Постоянные читатели сайта UltraHD уже успели заметить, что в спецификациях некоторых телевизоров разряд цветности указан 10 bit, в то время, как большинство моделей имеет только 8 bit цветовой глубины. В этой статье будет представлен перечень телевизоров с глубиной цвета 10 бит в виде таблицы. Сразу оговоримся, что эти модели имеют настоящую 10-битную матрицу, а не матрицу 8 бит + FRC (Frame Rate Control). Сначала предлагается кратко ознакомиться с тем, что такое 10-битный цвет, что такое 8-битный цвет и что такое FRC, которую иногда называют формой размытия. 
Телевизоры с глубиной цвета 8 бит
К такому разряду относится большинство современных телевизоров, ибо эта разрядность является основой современного телевидения. В некоторых телевизорах производителем заявлена цветность немного превышающая 8 бит. Однако по своей сути они также относятся к восьмибитным. Что представляет эта самая система? В основе цветности большинства телевизоров заложена система RGB.
Эти 3 цвета (красный, зеленый, синий) способствуют для создания всего спектра цветов и оттенков. В последнее время начали появляться некоторые исключения. Это дополнительный белый цвет, добавленный к RGB, а в таких телевизорах, как Sharp, стали добавлять желтый цвет RGBY. Мы же рассмотрим только систему RGB, в которой при глубине цвета 8 бит каждый цвет способен создавать до 256 субпикселей на полный пиксель.
Число 256 субпикселей тоже немного преувеличенно, поскольку по факту количество создаваемых субпикселей чуть меньше. Однако для удобства расчета возьмем именно это число. Чтобы просчитать все варианты смешивания, следует последовательно перемножить эти 3 числа. Для большей понятности — надо число 256 возвести в куб. Итого: 16800000 цветов.
Frame Rate Control
Стоит отметить и тот факт, что на протяжении нескольких лет многие телевизоры и мониторы выпускались с глубиной цвета «псевдо» 10 бит. Это были не чистые 10 бит, а полученные с помощью смешивания двух соседних цветов. В результате в подсознании зрителя складывается «картинка», отличающаяся от 8-битной в лучшую сторону. Если расмотреть большинство бюджетных 4K телевизоров, серия которых значительно ниже флагманской, то в их спецификации будет указана глубина цвета 10 бит с пояснением: 8 бит + FRC.
Телевизоры 4K с глубиной цвета 10 бит
Осталось разобраться, насколько лучше телевизоры (и мониторы) с 10-битной матрицей в отличие от телевизоров с 8-битной матрицей, и какую роль выполняют «дополнительные» 2 бита. Если при глубине цвета 8 бит на каждый цвет RGB приходится 256 оттенков, то в панелях с цветностью 10 бит, число таких оттенков на каждый цвет составляет 1024. Возведя 1024 в куб получаем 1,07 миллиардов оттенков на пиксель.
Если этот результат сравнить с 16,8 миллионами оттенков при глубине цвета 8 бит, то сразу видно, что разница довольно ощутима. Характерно и то, что человеческий глаз способен воспринимать намного больше оттенков, чем при 8-битной цветности. В результате на ЖК-панелях в 10 бит цвета выглядят более реалистичными. Теперь остается представить таблицу телевизоров с реальной глубиной цвета 10 бит.
Битность.
Прежде всего надо отметить, что интерфейс LVDS является "промежуточным", а не "окончательным". Окончательные данные, подаваемые непосредственно на панель матрицы, представлены в виде сигналов т.н. TTL уровней.
Глубина (уровень) каждой из цветовых составляющих (RGB) в структуре TTL представлены либо 6, либо 8 линиями по каждому цвету. А поскольку сигнал на каждой линии может принимать значение высокого или низкого уровня, каждая из этих линий является своего рода носителем 1 бита информации. Т.е. для 8-битного представления "зеленого" цвета в структуре TTL сигнала используются линии G0. G7, для "красного" — R0. R7 и для "синего" B0. B7. Соответственно для 6-битного представления линии RGB будут с индексами 0. 5. Помимо цветовых TTL уровней конечно же присутствуют и служебные линии с различными синхросигналами. Так вот все эти TTL сигналы зашифрованы в LVDS сигналах и на стороне матрицы при помощи специальных микросхем "добываются" из них. Следует отметить, что существует два стандарта расположения сигналов RGB в LVDS — VESA и JEIDA. Обычно это удел больших матриц (от 20-22" — встречается возможность выбора стандарта отдельным пином иногда и свыше 30-32" — всегда). В мелких матрицах (планшеты, ноутбуки, небольшие мониторы) выбора стандарта нет и они рассчитаны под стандарт VESA. Например вот картинка из даташита на матрицу AT070TNA2 — на ней вполне наглядно показано, как именно "упакованы" сигналы TTL в интерфейсе LVDS в стандарте VESA:
Т.е. в подавляющем большинстве аппаратов матрицы работают по стандарту VESA. JEIDA же — больше относится к понятию "японской" школы схемотехники.
Контроллер в свою очередь "готовит" LVDS сигналы в своих недрах. В самом начале развития ЖК техники сигналы TTL присутствовали в любом контроллере в явном виде и затем кодировались в LVDS при помощи специализированных микросхем. При нынешнем уровне интеграции микросхем сигналы LVDS выходят сразу из микросхемы контроллера без дополнительной обработки.
Напрашивается вопрос: зачем все это было сделано? Все просто: для уменьшения количества соединительных линий. Ведь 8-битный TTL интерфейс содержит около 30 линий, а 8-битный LVDS — всего 10. Ну и есть возможность худо-бедно назвать интерфейс LVDS универсальным.
Как наверное уже многие подметили, что например контроллеру все равно, какую битность по цвету передать в матрицу — она задается прошивкой, а его возможностей вполне хватает чтобы выдать наивысшую. Поэтому понятие битности относится скорее к возможностям самой матрицы. Так уж повелось, что небольшие матрицы работают с глубиной цвета, описываемой 6 или 8 битами на цвет, а матрицы 17. 22 дюйма в подавляющем большинстве 8 бит на цвет. Поэтому в прошивках и упоминается, какая она, 6- или 8-битная. Иногда сами величины битности умножают на количество цветов (3 — R, G, и B ) и можно встретить понятие 18 или 24 бит — такая классификация применяется в материнских платах, оборудованных выходом LVDS.. Ну а самое главное, на что именно это влияет — это максимальное количество оттенков, которое может передать матрица. 6-битная матрица — 262 тыс, 8-битная — 16,7млн. Спешу успокоить, а возможно кого то и удивить: если поставить рядом две матрицы 6 и 8 битную и подать на них одну и ту же картинку, но подготовленную с максимальным содержанием оттенков для каждой персонально, то увидеть различия невооруженным глазом вряд ли удастся. Сколько оттенков сможет распознать человеческий глаз — до сих пор истина в спорах не найдена, но пока что побеждает версия, что 15тыс.
Чтобы узнать, какой битности матрица, достаточно взглянуть в ее Datasheet — там все написано. Но кроме этого можно определить по интерфейсу LVDS. Сам интерфейс LVDS представляется неким набором информационных и тактирующей дифференциальных пар. Информационные диф пары обозначаются как RXn+ и RXn-, где n — цифра (номер пары) от 0 до 2 или 3. Таким образом интерфейс 6-битной матрицы имеет такой набор дифференциальных пар:
RX0(+/-), RX1(+/-), RX2(+/-), RXCLK(+/-)
а интерфейс 8-битной имеет еще одну пару:
RX0(+/-), RX1(+/-), RX2(+/-), RXCLK(+/-), RX3(+/-)
Напрашивается вопрос: "а можно ли. "
Отвечаю:
— если на 6-битную матрицу подать 8-битный сигнал (т.е. оставить висеть в воздухе пару RX3 с контроллера), то матрица покажет зверский калейдоскоп цветов, но правильного изображения не будет. Внешне картинка смахивает на цвета с сильно заниженной битностью (например если в Windows поставить глубину цвета не 32, а например 4 бита). Объясняется это тем, что согласно приведенной выше картинке часть полной картины не доходит до матрицы (ведь пара RX3 не подключена) — соответственно потеряна часть видеоинформации.
— если на 8-битную матрицу подать 6-битный сигнал, картинка будет правильной, но слишком темной и никакие регулировки не смогут вытянуть яркость и контрастность до нужного уровня.
Некоторые мелкие матрицы могут работать как с 6-, так и с 8-битными сигналами, а выбор битности производится посредством подачи соответствующего уровня на отдельный специальный вывод в интерфейсе, который обозначается как SELB или 6/8bit. Однако, как известно именитые матрицы имеют множество клонов. Так вот зачастую, хоть пин выбора битности и есть, но матрица не меняет свой режим — китайцы могут сэкономить и на этом.
Частенько в параметрах глубины цвета матриц можно встретить понятие 6bit+Hi FRC. Что это такое — можно почитать в вики, но одно точно — это оптический параметр панели матрицы, а не возможности ее электроники. Подключаются такие матрицы по 8-битному интерфейсу.
Канальность LVDS.
Как упоминалось выше, интерфейс LVDS имеет в своем составе некий набор информационных и одну тактирующую диф пар. В матрицах мониторов и телевизоров для увеличения их пропускной способности интерфейс матриц делают двухканальным. Т.е. количество диф пар удваивают и к их названиям RX добавляют еще одну букву:
O (Odd) — первичный канал
E (Even) — вторичный канал
Тогда пары обзываются как RXO0+, RXOC+, RXO2- и т.д. для первичного и соответственно RXE0+, RXEC+, RXE2- (и т.д) для вторичного. Т.е. получается что двухканальный 8-битный LVDS работает по 10 парам. Естественно, речь идет вовсе не о переименовании пар, а о полной смене электроники и алгоритме ее работы. Поэтому одно- и двухканальный LVDS — это вовсе не одно и то же и железо должно выдавать на матрицу именно тот сигнал, на который она рассчитана хардварно.
Подключить одноканальную матрицу к двухканальному сигналу (и наоборот) можно, ничего не сгорит. Но и ничего путного не получится.
ВНИМАНИЕ. Различные производители матриц зачастую применяют свою внутреннюю маркировку каналов LVDS, поэтому не стоит паниковать, если в даташите матрицы обнаружится, что пары LVDS обзываются иначе. Привожу примеры таких вариаций:
RXO = RXIN = RIN
RXOCLK = CLKIN = RCLK
иногда "положительный" (+) и "отрицательный" (-) провода помечают буквами p (positive) и n (negative). Т.е. например RXIN0P означает RXО_0+.
бывает замена номеров пар вместо цифр буквами, т.е. вместо "0", "1", "2" встречается "А", "В", "С"
Самые вычурные обозначения попадаются на телевизионных матрицах больших диагоналей. Например в матрицах LG-Philips встречаются обозначения типа R1AN . R1CN и R2AN . R2CN, что означает RXO_0- . RXO_2- и RXE_0- . RXE_2-. Синхропары обозначаются R1CLKN/R1CLKP (RXCLK-/RXCLK+) и т.д.
Отдельно остановлюсь на телевизионных матрицах с диагональю от 32 дюймов и выше.
Все универсальные контроллеры рассчитаны на применение матриц с частотой обновления 60Гц. Обычно это 6 или 8-битные одно- или двухканальные матрицы. Многие современные телевизионные Full HD матрицы часто идут уже с 10-битным LVDS интерфейсом, а интерфейс LVDS может быть 2- и 4-канальным. Понятное дело, что подключить такую матрицу к универсальным контроллерам напрямую конечно же не получится. Отдельные экземпляры 2-канальных матриц имеют электрическую возможность переключения LVDS интерфейса между 8 и 10 бит — в этом случае особых проблем с подключением не возникнет — достаточно матрицу переключить в режим 8 бит. А вот матрицы, имеющие частоту обновления 120Гц и 4-канальный 10-битный LVDS интерфейс, без "спецсредств" с универсальным контроллером попросту не заработают потому, что он не рассчитан ни на 10 бит, ни на 4 канала LVDS.
В мониторах производители могут указывать глубину цвета или количество передаваемых цветов. Экран монитора может передавать цвета с количеством цветовых оттенков например 8 бит, цвет имеет глубину 2 в 8 степени это означает, что один цвет может быть показан с 256 оттенками, в свою очередь оттенки могут комбинироваться, поскольку матрица экрана может отразить 3 цвета (синий, зелёный, красный) то количество оттенков в 8 битной матрице монитора будет 256х256х256=16777216 это 16,7 миллионов цветов.
Какая может быть глубина цвета в мониторе, телевизоре
Экраны с глубиной цвета 6Bit
6 бит — 0,26млн. цветов, такие матрицы ставят в самые дешёвые мониторы и телевизоры, это матрицы изготовленные по технологии TN, мониторы с такими экранами используются для офисной работы, совершенно не предназначены для работы с графикой.
Экраны с глубиной цвета 8bit
8 бит — 16.7млн. мониторы и телевизоры среднего класса более менее подходят для работы с графикой. Это экраны изготовленные по VA или IPS технологии. Довольно неплохое качество изображения для большинства пользователей.
Экраны с глубиной цвета 10bit
10бит — 1,07млрд цветов такие мониторы и телевизоры подходят для работы с фотографиями и других работ требующих качественных цветовых переходов. 10 bit экраны устанавливаются в топовые мониторы и телевизоры. Имееют очень качественую картинку.
Видеокарта компьютера способна передавать глубину цвета как правило не менее 8 бит, а более мощные 10 бит.
Экраны с глубиной цвета 12bit
12 bit экраны очень редкие используются очень мало, причина дороговизна в производстве, небольшой рынок. Как правило такие экраны используются только в дорогих устройствах специального назначения. Пример медицинские диагностические мониторы, когда градация цветовых оттенков играет важную роль. Но стоимость такого монитора раз в 10 больше обычного.
Что означает (8bit+FRC), (6bit+FRC)
Дабы адаптировать мониторы к мощностям видеокарт был придуман дизеринг или технология (FRC) Frame rate control. Чуть позже технология была применена и в телевизорах.
Что бы создать большее число оттенков было придумано заставить мигать подсветку пикселей. Благодаря такому усовершенствованию визуальное восприятие цветов стало больше и производители стали такие матрицы называть более лучшими и они получили обозначение A-FRC. На самом деле подсветка не совсем мигает, правильней сказать подсветка имеет несколько уровней яркости. Быстро меняя яркость подсветки меняется оттенок изображения, добавляется количество оттенков. Особых затрат для этого не надо но позволяет позиционировать телевизор или монитор как устройство более высокого класса.
6bit+FRC, 8bit+FRC что это
(8bit+A-FRC) или (8bit+FRC) — если в характеристиках монитора встретится такое обозначение то надо понимать, что реально монитор может показывать изображение с глубиной 8 бит, но в нём применена технология FRC и визуально изображение будет сопоставимо с монитором имеющим глубину цвета в 10 бит. Так ли это сказать трудно, обычному пользователю без специальных приборов проверить работу FRC не возможно. Но логика подсказывает, что мониторы и телевизоры с FRC не могут быть сопоставмы с мониторами которые поддерживают реальные 8 бит.
С экранами (6bit+FRC) — всё аналогично.
Но зачем это нужно, исследования показали что максимально человек может различать до 10 млн.цветов, и в зависимости от физиологии конкретного человека уровень восприятия цветов колеблется от 3000 до 10млн. Людей способных распознавать миллионы цветов всего несколько на 1000. Так зачем 10 бит панели если человек не в состоянии распознавать большее количество оттенков. Ответ в индивидуальном восприятии, кто то видит больше оттенков с красным цветом, кто то зелёным. Визуально монитор с глубиной цвета в 10bit будет показывать более красивое изображение для любого человека.
Но для решения большинства задач вполне достаточно 8 битного монитора.
