Тест для проверки цветового разрешения монитора или телевизора при подключении к компьютеру по цифровому видеоинтерфейсу

в 22:43, , рубрики: 4:4:4, displayport, hdmi, видеоинтерфейс, Видеокарты, Железо, зрение, компьютер, монитор, Мониторы и ТВ, Настольные компьютеры, периферия, телевизор, цветовое разрешение

«Кто нам мешает, тот нам поможет»
к/ф «Кавказская пленница»

Телевизор в качестве монитора?

В последние годы все более популярным становится использование телевизора в качестве домашнего компьютерного монитора.
И действительно — если еще несколько лет назад типичным для компьютерных мониторов Full HD разрешением (1920x1080) могли похвастаться лишь телевизоры с диагональю 40" и более, слишком большие для настольного монитора, то сейчас нетрудно найти телевизор с Full HD разрешением и с вполне «мониторной» диагональю 32" и меньше. Соответственно и размер пикселя при этом получается близким к «типовому» для настольных мониторов 0,28 мм ± 10% (ну, может быть чуть больше). А если кому-то такой пиксель покажется великоват, то с появлением доступных по цене бытовых телевизоров с разрешением 4k Ultra HD (3840x2160) размер пикселя вполне может конкурировать и с Retina.
К тому же широко распространенные в бытовых телевизорах IPS матрицы по компьютерным меркам считаются весьма «продвинутыми», и ими обычно оснащаются весьма дорогие «профессиональные» мониторы.
Казалось бы вот оно, идеальное решение для экономного домашнего пользователя — купить на грош пятаков небольшой (по телевизионным меркам) относительно недорогой 26"-37" бытовой телевизор с Full HD или Ultra HD разрешением, и в результате получить «компьютерный монитор» с большим (по компьютерным меркам) «профессиональным» IPS дисплеем, который к тому же без дополнительных вложений может быть использован и по прямому «телевизионному» назначению (что для дома тоже немаловажно!).
Однако иной раз результатом такого приобретения становится полное разочарование: компьютерная картинка на экране телевизора оказывается намного хуже, чем на простеньком старом мониторе, вместо которого этот телевизор собственно и приобретался.
Причин этого может быть множество, начиная от несоответствия разрешения соединяющего компьютер с телевизором видеоинтерфейса разрешению телевизионной матрицы, способности телевизора выводить картинку «пиксель-в-пиксель», настроек видеокарты (в частности, Overscan), настроек самого телевизора (например, резкости), проблем с кабелем, и так далее.
В данной статье мы рассмотрим только одну из возможных причин, а именно способность видеоинтерфейса, которым подключен телевизор или монитор к компьютеру, передать полное цветовое разрешение 4:4:4.

Для начала собственно тест.

Тест для проверки цветового разрешения монитора или телевизора при подключении к компьютеру по цифровому видеоинтерфейсу - 1
Если на экране Вам отчетливо видна появляющаяся надпись 4:4:4, и лишь слегка угадывается 4:2:2, то значит видеоинтерфейс компьютер-монитор передает полное цветовое разрешение, и на этом собственно можно закончить тест и чтение статьи.
Тем же, кому интересно, как действует этот тест, а также тем, кто видит 4:2:2 и не видит 4:4:4 (или видит примерно одинаково и 4:4:4, и 4:2:2), и при этом хочет попробовать исправить ситуацию добро пожаловать под кат

  • ВАЖНО: Картинку нужно смотреть издали (c расстояния более диагонали), и ОБЯЗАТЕЛЬНО при 100% масштабе, поскольку увеличение или уменьшение картинки от реального размера дает неверный результат теста
  • Интересно, что подобные проблемы могут наблюдаться не только у тех, кто пытается приспособить недорогой телевизор в качестве компьютерного монитора, но и у обладателей хороших, действительно профессиональных дорогих компьютерных мониторов, в т.ч. Ultra HD разрешения. Хотя в этом случае проблема конечно не в самом мониторе, а в видеокарте или ее драйверах.

Немного теории

Введем понятие Chroma subsampling (Цветовая субдискретизация) — технология кодирования изображений со снижением цветового разрешения, при которой частота выборки цветоразностных сигналов может быть меньше частоты выборки яркостного сигнала.
Технология опирается на особенность человеческого зрения, выраженную большей чувствительностью к перепадам яркости, чем цвета, и позволяет существенно снизить скорость цифрового потока видеоданных за счет определенного снижения цветового разрешения.
В данном случае нам важны Форматы субдискретизации 4:4:4 (т.е. без субдискретизации) и 4:2:2, используемые в рассматриваемых в рамках данной статьи цифровых компьютерных видеоинтерфейсах. Причем в силу некоторых особенностей если DVI всегда передает 4:4:4, то HDMI и DisplayPort способны передавать как 4:4:4, так и 4:2:2. При передаче видео это дает дополнительную гибкость настроек, и может расцениваться как преимущество, ну а при отображении статической «компьютерной» картинки при этом будут видны искажения, а это уже явный недостаток. Так что несмотря на общую схожесть цифровых видеоинтерфейсов DVI, HDMI и DisplayPort данная проблема может проявляться только на HDMI и DisplayPort и никогда не возникает на DVI.
Более подробно останавливаться на этом мы не будем, рассмотрим лишь картинку, показывающую, что происходит при отображении однопиксельной «шахматки» с различными сочетаниями цветов (в частном случае черно-белой) при разных видах субдискретизации:
Тест для проверки цветового разрешения монитора или телевизора при подключении к компьютеру по цифровому видеоинтерфейсу - 2
Хорошо видно, что при всех видах субдискретизации кроме 4:4:4 цвета пикселей шахматки (кроме черно-белой) оказываются сильно искажены. На реальной компьютерной картинке это в частности приведет к возникновению утомляющих глаза ореолов вокруг букв и других контрастных элементов на цветном фоне, неустранимых настройками.
Ну а в худшем к тому же еще и теряется цветовое разрешение.
Именно это свойство мы и используем в нашем тесте.
«Кто нам мешает, тот нам поможет» (если и не решить проблему, то хотя бы выявить ее).
Итак,

От теории к практике

Фон тестовой картинки представляет собой сине-красную однопиксельную «шахтатку» — одна точка синяя (0,0,255), соседняя точка красная (255,0,0) ну и так далее.
Поскольку человеческий глаз с достаточно большого расстояния не в состоянии их различить, он видит некий «суммарный» фиолетовый фон (смесь красного и синего).
Надпись 4:2:2 сделана из таких же красных (255,0,0) и синих (0,0,255) полосок шириной в один пиксель, и точно также «суммируется» глазом (ну, может быть кроме верхнего и нижнего края цифр, где могут проступать небольшие красные или синие артефакты).
Тест для проверки цветового разрешения монитора или телевизора при подключении к компьютеру по цифровому видеоинтерфейсу - 3

Надпись 4:4:4 сделана чистым фиолетовым тоном «половинного» уровня (128,0,128).
Тест для проверки цветового разрешения монитора или телевизора при подключении к компьютеру по цифровому видеоинтерфейсу - 4

Поскольку гамма-кривая на правильно настроенном мониторе намного больше единицы, то «половинный» уровень оказывается заметно темнее «просуммированного» глазом фона «шахматного» красно-синего фона, и на мониторе с правильно настроенной гаммой при цветовом разрешении видеоинтерфейса 4:4:4 будет видна более темная надпись 4:4:4
А вот если режим видеоинтерфейса 4:2:2, то с отображением однопиксельной «шахматки» возникают проблемы.
Дело в том, что в режиме 4:2:2 для этих цветов получается половинное горизонтальное разрешение, поэтому соседние по горизонтали пиксели сливаются, причем естественно без учета настройки гаммы монитора. При этом получается «сдвоенный» по горизонтали фиолетовый пиксель 1x2 «половинного» уровня (128,0,128), т.е. сплошной фиолетовый фон.
Нетрудно убедиться, что это совпадает со сплошной заливкой в надписи 4:4:4, поэтому здесь она полностью сливается с фоном.
В надписи же 4:2:2 соседние по горизонтали пиксели одного тона — красные (255,0,0) в нечетных строках и синие (0,0,255) в четных, поэтому и «суммарный» пиксель 1x2 получается красным в четных строках и синим в нечетных.
Ну, а потом это также «суммируется» глазом, который видит светлую надпись 4:2:2 на ровном несколько более темном фиолетовом фоне.
Естественно могут быть и другие состояния, например если гамма монитора равна единице, то обе-две надписи будут не видны. Но такой монитор однозначно нуждается в настройке.
Какие-то артефакты могут возникать при отклонении настройки резкости, при неточной настройке контраста, ну и так далее.
Но все-таки при отсутствии тех или иных проблем должна четко читаться только надпись 4:4:4 и не читаться 4:2:2.
В принципе данный тест можно попробовать и при старом-добром аналоговом подключении, но в силу особенностей передачи аналогового сигнала из-за ограниченной полосы наверняка будут возникать те или иные искажения цветов красно-синей «шахматки», и поэтому даже в идеальном случае скорее всего будут видны обе надписи: и 4:4:4, и 4:2:2.
Довольно часто бывает, что обе надписи: и 4:4:4, и 4:2:2 отчетливо видны и при цифровом видеоинтерфейсе. Насколько это нормально, и о чем говорит такой результат?
О том, что в связке компьютер-монитор есть какие-то проблемы, напрямую не связанные с цветовым разрешением видеоинтерфейса.
Например, тестовая картинка в силу тех или иных причин (например, из-за настроек Вашего браузера или вьювера) масштабируется при отображении. Если же ее вывести гарантированно при 100% масштабе, то одна из надписей (4:4:4 или 4:2:2) исчезнет, а другая останется. Это очень важное требование при проведении теста, поэтому повторю еще раз:

  • ВАЖНО: Картинку нужно смотреть издали (c расстояния более диагонали), и ОБЯЗАТЕЛЬНО при 100% масштабе, поскольку увеличение или уменьшение картинки от реального размера дает неверный результат теста

Проблемы могут возникать и из-за каких-то особенностей настройки монитора (например, настройки его резкости), и в этом случае тест тоже может не дать однозначного результата.
Ну а в худшем случае могут быть и более глубинные проблемы. Например, видеоинтерфейс честно передает Full HD картинку, соответствующую разрешению монитора телевизора, но сама исходная картинка имеет меньшее разрешение (например, 1280x720), а компьютер ее масштабирует лишь перед самым выводом (этим довольно часто «грешат» популярные сейчас недорогие дешевые Mini-PC.
Но если все же нам удалось добиться того, что результат теста однозначный, но не такой, какой нам хотелось бы увидеть: надпись 4:4:4 неразличима, а 4:2:2 видна во всей своей красе.
Что же делать в этом случае?
Для начала поискать в интернете, способен ли в принципе Ваш телевизор выводить картинку 4:4:4 при компьютерном подключении, если нет, то убиться об стену или смириться, или выбрать другой телевизор (хотя по хорошему эту информацию лучше узнать до покупки), ну а если в принципе может, то курить бамбук мануалы на телевизор и видеокарту (компьютер), искать иголку в стоге сена информацию на форумах (например, LCD телевизоры в качестве монитора?). Возможно в драйвере нужно включить режим Full RGB 4:4:4 (хотя возможно у вас он будет называться Pixel Format = RGB 4:4:4 PC Standart Full RGB или как то иначе), может быть потребуется ручной «тюнинг» установочного inf-файла или системного реестра.
Возможно, что при определенной доли везения с помощью кувалды и какой-то матери полученной таким образом информации Вам удастся добиться желательного результата.
Итак,

удачи Вам в прохождении теста и настройке телевизора, чтобы его картинка не утомляла, а радовала Ваши глаза! 8-)

Автор: Dmitry_Dor

Источник

Поделиться новостью

* - обязательные к заполнению поля