RGB диапазон: 16-235 или 0-255 ?

При использовании Blu-ray плеера или игровой приставки, часто приходится выбирать из множества режимов цветового пространства. Наиболее распространенные опции включают YCbCr, 4:2:2, 4:4:4, RGB, RGB «Полный» (Full) или «Расширенный» (Enhanced), RGB «Ограниченный» (Limited). По большей части все это — различные способы отобразить один и тот же контент, кроме «RGB Полный». Ток что же означает эта настройка цветового пространства и что следует выбирать? 

Автор: by Chris Heinonen, referencehometheater.com2 июня 2014

Для отображения картинки на ТВ, мониторе или проекторе, используется метод RGB. За редким исключением, каждый пиксель на экране состоит из Красного, Зеленого и Синего (R., G., B.) субпикселей. Все, что идет на ваш дисплей, на каком-то этапе превращается в RGB сигнал. Но изначально отнюдь не все является RGB сигналом.

Так почему существуют YCbCr и RGB? Это могло бы быть темой отдельной статьи само по себе, но мы можем сразу сказать, что это имеет отношение к черно-белым телевизорам, переходу от ч/б к цветным ТВ, а также к особенностям нашего визуального восприятия. RGB обращается со всем содержимым одинаково, тогда как YCbCr позволяет по-разному обращаться с информацией о черно-белом и цветной составляющих сигнала. Поскольку мы более чувствительны к черно-белой, чем к цветовой компоненте, то этот раздельный подход позволяет добиться большего сжатия (собственно, часть «CbCr» в «YCbCr»), делая черно-белое более детализированным. Наши глаза не видят разницы, но мы экономим массу трафика и места на носителях информации.

Полный и ограниченный RGB диапазоны — совершенно другая история. Эти названия сбивают с толку, поскольку логично предположить, что мы всегда предпочтем иметь дело с полным набором данных. Кому вообще придет в голову выбрать для себя что-то ограниченное? Ответ связан с тем, как с видеосигналом обращаются телевизоры, а как компьютеры.

Телевизоры используют диапазон от 16 до 235. Уровни сигнала до 16 определяются как черный, а информация за пределами 235 считается белым. Откалиброванный (правильно настроенный) телевизор никогда не покажет сигнал ниже 16 иначе как в виде черного. Большинство также интерпретируют сигнал выше 235 в качестве белого, поскольку в видеоконтенте такого сигнала не должно содержаться. 

У компьютеров дело обстоит иначе — они используют диапазон 0-255. Не существует уровней сигнала ниже 0 или выше 255, поскольку всего существует 256 возможных значений. Если коротко, то это гораздо проще понять из-за отсутствия применимых к телевизорам идей про «чернее черного» и «белее белого».

Именно из-за этих различий и существуют понятия «полный диапазон RGB» и «ограниченный диапазон RGB». В фильмах и телепрограммах используется диапазон сигнала 16-245. В компьютерах и видеоиграх используется диапазон 0-255. Поскольку в телевизорах и мониторах компьютеров используются две разные шкалы, должен быть способ перехода с одной на другую. Устанавливая диапазон RGB устройства на «полный» или «ограниченный», мы делаем именно это.

При работе с телевизорами нужно всегда использовать «ограниченный» режим. Под ограниченным понимается ограничение диапазона сигнала до 16-235 вместа полного 0-255. В случае с фильмами и телепрограммами, никаких изменений не произойдет, поскольку они уже находятся в диапазоне 16-235. В случае с видеоиграми, в данном режиме будет выполняться преобразование из 0-255 в 16-235. В противном случае яркие и темные участки изображения потеряют оттенки и плавные переходы и окажутся чисто черными и белыми, а изображение будет выглядеть неправильно. Вы, таким образом, ничего не теряете, используя сигнал «RGB ограниченный», но использование «RGB полного» приведет к потере деталей изображения. Вам также желательно правильно отрегулировать «яркость» и «контраст» телевизора, используя настроечный диск, такой как «Spears & Munsil».

На приведенном ниже изображении взято тестовое изображение из начала статьи и отображено в том виде, как это сделал бы телевизор при подаче на него «полного» RGB сигнала. Можно увидеть срезанные, неразличимые светлые участки, при этом темная часть градиента (плавного перехода) вся черная. Это и есть детали в светах и тенях, которые мы потеряем.

С компьютерным монитором используется противоположный подход. «Полный RGB» отобразит видеоигры и прочий контент, созданный в формате 0-255, в правильном диапазоне 0-255. А вот телепередачи, фильмы и прочий контент в видео-диапазоне (16-235) должен быть расширен, чтобы задействовать весь диапазон, доступный компьютерным дисплеям. Если вместо этого использовать «ограниченный диапазон», то тени окажутся серыми вместо черного, а света — тусклыми. Вы не сможете в полной мере воспользоваться преимуществами монитора, а контент будет выглядеть неконтрастно. Изображение ниже является противоположностью предыдущего — теперь у нас нет светлых участков, они слегка сероваты вместо того, чтобы быть белыми, при этом черный выглядит, как темно-серый.

Хотя сами термины не очень удачны, «RGB полный» и «RGB ограниченный» позволяют использовать AV устройства (Blu-Ray плееры, игровые консоли и пр.) вместе с телевизорами, либо компьютерными мониторами, не регулируя каждый раз настройки изображения. Правильно используя эту настройку, вы сможете увидеть все детали в ярких и темных участках на любом устройстве. Вам не придется дважды настраивать телевизор, чтобы смотреть контент различного типа. Надеюсь, это поможет прояснить некоторые недопонимания, которые возникают по отношению к упомянутым настройкам.

Обновлено 30 Августа 2014:

Я обнаружил, что тема вызывает массу обсуждений. В частности, возникают новые заблуждения относительно того, как работают различные диапазоны, в частности, с игровыми консолями. Надеюсь мне удастся разобраться еще с парой вопросов, чтобы облегчить понимание процесса настройки.

В: Поскольку в видеоиграх используется полная RGB палитра, не следует ли мне использовать полную палитру, играя в игры, а при просмотре фильмов переключаться на ограниченную? 

О: Нет. Большинство видеоигр созданы так, чтобы использовать полный диапазон RGB, поскольку они созданы на компьютерах, на которых используется именно она. Однако, когда вы играете в игру с полным диапазоном, а ваша игровая консоль установлена в ограниченный режим, это обстоятельство учитывается. Уровни сигнала сдвигаются с 0-255 до 16-235, кривые гамма-коррекции также адаптируются к телевизору. Вы ничего не потеряете, поскольку все учтено.

В: При использовании ограниченного диапазона я получаю неконтрастное изображение. При использовании полного, обрезаются детали в тенях. Что делать?

О: Если у вас ТВ, то «ограниченный диапазон» будет работать правильно. Неконтрастное изображение вызвано тем, что в настройках ТВ задана слишком высокая яркость. Следует использовать настроечный диск, например бесплатный «AVS 709», «World of Wonder», «Spears & Munsil», и с их помощью настроить изображение правильно. После этого уровни черного будут правильными в режиме «ограниченный диапазон», вы будете видеть все детали в тенях и они будут иметь адекватную контрастность.

В: Мой ТВ поддерживает «Полный диапазон», — не следует ли использовать его?

О: Нет. Телевизоры поддерживают этот режим, чтобы упростить процесс калибровки. Большинство телевизоров не будут отображать черный ниже 16, поскольку в видеоконтенте его не должно быть. Позволяя вам увидеть черный 15 или 14, вам упрощают процедуру калибровки, позволяя правильно настроить черный. Тем не менее, вам действительно не следует использовать это в качестве основного режима, поскольку большинство дисплеев не созданы для того, чтобы отображать уровни ниже 16, и часто привносят нежелательные цветовые оттенки при выходе за предел 240 (или около того). К тому же, если вы ограничите себя диапазоном 16-235, то получите более яркое изображение с лучшим отношением контрастности, поскольку можно выше поднять настройку «контраст». Отношение контрастности — именно то, к чему глаз чувствителен в наибольшей степени, так что в результате изображение будет более приятным.

Также, поскольку любой контент, отличный от видеоигр, будет использовать лишь диапазон 16-235, то упомянутые настройки будут актуальны для всех источников сигнала, а не только для одного.

Примечание ProjectorWorld: смысл сказанного выше не очен ясен и, возможно, содержит ошибку.

В: Следует ли установить консоль на «Автоопределение» вместо того, чтобы выбирать «ограниченный» или «полный»?

О: Нет. Если можно выбрать «ограниченный» или «полный», то лучше это сделать. Выбор консоли будет основан на данных EDID вашего дисплея, ресивера, или чего угодно, что подключено непосредственно к ней. Как правило, с этим не возникает проблем, но некоторые устройства предоставляют неверные данные, либо же данные неверно интерпретируются консолью. Хороший пример — приставка Roku 3, которая не позволяет менять эту настройку. Один ресивер, который я тестировал, сообщал на мой Roku неверный EDID, заставляя его переключаться в режим полного RGB диапазона, обрезая тени и делая изображение некрасивым. Если бы Roku позволил менять режим, проблемы можно было бы избежать. Поскольку вы знаете, какой режим следует использовать, лучше делать выбор самому, избежав тем самым осложнений.

В: Что с режимом «Super white» на PS3 и PS4?

О: «Супер-белый» позволяет отображать значения YCbCr выше 235 (в случае с Y — 240). Это не повредит ничему — лучше оставить включенным. У некоторых Blu-ray материалов пристутсвуют блики, такие как отражение солнца от воды, которые могут быть ярче максимального белого, и в противном случае не отображались бы. Данный режим позволит при желании смотреть такой контент, а при работе с другого типа контентом ни на что не повлияет. Это не расширит динамический диапазон, но просто позволит работать с сигналом с уровнями за пределом стандартного максимума.

Надеюсь, это позволило снять еще несколько вопросов с упомянутыми настройками. Правило использовать «ограниченный диапазон» с ТВ и «полный диапазон» с мониторами ПК остается в силе. Единственное — может потребоваться настроить телевизор после выбора правильной установки, чтобы быть уверенным в том, что видны все детали.

Нет комментариев

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.