A vetítők kontrasztarányáról (Frissítve)

A képmegjelenítők gyártói a termékeikkel előállítható egyre nagyobb kontrasztarány-értékekkel igyekeznek elkápráztatni a vásárlókat. Ez a cikk a frontprojektorok kontrasztarány adatainak értelmezéséről, a vetített kép valós kontrasztjáról és az azt befolyásoló környezeti tényezők fontos szerepéről szól.


A képmegjelenítés egyik fontos minőségi mutatója a kép árnyalati részleteit megmutató kontraszt. Egy képernyőn vagy vetítőfelületen megjelenített kép kontrasztaránya – a konvenció szerint – annak legvilágosabb (csúcs fehér) és legsötétebb (fekete-szint) fényességbeli eltérése, egymáshoz viszonyított aránya. Minél nagyobb ez az arány, annál több a látható képrészlet, nagyobb a mélységérzet és pontosabb a színreprodukció is. A vetítők gyártóinak erre vonatkozó számadatai azonban nem mondanak el mindent, sőt néha félrevetetőek.

A vetítők mért és specifikált kontrasztarány értékeiről

A kontrasztarány egyetlen szabványosított meghatározására az American National Standards Institute (ANSI) által ajánlott mérési módszer szolgál. Eszerint egy 4×4-es elrendezésű úgynevezett „kockás tábla” (Checkerboard) képen megmérik és átlagolják a 8 fehér és a 8 fekete mező fényességét, és a két értéket viszonyítják egymáshoz. Amennyiben a mérés körülményei ideálisak – a vetítőhelyiség teljesen elsötétített és fényelnyelő felületeiről nem verődhet vissza fény a vászonra – ez a módszer valamelyest reális adatot nyújthat a projektorral valós kép vetítése során elérhető kontrasztról.

ANSI kontrasztarány mérése

A készülékgyártók elsősorban marketingmegfontolásokból az ANSI-nál sokkal nagyobb kontrasztarány-értéket eredményező, de kevéssé összehasonlítható paramétert specifikálnak inkább. Az úgynevezett natív vagy pontosabban Full On/Full Off kontrasztarány a teljesen fehér (Full On) és a teljesen fekete (Full Off) kép közepében mért fényesség viszonyításából származik. Az ezzel a módszerrel nyert kontrasztarány-értéket sok esetben a gyártók úgy „állítják elő”, hogy a lehető legnagyobb számadathoz jussanak, de ennek az értéknek a vetítők valós használatához nem sok köze van. Lehetséges ugyanis, hogy a projektor többféle kép-üzemmódjából kiválasztanak egyet, mely a fehér kép vetítésekor a legnagyobb fényáramot produkálja, a minél alacsonyabb fekete-szint előállításához pedig egy másikat. Jó példa erre, mikor a DLP vetítőn a fehér fényességét prezentációs üzemmódban – ekkor a színtárcsáján esetleg meglévő fehér szegmens a fényerő növelése érdekében használatban van – teljes lámpa teljesítménnyel, míg a fekete szintjét videó vagy „cinema” üzemmódban – ilyenkor a színhelyesség érdekében, de alacsonyabb fényerőt produkálva a színtárcsa fehér szegmensét a vetítő kikapcsolja – csökkentett (ECO mód) lámpateljesítmény mellett mérik.

A projektorok legtöbbje alkalmas a fényforrás vagy egy fényrekesz (un. írisz) segítségével az optikai motor által előállított fényáram képtartalomtól függő dinamikus szabályzására. Ezt kihasználva még tovább növelhető a specifikált Full On/Full Off kontrasztarány, hisz a fehér fényességét teljes fényárammal (maximális teljesítménnyel működő fényforrással illetve nyitott írisszel), míg a fekete-szintet minimális fényárammal (visszafogott teljesítményű vagy kikapcsolt fényforrással illetve zárt írisszel) lehet megmérni. A korrektebb gyártók jelzik, hogy az eképpen specifikált kontrasztarány “dinamikus”, de sajnos az is előfordul, hogy nem.

A gyártók által manapság megadott kontrasztarány értékeket érdemes tehát óvatosan kezelni, és a vásárlással kapcsolatos döntést nem csupán ez alapján meghozni. Házi-mozi céljára alkalmas vetítőnek persze csak elegendően magas kontrasztarányt produkáló készülék alkalmas, de emellett a vetítési környezet is fontos szerepet játszik.

Az elvárt kontrasztarány


Az adott tartalom megtekintési követelményei alapján az InfoComm alkotott ANSI szabványt „Projected Image System Contrast Ratio” (PISCR) elnevezéssel, ami négyféle kontrasztarány kategóriát határoz meg. Ezek közül az első három kategória 7:1, 15:1 és 50:1 előírt ANSI kontrasztaránnyal rendre a „passzív nézés”, az „alapvető döntéshozatal” (például prezentáció, osztálytermi vetítés) és az  „elemző döntéshozatal” (például orvosi képalkotás, építészeti/mérnöki vagy professzionális fotós képmegjelenítés) céljaira szolgál. A 4. szabványkategória a „teljes mozgó videó” előírt 80:1 ANSI kontrasztaránya már lehetővé teszi a néző számára, hogy felismerje a videokép kulcsfontosságú elemeit, például a mozifilmek történetéhez tartozó fontos részleteket. Ez a kontrasztarány tehát a minimális elvárás a házi-mozikban is.

A digitális mozik szabványát rögzítő Digital Cinema Initiatives (DCI) specifikációja a fehér és fekete képkockák fényességének arányára, az úgynevezett „szekvenciális kontrasztra” névlegesen minimum 2.000:1 (mozikban tolerált mértékére minimum 1.200:1) értéket ír elő, az elvárt úgynevezett „képen belüli (kockás tábla) kontrasztra” pedig névlegesen minimum 150:1 (mozikban minimum 100:1) arányt.

A fenti elvárások nem kizárólag a projektorra vonatkoznak, hanem a vetített kép aktuális valós kontrasztjára, amit a projektor képességein kívül döntően befolyásol a vetítési környezet és a vetített tartalom is. A vetített kép valós kontrasztarányát egyfajta zajként rontja a fényszennyezés, ami egyrészt a projektortól eltérő más fényforrásokból ered, másrészt a projektorból származik, de nem kívánt fényszóródás következménye.

A vetítési környezet szerepéről 

Ideális vetítési környezetben nincs fényszennyezés, azaz a vetítőfelületre csak a vetítő optikájából származó direkt fény jut. Ez többnyire csak teljes sötétben érhető el és csak úgy, ha a vetítőfelületre nem verődik vissza az arról a térbe jutó fény. Ez  utóbbi csak úgy lehetséges, ha a térnek vagy nincsenek határolófelületei – mint az egykor oly kedvelt esti szabadtéri autós- és kertmoziknak -, vagy olyan határolófelületei (falai, mennyezete és padlója) vannak, amelyek nem verik vissza a fényt.

Optimális házi-mozi vetítőhelyiség

Egy ha nem is ideális, de optimális házi-mozi vetítőhelyiség jól elsötétíthető, a benne működő biztonságos közlekedést és kényelmet szolgáló egyéb helyi megvilágítást nyújtó fényforrások direkt módon nem világítják meg a vetítőfelületet, aminek közvetlen környezetében nincsenek a fényt visszaverő világos felületek. A vetítőfelületet érő fényszennyezés megfelelő árnyékolással is csökkenthető.

Az alábbi diagramok jól mutatják, hogy a vetített kép aktuális valós kontrasztjára mennyivel nagyobb hatással van a vetítési környezet, mint a projektor specifikált kontrasztaránya.

A diagramok vízszintes tengelye a kontrasztarány mérésére szolgáló vetített képtartalomra utal és azt mutatja, hogy mennyi a fekete képfelületen (0%) belüli fehér részek aránya, azaz a vetített képernyő átlagfényessége. A felváltva azonos számú fekete-fehér mezőből álló ANSI „kockás tábla” (Checkerboard) átlagfényessége 50%, a teljesen fehéré 100%.

A diagramok három különböző kontrasztarány paraméterekkel rendelkező projektor által vetített kép aktuális valós kontrasztarányának változását mutatják a  vetített képtartalom és a vetítési környezet függvényében. Kiolvasható belőlük, hogy egy fehér falakkal és mennyezettel határolt vetítésre légkevéssé optimális helyiségben (lásd az alsó két diagramon) a magas natív (Full On/Full Off) kontrasztarányú projektor a filmek alacsony átlagfényességű sötét jeleneteinek kontrasztját javítja ugyan, de a világosabb jelenetek kontrasztján már semmi sem segít, még az se, ha a projektor amúgy magas ANSI kontrasztarány előállítására lenne képes, mert a falakról, mennyezetről visszaverődő fényszennyezés az aktuális kontrasztarányt 60:1 alá rontja. Ha viszont vetítésre optimalizált a helyiség, akkor sokkal jobb kontraszt hozható ki bármely projektorral a sötét és a világosabb jelenetekhez egyaránt. Ebben az esetben a projektor saját Full On/Full Off és ANSI kontrasztaránya is fontos szerepet játszik.

A játékfilmek döntő többségének átlagfényessége a fenti diagramon nagyjából az 5% és 15% közé esik.

A gamma-korrekcióról

Az emberi szem érzékenyebb a sötétebb árnyalatok közötti relatív különbségekre, mint a fényesebbek közöttiekre. Ezt a fajta nemlineáris érzékenységet figyelembe véve a hatékony információtovábbítás érdekében a digitális képet úgymond gamma-kódolják. A gamma összefüggéssel kódolt fényességi lépcsők így szubjektíven azonos fényerő lépéseknek felelnek meg.

A gamma korrekció révén a videojellel arányosan változó szürke-skála
A gamma-korrekció révén a videojellel arányosan változó szürke-skála

A gamma-korrekcióra eredetileg a katódsugárcsöves (CRT) képernyőkhöz volt szükség, melyek fényintenzitása nem egyenes arányosan változik az elektronágyú feszültségével. A bemeneti videojel gamma-korrekciójával lett kiküszöbölhető ez a nemlineáris viselkedés, és arányos a CRT képernyőn az analóg videojel nagyságával reprezentált képelem fényessége.A mai képmegjelenítők, így a vetítők gamma jellemzői  már nem játszanak szerepet a képek és videók gamma-kódolásában. A gamma-kódolásra ma a jel vizuális minőségének maximalizálása érdekében van szükség.

Gamma22.jpgA HDTV rendszer Rec.709 szabványa szerint a képmegjelenítőkben a legjobb megközelítés szerint a görbe alsó szakaszán a gamma 2.2 (kimenet fényesség = bemeneti videojel^2.2), a felső szakaszán a gamma 2.4 dekódolással biztosítható mindez. Ezt a gamma-görbét kell beállítani, ha a vetítéssel elérhető kontrasztarány elegendő.

Ha a vetített kép kontrasztja nem elég nagy – pontosabban annak fekete-szintje bármely okból nem kielégítően alacsony – és ennek következtében a kép sötét árnyalati részletei összemosódnak, a gamma-korrekciós görbe megváltoztatásával a helyzet javítható. Így az ugyanazon videojelekkel reprezentált sötét árnyalati részletek nagyobb fényességeltéréssel jeleníthetőek meg, jobban kiemelkedve a magasabb fekete-szintből. Ennek persze ára van. A videojel és a hozzá tartozó szürke-skála egyenletes fényességeloszlása ilyenkor ugyanis felborul és a jobban megkülönböztethető sötét részletekért kevéssé elkülönülő középszürke árnyalatokkal, vagy összemosódó fehérekkel fizetünk.

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.