Ekran kontrastı - Display contrast

Kontrast olarak görsel algılama (: parlaklık kontrastı, hafiflik kontrast, renk kontrastı, eş zamanlı kontrast, birbirini takip eden kontrast, vb nedenle) eş zamanlı olarak ya da ardışık olarak görülen bir alan iki veya daha fazla parça görünümünü farkıdır.

Kontrast olarak fizik algılanan ile bağıntısı amaçlanan bir miktar parlaklık örneğin içeren (aşağıda bakınız), genellikle bir dizi formülle biri ile tanımlanır aksine, luminanslara örneğin kabul uyarıcıların: AL / parlaklık eşik yakın L (bilinen Weber kontrastı olarak) veya çok daha yüksek parlaklık için L _H / L _L.

Bir kontrast , kolorimetrik karakteristikler tarafından belirlenen renk farklılıklarından da kaynaklanabilir (örneğin, renk farkı ΔE CIE 1976 UCS).

Görsel bilgi her zaman bir tür görsel kontrast içinde bulunur, bu nedenle kontrast , elektronik görsel ekranların temel bir performans özelliğidir .

Kontrast elektronik görsel görüntüler çevre aydınlatma ve gözlem (örneğin yönüne elektrik tahrik (analog veya dijital giriş sinyali) bağlıdır bakış yönü ).

Parlaklık kontrastı

"Parlaklık kontrastı", algılanacak özelliği tanımlayan daha yüksek parlaklık L _H ve düşük parlaklık L _L arasındaki orandır . Genellikle bilinen bu oranı, kontrast oranı , CR, (aslında bir olmak parlaklık oranı ), genellikle yüksek parlaklıklarına ve özellikleri için kullanılan kontrast bir elektronik görsel görüntüleme cihazları. Parlaklık kontrastı (oranı) CR boyutsuz bir sayıdır ve genellikle bölümün değerine ": 1" eklenerek gösterilir (örn. CR = 900: 1).

${\ displaystyle CR = {\ frac {L_ {H}} {L_ {L}}}}$ 1 ≤ CR ≤ ile ${\ displaystyle \ infty}$

CR = 1 olan bir "kontrast oranı", kontrast olmadığı anlamına gelir.

Kontrast , aşağıdaki gibi tanımlanan kontrast modülasyonu (veya Michelson kontrastı ), C _{M ile} de belirtilebilir:

${\ displaystyle C_ {M} = {\ frac {(L_ {H} -L_ {L})} {(L_ {H} + L_ {L})}}}$ 0 ≤ C _M ≤ 1 ile.

C _M = 0, kontrast yok demektir.

Başka bir kontrast tanımı , bazen elektronik ekranlar alanında (K veya C _W) bulunan Weber kontrastının pratik bir uygulamasıdır :

${\ displaystyle C_ {W} = {\ frac {(L_ {H} -L_ {L})} {L_ {H}}}}$ 0 ≤ C _W ≤ 1 ile.

C _W = 0, kontrast yok anlamına gelirken, maksimum kontrast, C _{Wmax bire} eşittir veya daha genel olarak Michelson,% 100 gibi bir yüzde olarak tanımlanır.

Hwaung / Peli tarafından Weber'in bir modifikasyonu, bilgisayar ekranlarını daha doğru bir şekilde modellemek için paydaya bir parlama dengesi ekler. Böylece değiştirilmiş Weber :

${\ displaystyle C_ {m} W = {\ frac {(L_ {H} -L_ {L})} {(L_ {H} +0.05)}}}$

Bu, ortam ışığı koşulları nedeniyle daha koyu ekran parlaklığında meydana gelen kontrast kaybını daha doğru bir şekilde modeller.

Renk kontrastı

Bir görsel alanın iki bölümü eşit parlaklıkta olabilir, ancak renkleri ( kromatiklik ) farklıdır. Böyle bir renk kontrastı , uygun bir kromatiklik sistemindeki bir mesafe ile tanımlanabilir (örn. CIE 1976 UCS, CIELAB , CIELUV).

Elektronik ekranlar alanında sıklıkla kullanılan bir renk kontrastı ölçüsü, ΔE * uv veya ΔE * ab renk farkıdır .

Tam ekran kontrastı

Kontrastın değerlendirilmesi için kullanılan parlaklık değerlerinin ölçümü sırasında, görüntü ekranının aktif alanı genellikle tamamen kontrastın belirleneceği optik durumlardan birine, örneğin tamamen beyaza (R = G = B = 100) ayarlanır. %) ve tamamen siyah (R = G = B =% 0) ve parlaklık birbiri ardına ölçülür (sıralı zaman).

Bu ilerleme yolu, yalnızca görüntüleme cihazı yükleme etkileri sergilemediğinde uygundur , bu, test deseninin parlaklığının test deseninin boyutuna göre değiştiği anlamına gelir. Bu tür yükleme etkileri CRT ekranlarında ve PDP'lerde bulunabilir . Bu cihazlarda görüntülenen küçük bir test deseni (örneğin% 4 pencere şablonu), ilgili tam ekran modelinden önemli ölçüde daha yüksek parlaklığa sahip olabilir çünkü besleme akımı özel elektronik devrelerle sınırlandırılabilir.

Tam hareketli kontrast

Tamamen aynı olmayan herhangi iki test modeli, aralarındaki bir kontrastı değerlendirmek için kullanılabilir. Bir test deseni tamamen parlak durumdan (tam beyaz, R = G = B =% 100) ve diğeri tamamen karanlık durumdan (tam siyah, R = G = B =% 0) oluştuğunda ortaya çıkan kontrast olarak adlandırılır. tam hareketli kontrast . Bu kontrast, ekranın elde edebileceği en yüksek (maksimum) kontrasttır. Bir veri sayfasında kontrast ifadesiyle birlikte test deseni belirtilmezse, büyük olasılıkla tam salınımlı kontrasta atıfta bulunacaktır .

Statik kontrast

Kontrast değerlendirmesi için standart prosedür aşağıdaki gibidir:

1. İlk test desenini test edilen ekranın elektrik arayüzüne uygulayın ve optik yanıt kararlı bir sabit duruma gelene kadar bekleyin.
2. İlk test deseninin parlaklığını ve / veya kromatikliğini ölçün ve sonucu kaydedin,
3. İkinci test desenini test edilen ekranın elektrik arayüzüne uygulayın ve optik yanıt kararlı bir sabit duruma gelene kadar bekleyin.
4. İkinci test deseninin parlaklığını ve / veya kromatikliğini ölçün ve sonucu kaydedin,
5. Yukarıda listelenen ölçümlerden birini (CR, C _M veya K) kullanarak iki test modeli için ortaya çıkan statik kontrastı hesaplayın .

Optik yanıt kararlı bir sabit duruma gelmeden önce parlaklık ve / veya kromatiklik ölçüldüğünde , statik kontrast yerine bir tür geçici kontrast ölçülmüştür .

Geçici kontrast

Görüntü içeriği hızlı bir şekilde değiştiğinde, örneğin video veya film içeriğinin görüntülenmesi sırasında, ekranın optik durumu, yavaş yanıt nedeniyle amaçlanan kararlı sabit duruma ulaşamayabilir ve bu nedenle görünen kontrast, statik kontrast ile karşılaştırıldığında azalır .

bir LCD monitörün tekrarlayan dürtü tepkisi

Bu çizim, her bir durum yalnızca bir çerçeve için uygulandığında, birkaç gri durum arasındaki tekrarlayan dürtü tepkisini gösterir. Sabit parlaklık seviyelerine (kesikli yatay çizgilerle gösterilen) tek bir çerçeve içinde ulaşılmadığı açıktır.

Dinamik kontrast

Bu, LCD ekranların kontrastını artırmak için bir tekniktir.

LCD ekranlar, sürekli olarak ışık yayan bir arka ışık birimi ve önünde yoğunluk ve renklilik açısından ışık iletimini modüle eden bir LCD panel içerir. Bu tür LCD ekranların kontrastını artırmak için, görüntü verisi sayısal olarak düzeltilir ve azaltılmış arka ışık yoğunluğuna uyarlanırken, görüntülenecek görüntü karanlık olduğunda (yani yüksek yoğunluklu görüntü verilerini içermediğinde) arka ışık (küresel olarak) kısılabilir. . Bu şekilde, karanlık görüntülerdeki karanlık bölgeler iyileştirilebilir ve sonraki kareler arasındaki kontrast büyük ölçüde artırılabilir. Ayrıca, bir kare içindeki kontrast, görüntünün histogramına bağlı olarak kasıtlı olarak genişletilebilir (bir görüntüdeki bazı düzensiz vurgular kesilebilir veya bastırılabilir). Dinamik kontrast kontrol tekniğinin insan görsel sistemini memnun edecek bir şekilde uygulanması için gerekli olan epeyce dijital sinyal işleme vardır (örneğin hiçbir kırpışma etkisi indüklenmemelidir).

Arka ışık yerel olarak karartılabildiğinde, tek tek karelerdeki kontrast ( eşzamanlı kontrast ) artırılabilir. Bu, LED dizileri ile gerçekleştirilen arka ışık üniteleri ile elde edilebilir. Yüksek dinamik aralıklı (HDR) LCD'ler, CR> 100.000 aralığındaki (statik) kontrast değerlerini gerçekleştirmek için bu tekniği kullanır.

Karanlık oda kontrastı

Mümkün olan en yüksek kontrastı ölçmek için, (L _H + surroundingsL) / (L _L + ΔL oranının paydasındaki küçük artışlar bile L olduğundan, test edilen ekranın karanlık durumu çevreden gelen ışıkla bozulmamalıdır. ) bu bölümde önemli bir azalma sağlar. Reklam amaçlı kullanılan çoğu kontrast oranının karanlık oda koşullarında ölçülmesinin nedeni budur (aydınlatma E _DR ≤ 1 lx).

Tüm emisyonlu elektronik ekranlar (örn. CRT'ler, PDP'ler) teorik olarak siyah durumda (R = G = B =% 0) ışık yaymaz ve bu nedenle, ortam ışığının ekran yüzeyinden ışık ölçüm cihazına yansımadığı karanlık oda koşullarında , siyah halin parlaklığı sıfırdır ve bu nedenle kontrast sonsuz olur.

Bu ekranlar tamamen karanlık bir odanın dışında, örneğin oturma odasında (aydınlatma yaklaşık 100 lx) veya bir ofis durumunda (aydınlatma minimum 300 lx) kullanıldığında, ortam ışığı ekran yüzeyinden yansıtılarak parlaklığa katkıda bulunur. karanlık durum ve dolayısıyla kontrastı önemli ölçüde azaltır.

OLED teknolojisi ile gerçekleştirilen oldukça yeni bir TV ekranı, karanlık oda kontrast oranı CR = 1.000.000 (bir milyon) ile belirlenir. 100 lx aydınlatma ile gerçekçi bir uygulama durumunda kontrast oranı ~ 350'ye, 300 lx ile ~ 120'ye düşürülür.

"Ortam kontrastı"

Ortam aydınlatması varlığında deneyimlenebilen veya ölçülebilen kontrast kısaca "ortam kontrastı" olarak adlandırılır. Özel bir tür "ortam kontrastı", aydınlatmanın çok yoğun olduğu (100.000 lx'e kadar) dış aydınlatma koşullarındaki kontrasttır. Bu tür koşullar altında görünen kontrast, "gün ışığı kontrastı" olarak adlandırılır.

Her zaman bir ekranın karanlık alanları yansıyan ışıkla bozulduğundan, makul "ortam kontrastı" değerleri yalnızca ekrana yansıma önleyici ve / veya parlama önleyici kaplamalarla yansımaları azaltmak için etkili önlemler sağlandığında korunabilir.

Eşzamanlı kontrast

Bir test modeli farklı parlaklık ve / veya kromatikliği (örneğin, bir kontrol panosu numunesi) olan bölgeleri içeren görüntülenir ve bir gözlemci belirgin kontrast denir, aynı zamanda farklı alanlarda gördüğünde eşzamanlı kontrast (terim aynı anda kontrast zaten farklı alınır etki). Daha sonra görüntülenen iki tam ekran modelinden elde edilen kontrast değerleri, aynı optik durumlara sahip bir dama tahtası modelinden değerlendirilen değerlerden farklı olabilir. Bu tutarsızlık, görüntü ekranının ideal olmayan özelliklerinden (örneğin, parazit, halasyon, vb.) Ve / veya ışık ölçüm cihazındaki kaçak ışık problemlerinden kaynaklanıyor olabilir.

Ardışık kontrast

Birbiri ardına algılanan veya ölçülen iki optik durum arasında bir karşıtlık kurulduğunda, bu karşıtlığa ardışık karşıtlık denir . İki tam ekran modeli arasındaki kontrast (tam ekran kontrastı) her zaman birbirini izleyen bir kontrasttır .

Ölçüm yöntemleri

• doğrudan görüş ekranlarının kontrastı
• projeksiyon ekranlarının kontrastı

Test edilen ekranın niteliğine bağlı olarak (doğrudan görünüm veya projeksiyon) kontrast, parlaklık değerlerinin bir bölümü (doğrudan görünüm) veya eğer projeksiyon ekranının özellikleri ise aydınlatma değerlerinin bir bölümü (projeksiyon ekranları) olarak değerlendirilir. projektörünkinden ayrılmış. İkinci durumda, tam beyaz ve tam siyah dikdörtgenlere sahip bir dama tahtası deseni yansıtılır ve aydınlatma dikdörtgenlerin merkezinde ölçülür. Standart ANSI IT7.215-1992, test modellerini ve ölçüm konumlarını tanımlar ve ışık akısını aydınlatma ölçümlerinden elde etmenin bir yolunu , ancak "ANSI lümen" olarak adlandırılan bir miktarı tanımlamaz.

Projeksiyon ekranının yansıtıcı özellikleri (genellikle yöne bağlı olarak) ölçüme dahil edilirse, dikdörtgenlerin merkezlerinden yansıyan parlaklığın belirli bir gözlem yönü için ölçülmesi gerekir .

Işık , kontrastı ve kromatik ve LCD ekranlar genellikle göre değişen bir gözlem yönü (yani bakış yönü ). Bakış yönü ile elektro-optik özelliklerin değişimi , izleme konisinin mekanik taramasıyla ( gonyoskopik yaklaşım) veya konoskopiye dayalı eşzamanlı ölçümlerle sıralı olarak ölçülebilir .

Ayrıca bakınız

• Kontrast (vizyon)
• İnterferometrik görünürlük

Referanslar

Dış bağlantılar

• Charles Poynton: Video ve bilgisayar monitörlerinin neden olduğu göz yorgunluğunu azaltmak
• Ortam aydınlatmalı Sony XEL-1 OLED-TV ekranının kontrastı [1]