Какой смысл настраивать «резкость» на мониторе?

Согласно https://www.cnet.com/uk/how-to/turn-down-your-tv-sharpness-control/, «резкость» на ЖК-дисплее является частью постобработки.

Даже если не учитывать масштабирование / повышающую дискретизацию (например, если вы пытаетесь отобразить сигнал SD на мониторе высокой четкости) и сложности калибровки цвета, монитор не всегда отображает изображение в том виде, в котором оно было дано. Это неблагоприятный побочный эффект маркетинга.

Производители мониторов любят отличать свой продукт от других продуктов. С их точки зрения, если вы подаете один и тот же сигнал на их монитор и более дешевого конкурента, и он выглядит идентично, это плохо . Они хотят, чтобы вы предпочли их монитор. Так что есть куча хитростей; обычно из коробки яркость и контраст намотаны выше того, что разумно. «Резкость» - еще одна хитрость. Как сделать изображение более четким, чем у конкурента, который отображает изображение именно в том виде, в котором оно было отправлено? Чит.

Фильтр «резкость» эффективно используется в Photoshop и аналогичных программах. Это увеличивает края, чтобы они привлекали внимание.

Первоначальный вопрос: откуда именно берется степень свободы регулировки резкости?

Резкость напрямую связана с типом сигнала и контентом, который вы просматриваете. Фильмы, как правило, выглядят лучше, когда резкость понижена, а пикселям позволено немного размыться. С другой стороны, дисплей компьютера хотел бы иметь высокую четкость для четкого текста и четких изображений. Видеоигры являются еще одним примером, где более высокая четкость лучше. Телевизионные сигналы низкого качества также можно улучшить с помощью элементов управления резкостью.

Поскольку мониторы можно использовать для отображения экрана компьютера, фильма или практически любого видеоисточника, четкость по-прежнему является полезной настройкой.

https://www.crutchfield.com/S-biPv1sIlyXG/learn/learningcenter/home/tv_signalquality.html

РЕДАКТИРОВАТЬ: OP указал в комментариях, что это не отвечает на вопрос.

ОП: Где в проблеме есть место для каких-либо настроек? Например, если я скажу вам x = 1 и y = 2, а затем скажу «о, и я хочу x - y = 3». Это бессмысленно.

Процесс преобразования живого изображения / видео в электрические аналоговые / цифровые сигналы, передачи по некоторой среде и воссоздания этого изображения на устройстве отображения НИКОГДА не является процессом 1: 1.

Шум сигнала, потери при сжатии, изменения в изготовлении и оборудовании, тип кабеля / сигнала и другие факторы играют важную роль. Все настройки на мониторе предназначены для совместной работы, чтобы предоставить конечному пользователю высочайшее качество просмотра - в соответствии с конечным пользователем. Интерпретация полностью субъективна.

ОП: Этот ответ не отвечает на вопрос о том, почему зритель настраивает резкость, когда это уже определено создателем контента (будь то Спилберг или Excel).

Если мы должны следовать этой логике, то зачем мониторам нужны какие-либо настройки? Ответ в том, что то, что мы видим на экране, не на 100% точно отражает исходные данные.

Вы правы в том, что для идеального воспроизведения на входе монитор должен просто отображать каждый пиксель в том виде, в каком он поставляется.

Однако ваши глаза (и ваш мозг) не видят пиксели как отдельные объекты, они видят изображение, сформированное из пикселей. В зависимости от того, что он представляет, картина выглядит «лучше» (более привлекательной), если параметры намеренно «сфальсифицированы».

Резкость обычно увеличивает контраст на краях изменения цвета, например, буква в этом тексте представлена ​​рядами пикселей, одна строка может выглядеть (упрощенно) 2-2-2-2-7-7-7-2-2- 2-2, где 2 светло-серый, а 7 темно-серый. Увеличение «резкости» увеличивает падение яркости на краю, поэтому последние 2 перед первыми 7 становятся еще светлее (= 1), а первые 7 после последних 2 становятся еще темнее (= 8). повторите для другого края, и вы получите 2-2-2-1-8-7-8-1-2-2-2. Это будет выглядеть намного «острее» для ваших глаз.
Это сделано в обоих измерениях, и немного сложнее, но это должно объяснить вам основную идею.

Редактировать: Я думал, что ясно дал это понять в своем ответе, но ОП утверждает, что не понимает этого:
ОП Вопрос: «какой смысл это имеет» -> Ответ: это кажется острее для вашего мозга.
Многие люди хотят этого; если ты не заботишься об этом, не используй это.

Ответ в том, что пиксель - это не то, что вы думаете. Не существует соотношения 1: 1 между цифровыми пикселями и физическими пикселями из-за «рендеринга субпикселей». Способы отображения цветов различны на каждом мониторе, но большинство ЖК-мониторов имеют отдельные КРАСНЫЕ, ЗЕЛЕНЫЕ и СИНИЙ элементы, расположенные в треугольнике. Некоторые дополнительно имеют белый пиксель, составляющий четыре элемента на «пиксель».

Таким образом, не все макеты созданы равными. Каждый конкретный макет может иметь различное «визуальное разрешение», предел функции передачи модуляции (MTFL), определяемый как наибольшее количество черных и белых линий, которые могут быть одновременно визуализированы без видимого хроматического наложения.

Драйверы монитора позволяют средствам визуализации корректно корректировать свои матрицы преобразования геометрии, чтобы правильно вычислять значения каждой цветовой плоскости и получать максимальную выгоду от субпиксельного рендеринга с наименьшим хроматическим алиасингом.

«Резкость» на вашем мониторе уменьшает естественный алгоритм наложения, используемый для того, чтобы линии выглядели смежными, когда их нет. Увеличение резкости увеличит хроматическое наложение, создавая более чистые линии. Уменьшение резкости даст вам лучшее смешение цветов и сгладит линии, которые находятся между шагом субпиксельной точки.

Для получения более подробной информации см. Эту статью: https://en.wikipedia.org/wiki/Subpixel_rendering

Вы абсолютно правы в том, что настройка резкости на мониторе несколько «искажает» изображение из данных с точностью до пикселя, передаваемых компьютером (или любым другим устройством, подключенным к другому концу видеокабеля). Тем не менее, это позволяет пользователю улучшить свои визуальные возможности, если четкость отправляемых данных с точностью до пикселя не соответствует желаемой резкости изображения, которое они просматривают.

Таким образом, монитор фактически не делает этого:

1. Получить растровое изображение с кабеля
2. Рендеринг растрового изображения
3. Перейти к 1.

но это:

1. Получить растровое изображение с кабеля
2. Изменить растровое изображение в соответствии с предпочтениями пользователя
3. Рендеринг растрового изображения
4. Перейти к 1.

Таким образом, степень свободы для регулировки резкости явно добавляется производителем монитора с целью улучшения взаимодействия с пользователем.

Программное обеспечение просит монитор отображать определенный набор 32-битных значений RGB, верно? то есть ОС может запрашивать у монитора каждый кадр для отображения определенного растрового изображения 1920 × 1080 × 32.

Это не то, как VGA работает вообще. На уровне монитора вообще нет пикселей.

Вот как традиционно работали дисплеи до появления ЖК-дисплея:

1. Программное обеспечение просит драйвер устройства для отображения растрового изображения

2. Драйвер устройства разбивает изображение на три формы сигналов для R, G и B. Это верно, формы сигналов! Точно так же, как аудио форм волны. Теперь эти сигналы имеют особый формат, потому что в то время как звук - 1d, изображения - 2d.

3. Аналоговый сигнал для линий на экране отправляется на монитор.

Монитор никогда не видит пиксель, он видит только линии.

4. Монитор выделяет электроны, движущиеся почти со скоростью света из трех электронных пушек, и луч отклоняется за счет контроля группы электромагнитов, заставляя их окрашивать весь экран.

Здесь начинается контроль резкости.

Из-за производственных допусков электронные лучи почти никогда не сходятся правильно и дают размытые снимки прямо с конвейера. В действительно старые времена вам, человеку, который купил монитор, нужно отрегулировать резкость дома. Позже более современные из этих древних дисплеев имеют автоматическую настройку на заводе, но регулировка резкости должна быть встроена, чтобы процесс работал.

Так что ответ действительно прост. Регулировка резкости обеспечивает четкость изображения на дисплеях.

На (цифровом) телевизоре резкость регулирует пиковый фильтр, который усиливает края. Это не так полезно на дисплее, если используется как монитор компьютера.

В прошлом веке на высококачественном аналоговом ЭЛТ-мониторе резкость могла контролировать напряжение фокусировки электронной пушки. Это влияет на размер пятна, с которым рисуется картина. Установите размер пятна слишком малым (слишком резким), и структура линии станет слишком видимой. Также могут быть раздражающие помехи «муара» в структуре маски тени. Оптимальная настройка зависит от разрешения (частоты дискретизации) изображения, так как многие ЭЛТ-мониторы были способны работать с несколькими разрешениями без масштабирования (мультисинхронизация). Установите его достаточно острым.

Высококачественные телевизоры с ЭЛТ имели модуляцию скорости сканирования, при которой сканирующий луч замедляется по вертикальному краю, а также фильтры с горизонтальным и вертикальным пиками и, возможно, горизонтальную схему улучшения переходных процессов. Резкость, возможно, контролировала кого-либо или всех.

Резкость в целом улучшает края, делая темную сторону края темнее, яркую сторону ярче, а середину края круче. Типичный пиковый фильтр вычисляет дифференциал 2-го порядка при цифровой обработке, например (-1,2, -1). Добавьте небольшое количество этого пика к входному сигналу. Если вы отсекаете выбросы, то это превращается в «кратковременное улучшение».

На некоторых цифровых устройствах можно контролировать резкость скейлера, например, в моих цифровых спутниковых ТВ-ресиверах. Это устанавливает полосу пропускания многофазных фильтров масштабатора, которые преобразуются из исходного разрешения в разрешение экрана. Масштабирование не может быть идеальным, это всегда компромисс между артефактами и резкостью. Установите его слишком резким и раздражающие контуры и алиасинг видны.

Это может быть наиболее правдоподобным ответом на ваш вопрос, но только если монитор масштабируется. Это бы ничего не сделало для немасштабированного режима 1: 1.

Источник: 31-летний опыт обработки сигналов для телевидения.

Это не имеет смысла. Или, по крайней мере, не на большинстве ЖК-мониторов. Вы почти всегда захотите, чтобы ваша «резкость» была установлена ​​на 0, в зависимости от монитора или телевизора (некоторые из них будут размыть сигнал на 0, поэтому реальная нефильтрованная настройка может быть где-то посередине), в противном случае будет применен фильтр улучшения краев., что делает темную сторону края темнее, а светлую сторону светлее. Это особенно заметно на мультфильмах и текстах. Ваш пробег может варьироваться, но я думаю, что это выглядит плохо почти в каждом случае.

Это необратимый фильтр с потерями, который вы, вероятно, не захотите активировать. Ваш компьютер отправляет данные с точностью до пикселя, поэтому фильтры резкости и размытия обычно нежелательны.

Также обратите внимание, что фильтр / настройка «резкость» является неправильным. Невозможно сделать изображение более четким (то есть иметь больше деталей), только менее детализированным. Единственный способ получить более четкое изображение - использовать исходное изображение более высокой четкости.

Настройки резкости существуют на ЖК-панелях, потому что производители считают, что цифровые эффекты будут продавать больше мониторов и телевизоров. Вместо того, чтобы точно представлять входные данные с компьютера, производитель дает пользователю возможность настроить изображение в соответствии с личными вкусами, какими бы плохими они ни были.

«Резкость» имеет значение для аналоговых сигналов (например, VGA) и для дисплеев с электронно-лучевой трубкой, где сигнал в некоторой точке представлен сигналами. Поскольку аналоговый сигнал, как правило, является неточным, настройки резкости позволяют выполнять калибровку для допусков и компенсацию недостатков на выходе аналогового дисплея и при передаче сигнала.

Резкость не должна иметь значения для ЖК-панелей, использующих DVI, HDMI и другие «идеальные по пикселям» источники данных с отображением разрешения 1: 1. Да, резкость искажает картину в этом сценарии. Дисплеи в ящиках магазинов часто имеют резкость, а другие цифровые фильтры заворачиваются в крайности, чтобы выглядеть более драматично, чем окружающие дисплеи. Некоторые потребители могут на самом деле хотеть этих эффектов, потому что они привыкли к эффектам фильтров или потому, что пытаются компенсировать некачественную ЖК-панель, которая плохо смотрится на собственном выходе. Резкость также может иметь значение при использовании цифрового сигнала, размер которого необходимо изменить, поскольку источник и дисплей имеют разные разрешения.

В целом, вы, вероятно, хотите, чтобы резкость была установлена ​​на Выкл или 0 на современном ЖК-дисплее с цифровым сигналом 1: 1.

http://hifi-writer.com/wpblog/?page_id=3517 и https://forums.anandtech.com/threads/why-does-an-lcd-tv-with-hdmi-input-need-a-sharpness -control.2080809 /

Многие мониторы могут принимать видеосигнал, который не имеет того же разрешения, что и панель, и пытаются масштабировать его соответствующим образом. Если для отображения изображения шириной 1024 пикселя требуется монитор шириной 1280 пикселей, а исходный материал состоит из черно-белых полос шириной в один пиксель, то на дисплее, вероятно, будет отображаться повторяющийся рисунок из 5 пикселей. По шкале от 0 до 4 шаблон, скорее всего, будет 03214. Если черно-белые полосы в оригинале являются «значимыми», может оказаться полезным их отображение, как указано выше. С другой стороны, 5-пиксельный повторяющийся шаблон будет отвлекающим фактором, которого нет в оригинале. Добавление некоторого размытия к изображению уменьшит эффекты масштабирования сглаживания.