עומק הצבע
עומק צבע ומכלול צבע
נתוני צבע במערכות מחשב נשמרים כמערך של שלושה אלמנטים: אדום ,ירוק וכחול – שלושת צבעי היסוד. כיום, רוב מערכות המחשב מייצגות אותם כערכים מלאים באורך של 8 ביטים (מספר בין 0 ל-255) ומכאן אנו מקבלים את מצב ה-24bit המוכר לנו כ-TrueColor.
אבל רגע, במערכת ההפעלה רשום שמצב התצוגה הוא 32bit! האם זה אומר שהמסך מציג 4,228,250,625 גוונים שונים? ובכן, התשובה היא לא. התוספת של ערוץ 8 ביט נוסף מוקדשת ליצירת אפקט שקיפות ב-Windows (ובמערכת הפעלה אחרות), וידועה גם בשם Alpha Channel.
מכלול הצבע (Color Gamut) של המסך מתאר את מרחב הצבעים בספקטרום שאותם הוא יכול להציג. המכלול מתואר בתור שלוש קואורדינאטות על גבי תרשים CIE 1931 אשר יוצרות משולש.
תרשים זה מתאר את טווח הצבעים שבהם יכולה העין האנושית להבחין והוא נוצר לראשונה בשנת 1931 ע"י ה-International Commission on Illumination, גוף האחראי לתקני צבע ותאורה בינלאומיים.
רק גוונים הנמצאים בתוך המשולש או מכלול הצבע של המסך יכולים להיות מוצגים, כאשר כל קצה של המשולש מתאר רוויה של גוון יסוד מסוים וחוסר מוחלט בשאר הגוונים. ניתן לשים לב כי בהשוואה לשאר צבעי היסוד, הירוק אינו עשיר במיוחד.
עומק הצבע של המסך מתייחס למידת "הגרעיניות" של הצבע או המרחקים בין הגוונים השונים בתוך המשולש של מכלול הצבע. משמעות הדבר היא שאם נשמור על עומק צבע של 8bit ונרחיב את מכלול הצבע של המסך מעבר לסטנדרט ה-sRGB שהוא 72% מתקן ה-NTSC, רמת הדיוק של המסך תקטן אך מכלול הצבע שלו ומספר הצבעים השונים שהוא יוכל להציג יגדל.
מקור: ויקיפדיה
למעשה, זוהי הסיבה לכך שצפייה בתמונות שנלקחו ממצלמה שפועלת ב-sRGB על מסך שמציג 92% מתקן ה-NTSC לא מוצגת כמו שצריך ובנוסף תוכנות גראפיות או משחקים אשר נבנו על ציוד שפועל ב-72% לא ייראו כפי שהם אמורים להראות. כמו כן, מסכים אשר פועלים בטווח ה-72% יהיו מדויקים יותר בגוונים מאשר מסכים עם טווח של 92%.
חלק ממסכי ה-LCD אינם מסוגלים להציג 8bit אמיתיים לערוץ צבע אלא רק 6bit, למשל כלל המסכים המבוססים על פאנל מסוג TN וחלק מאלו המבוססים על פאנלים מסוג VA שאיכות התצוגה שלהם "סורסה" כדי לקצר את זמני התגובה. במקום קפיצות אחידות בגוונים כגון 230,231,232 מסכים אלו מציגים מספר מצומצם יותר של גוונים עקב קפיצות ארוכות יותר: 230,233,235, ומציגים 262 אלף צבעים בלבד.
היתרון של שימוש בשיטה זו הוא זמן תגובה משופר מכיוון שישנם פחות גוונים ולכן הבדלי הזרם בין תנוחות הגבישים השונות גדולים יותר, דבר המאפשר להאיץ את קצב שינוי תנוחת הגבישים ובכך לקצר את זמן התגובה של המסך.
מכיוון שהעין האנושית מסוגלת להבחין בלמעלה מ-10 מיליון גוונים, יש צורך בטכניקות של אינטרפולציה בכדי לקבל מספר רב יותר של גוונים, כ-16.2 מיליון ליתר דיוק.
להלן שיטות האינטרפולציה הקיימות:
Dithering – שיטה זו משנה פיקסלים סמוכים לפיקסל בעל הגוון המבוקש בכדי לגרום לאשליה של צבע נכון. שיטה זו היא הגרועה ביותר מכיוון שקל לשים לב לפיקסלים אשר מתארגנים בתצורות בגודל 2X2 (שני פיקסלים לאורך ושניים לרוחב) ולעיתים נוצרים ארטיפקטים ("שגיאות" בתצוגה) עקב כך. כמו כן ישנו חוסר אחידות במעברים מתמשכים (Gradient Banding).
FRC – שימוש ב-Frame Rate Control גורם לנצנוץ של מספר גוונים שונים בתדירות גבוהה בפיקסל בעל הגוון אשר נמצא מחוץ לטווח הצבעים וע"י כך מושגת האשליה של הצבע הנכון. בחלק מהמקרים ניתן להבחין בשינוים הללו אשר מופיעים כנצנוץ בגוונים כהים. שיטה זו יכולה להוביל לעיתים לזמן תגובה ארוך יותר בייחוד כאשר הצבע ה"בעייתי" נמצא בתנועה, ומצב זה יכול לעיתים להכפיל את זמן התגובה של המסך.
באחרונה החלו חברות להשתמש בשיטה חדשה בשם HI FRC. באמצעותה, טוענות היצרניות כי ניתן לקבל 16.7 מיליון צבעים, אך אלו עדיין אינטרפולציות שמרמות את העין ולא הגוונים האמיתיים. שיטת FRC עדיפה על פני ה-Dithering מכיוון שקשה לשים לב אליה בעת עבודה מול המסך, וחלק מהמסכים משלבים בין שתי השיטות הנ"ל כדי להגיע לתוצאות אופטימליות.
בניגוד למסכים בעלי פאנל TN, רוב המסכים בעלי פאנל VA וכלל המסכים בעלי פאנל IPS מסוגלים להציג 8bit לכל ערוץ של צבע, כלומר כ-16.7 מיליון צבעים בקירוב.
בנוסף למסכי LCD אשר מציגים 8bit לערוץ צבע, ישנם מסכים בעלי טבלת LUT הממירה את המידע מ-8bit ל-10bit, מבצעת עליו תיקוני צבע ואז ממירה אותו חזרה ל-8bit בכדי להציגו על המסך. מסכים אלו, כדוגמת סדרת CG של EIZO, יכולים להגיע לרמות דיוק צבע גבוהות מאוד בייחוד כאשר ניתן לכייל את הטבלאות בעזרת מכייל צבע חיצוני, אך מסכים אלו אינם פרקטיים לשום שימוש מלבד גרפיקה מקצועית או שימושים רפואיים, והם מתומחרים בהתאם.
עד כאן חלקו הראשון של המאמר. בחלק השני, שיפורסם בקרוב, נפרט על הבעיות העיקריות מהן סובלים מסכי LCD כיום כגון פיקסלים מתים, דליפת אור וזוויות צפיה, נספר אודות סוגי הפאנלים השונים וההבדלים ביניהם, נסביר כיצד לבחור מסך בעת הרכישה ונעמוד על היתרונות והחסרונות של מסכי ה-LCD אל מול מסכי ה-CRT.
