο
Φωτεινότητα, Αντίθεση και άλλες ιστορίες... (δηλαδή, πάλι Φωτεινότητα και Αντίθεση!)
Για περισσότερο διάβασμα...
Φωτεινότητα, Αντίθεση και άλλες ιστορίες...
Η φωτεινότητα και η αντίθεση είναι δύο σχετικώς απλά μεγέθη που χαρακτηρίζουν ένα σύστημα βίντεο και, καλώς εχόντων των πραγμάτων, η χρήση τους έπρεπε να είναι σαφής. Δεν είναι.
Για την έκφραση της φωτεινότητας χρησιμοποιούνται κυρίως δύο μονάδες, το ANSI Lumen και το Nit οι οποίες ωστόσο δεν είναι ισοδύναμες. Εξ ορισμού, το Lumen είναι φωτεινή ροή μέσω μιας συγκεκριμένης διατομής (1 ANSI Lumen είναι η φωτεινή ροή μέσω μίας διατομής επιφάνειας 1m2 που απέχει από την φωτεινή πηγή 1m όταν αυτή ακτινοβολεί με ένταση 1Cd). Aντίθετα, το Nit αφορά το την φωτεινή ενέργεια την οποία εκλύει μια φωτεινή πηγή όταν εκπέμπει με ρυθμό 1Cd/m2. H διαφορά είναι μικρή και λεπτή: Το 1m2 στην πρώτη περίπτωση είναι επιφάνεια ακτινοβολίας σε συγκεκριμένη απόσταση (επομένως αναμένουμε οι τιμές να αλλάζουν αν αλλάξουμε απόσταση) ενώ στην δεύτερη, η πηγή μας θεωρείται σημειακή με δυνατότητα παραγωγής ακτινοβολίας συγκεκριμένης έντασης ανα τετραγωγνικό μέτρο, χαρακτηριστικό που δεν αλλάζει με την απόσταση. Λόγω της διαφοράς αυτής, οι δύο αυτές μονάδες χρησιμοποιούνται σε διαφορετικές εφαρμογές: Τα ANSI Lumen χρησιμοποιούνται σε συστήματα έμμεσης προβολής (όταν δηλαδή η εικόνα προέρχεται από ανάκλαση των οπτικών κυμάτων σε μια επιφάνεια συγκεκριμένης έκτασης) ενώ τα Nits χρησιμοποιούνται όταν θέλουμε να περιγράψουμε ένα σύστημα άμεσης προβολής. Επομένως, τα ANSI Lumens είναι η ενδεδειγμένη μονάδα μέτρησης του φωτός ενός προβολέα (ή ενός συστήματος οπίσθιας προβολής) ενώ τα Nits ή τα Cd/m2 θα πρέπει να χρησιμοποιούνται για τηλεοράσεις. Υπάρχει σχέση μεταξύ ANSI Lumens και Nits; Υπάρχει. Οι δύο μονάδες συνδέονται εμμέσως με μια παρωχημένη μονάδα μέτρησης της υποκειμενικής φωτεινότητας (Brightness) η οποία ονομάζεται Foot-Lambert. Eνα Lumen ανα τετραγωνικό μέτρο αντιστοιχεί σε φωτεινότητα ενός Foot-Lambert, και 1 Nit σε 3,426 Foot-Lamberts, επομένως μπορούμε να καθορίσουμε μια προσεγγιστική σχέση κατά την οποία ένα Νit αντιστοιχεί σε 3,426 ANSI Lumens. To γεγονός ότι για ένα συγκεκριμένο μέγεθος, το νούμερο των Lumens είναι σημαντικά μεγαλύτερο των Nits εξηγεί, ίσως, την επιμονή των εταιρών να δίνουν φωτεινότητες σε ANSI Lumens ακόμη και όταν πρέπει να χρησιμοποιούν Nits...
Η ρύθμιση της "φωτεινότητας" σε ένα σύστημα μετακινεί την στάθμη του μαύρου και πρέπει να γίνεται με περίσκεψη...
Η αντίθεση, ή πιο σωστά ο λόγος αντίθεσης, είναι ένα μέγεθος που μας δείχνει την δυναμική περιοχή ενός συστήματος προβολής: Δείχνει πόσες φορές πιο φωτεινή είναι η φωτεινότερη εικόνα που μπορεί να προβληθεί από την την εικόνα ελάχιστης φωτεινότητας που μπορεί να επιτύχει το σύστημά μας. Μιλάμε δηλαδή, στην πράξη, για ένα κλάσμα όπου αριθμητής είναι η φωτεινότητα ενός εντελώς λευκού κάδρου και παρονομαστής η φωτεινότητα της οθόνης όταν αναπαράγει αυτό που θεωρεί "Black Level" του σήματος βίντεο. Το γεγονός ότι έχουμε να κάνουμε με πηλίκο, σημαίνει ότι ο λόγος αντίθεσης είναι αδιάστατο μέγεθος, δεν έχει δηλαδή μονάδες. Οταν λέμε ότι το τάδε σύστημα έχει λόγο 1000:1, σημαίνει, απλώς ότι το "εντελώς λευκό" του είναι χίλιες φορές πιο έντονο από το "εντελώς μαύρο" του, όποια και αν είναι αυτά. Ο τρόπος μέτρησης αυτών των εντελώς λευκών και εντελώς μαύρων κάδρων ποικίλει: Μπορούμε να επιλέξουμε την μέθοδο Full On/Off (τελείως λευκό προς τελείως μαύρο) η την μέθοδο ANSI όπου χρησιμοποιούνται μετρήσεις που λαμβάνονται ταυτόχρονα από το σύστημα προβολής όταν αυτό προβάλλει έναν κάναβο με διαδοχικά λευκά και μαύρα τετράγωνα (ANSI Checker Βoard). O λόγος αντίθεσης είναι μια θεωρητική επίδοση η οποία μας δείχνει την δυνατότητα του συστήματος να δείξει "καλό" μαύρο. Στην πράξη επηρεάζεται αγρίως από το περιβάλλον επειδή το μέγιστο μαύρο που μπορεί να απεικονισθεί είναι αυτό που προβλέπει ο λόγος αντίθεσης συν το σύνολο του ανακλώμενου από το περιβάλλον φωτός.
Υπάρχει σύστημα με θεωρητικώς απόλυτο μαύρο; Η απάντηση είναι "ναι" και αφορά όλες τις τεχνολογίες προβολής που μπορούν να "σβήσουν": Αυτές είναι η CRT και η plasma, ενώ η τεχνολογία LCD προσπαθεί να προσομειώσει αυτή τους την δυνατότητα με τον ενεργό έλεγχο της αντίθεσης, τον έλεγχο δηλαδή της έντασης των φωτεινών πηγών που χρησιμοποιεί για τον φωτισμό των υγρών κρυστάλλων. Μην ξεχνάτε, πάντως, ότι ο λόγος αντίθεσης καταστρέφεται από τις ανακλάσεις του φωτισμού από το περιβάλλον και ότι τόσο οι CRT όσο και oι plasma είναι εξόχως ανακλαστικές!
Πως γνωρίζουμε πόσο χαμηλά μπορεί να κατέβει ένα σύστημα προβολής στα μαύρα όταν γνωρίζουμε τον λόγο αντίθεσης; Δεν γνωρίζουμε! Το μαθαίνουμε, όμως, όταν δίνεται μαζί του και η φωτεινότητα του. Ενα σύστημα των 300Nits με λόγο αντίθεσης 1000:1 αποδίδει θεωρητικώς μαύρες εικόνες 0.3Nits, αν ο χώρος προβολής είναι πλήρως σκοτεινός. Εδώ υπάρχει και η σχετική παγίδα: Αν αυτό που μας ενδιαφέρει είναι ένα καλό μαύρο (δηλαδή φωτεινότητα όσο το δυνατόν κοντά στο μηδέν) ο λόγος αντίθεσης δεν μας λέει τίποτε "σκέτος". Για παράδειγμα ένα σύστημα με λόγο 1200:1 και φωτεινότητα 500 Nits είναι χειρότερο από το αρχικό σύστημα μας των 300 Νits/1000:1 παρά το γεγονός ότι τα νούμερά του είναι καλύτερα και στις δύο παραμέτρους. Κάντε τις πράξεις: Τα 500 Nits με λόγο 1200:1 προσφέρουν θεωρητικό μαύρο 0.4 Νits!
Η ρύθμιση της "αντίθεσης" απλώς αυξάνει την στάθμη του λευκού χωρίς να επηρεάζει την στάθμη του μαύρου.
To τελευταίο πρόβλημα που δημιουργούν η φωτεινότητα και η αντίθεση είναι το ότι συχνά συγχέονται με τα ρυθμιστικά "φωτεινότητας" και "αντίθεσης" των συσκευών προβολής. Αυτά, ωστόσο δεν έχουν καμμία σχέση με τις παραμέτρους που αναφέρουμε πιο πάνω, πέραν του ότι εμμέσως μπορεί να επιδρούν σε αυτά αρνητικά! Το ρυθμιστικό φωτεινότητας "μετακινεί" την στάθμη του μαύρου στο σήμα του βίντεο και έχει μια μόνο σωστή θέση: Αυτήν στην οποία η στάθμη μαύρου του σήματος αντιστοιχεί (με δεδομένο γάμμα) στην χαμηλότερη φωτεινότητα που μπορεί να επιτύχει η οθόνη. Αν η στάθμη του μαύρου ρυθμιστεί χαμηλότερα, τότε ένα μέρος του σήματος βίντεο θα θεωρείται μαύρο χωρίς να είναι και θα χάνουμε τις λεπτομέρειες στην περιοχή αυτή (Black Crushing). Αν η στάθμη του μαύρου ρυθμιστεί υψηλότερα, τότε η οθόνη δεν θα γίνεται ποτέ όσο μαύρη μπορεί να γίνει. Αν όλα αυτά σας δημιουργούν την εντύπωση ότι τελικώς το ρυθμιστικό φωτεινότητας επιδρά τελικώς στον λόγο αντίθεσης έχετε δίκιο. Το αντίστοιχο συμβαίνει και με το ρυθμιστικό αντίθεσης: Αυτό ελέγχει την μέγιστη τιμή στην οποία μπορεί να φτάσει το σήμα βίντεο όταν απεικονίζει λευκά σημεία, χωρίς να επηρεάζει την στάθμη του μαύρου. Αυτό σημαίνει ότι όταν "ρυθμίζουμε το κοντράστ ψηλά" απλώς ανεβάζουμε την φωτεινότητα της οθόνης!
Για περισσότερο διάβασμα:
[1] Candela: Ορισμος και Προέλευση, Wikipedia
http://en.wikipedia.org/wiki/Candela
[2] M. C. Escher, The Official Website, http://www.mcescher.com/
[3] H Διόρθωση Gamma, Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Gamma_correction
[4] O Χρωματικός Χώρος CIE 1931 και το διάγραμμα χρωματικότητας, Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/CIE_1931_color_space
[5] O Παράγοντας Kell, Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Kell_factor
[6] HDTV Format Wars, Philip Laven, EBU Technical Review, No.310, 01/2005
[7] Convergence in Broadcast and Communications Media, J. Watkinson, Focal Press, 2001
[8] Characteristics of B,G/PAL and M/NTSC Television Systems,
http://kolumbus.fi/
[9] Conventional Television Systems, ITU-R BT.470-5
[10] H Θερμοκρασία Χρώματος, Wikipedia,
http://en.wikipedia.org/wiki/Color_temperature
[11] Chromaticity Diagrams, EFG's Computer Lab, http://www.efg2.com/
[12] High Definition Image Formats for Television Production, EBU, EBU Tech 3299
[13] Future High Definition Television Systems, EBU, EBU R115-2005
[14] Are Higher Brightness and Contrast Ratio Better, White Paper, EIZO, No. 06-001 01/2006
[15] DTV: The Revolution in Electronic Imaging, Jerry Whitaker, McGraw Hill, 1998

Πρωτοσέλιδο | Αρχείο Νέων | Αρθρα | Τεχνολογία | HowTo | Δίσκοι | Links | Contact | Αbout


©Δημήτρης Σταματάκος/Ακραίες Εκδόσεις 2007
Σχετικά με το avmentor.gr (προβλήματα, παρατηρήσεις κ.λπ): webmaster@avmentor.gr Eπαφή με την σύνταξη (ύλη, σχόλια, ερωτήσεις κ.λπ): contact@avmentor.gr