نسبت کنتراست تصویر و دروغی که تمام تولیدکنندگان تلویزیون به شما می‌گویند

نسبت کنتراست را به ساده‌ترین شکل می‌توان این‌گونه معنی کرد:

تفاوت بین روشن‌ترین و تاریک‌ترین تصویری که یک تلویزیون می‌تواند نشان بدهد را نسبت کنتراست می‌گویند. یک بیان دیگر این است که نسبت رنگ سفید به رنگ سیاه، همان نسبت کنتراست است. به عنوان مثال فرض کنید یک تلویزیون صفحه‌ای از رنگ سفید را با روشنایی ۴۵ فوت-لامبرت نمایش می‌دهد و اگر همین صفحه به رنگ سیاه باشد، روشنایی آن ۰٫۰۱ فوت-لامبرت است، توجه کنید که فوت-لامبرت واحد سنجش روشنایی در سیستم آمریکایی است. در این صورت نسبت کنتراست این تلویزیون ۱ به ۴۵۰۰ یا اصطلاحاً ۱:۴۵۰۰ می‌باشد. (شدت روشنایی نور سفید تقسیم بر شدت روشنایی نور مشکلی یعنی ۴۵ تقسیم بر ۰٫۰۱)

متأسفانه از اینجا به بعد موضوع کمی پیچیده می‌شود.

هیچ استانداردی برای اندازه‌گیری نسبت کنتراست وجود ندارد. به بیان دیگر یک سازنده‌ی تلویزیون بیشینه‌ی روشنایی یک پیکسل را در شرایطی که معمولاً روشن‌ترین حالت ممکن نیست، اندازه می‌گیرد و آن را با حالت دیگری که هیچ سیگنالی به آن پیکسل ارسال نمی‌شود، مقایسه می‌کند. این نحوه‌ی اندازه‌گیری با آن چه در خانه تجربه می‌کنیم متفاوت است اما با توجه به اینکه استانداردی برای اندازه‌گیری نسبت کنتراست وجود ندارد، استفاده از یک روش تقریبی اندازه‌گیری که مسلماً خطا دارد برای سازندگان چندان حائز اهمیت نیست.

هیچ استانداردی برای اندازه‌گیری نسبت کنتراست وجود ندارد

مسأله وقتی بدتر می‌شود که با اعداد بسیار بزرگ نسبت کنتراست مواجه می‌شویم که عملاً روشی برای اندازه‌گیری برخی از این اعداد وجود ندارد. آن چیزی که در واقعیت رخ داده این است که دپارتمان فروش یک کمپانی برای فروش محصول جدیدش به عددی بسیار بزرگ نیاز دارد و مهندسین هم مخالفتی نمی‌کنند، به دیوار خیره می‌شوند و ناگهان متوجه می‌شویم که تلویزیون، نسبت کنتراست مورد نظر را دارد!

تنها راه برای اطلاع از نسبت کنتراست واقعی یک تلویزیون مراجعه به بررسی‌هاست که البته این روش هم همیشه دقیق نیست، در ادامه به این مورد هم می‌پردازیم.

چه نسبت کنتراستی خوب یا بد است؟

در حال حاضر این مقاله را در صفحه‌نمایشی که نسبت کنتراست خاصی دارد مطالعه می‌کنید، بنابراین نمی‌توان مثال‌های واقعی برای تلویزیون‌هایی که نسبت کنتراست خوب یا بد دارند ارائه کرد. به هر حال هر یک از شما تصاویر این مقاله را به یک شکل خاص مشاهده می‌کنید. تنها راهی که باقی می‌ماند ارائه‌ی مثال‌های غیرواقعی است. در ابتدا با تنظیمات صفحه نمایش خود کمی سروکله بزنید و آن را به بهترین شکل تنظیم کنید، خلاصه‌ی کار این است که می‌بایست روشنایی و کنتراست را به نحو مطلوب انتخاب کنید.

روشنایی زمانی خوب است که رنگ‌های سیاه یک فیلم یا عکس کاملاً سیاه دیده شوند آن هم بدون اینکه بخش‌های روشن‌تر سیاه شوند و جزئیات خود را از دست بدهند. نسبت کنتراست نیز زمانی خوب است که بخش‌های سفیدرنگ تصویر همچنان دارای جزئیات باشند. لذا در دو مرحله این کار را انجام دهید. ابتدا یک تصویر روشن مثل اسکی‌بازی یا آسمان را انتخاب کنید، دقت کنید که بخش‌های روشن آن دارای جزئیات تیره‌تر هم باشند. کنتراست را زیاد کنید تا زمانی که جزئیات بخش‌های سفید در آستانه‌ی ناپدید شدن قرار بگیرند و در واقع این بخش‌ها کاملاً سفید شوند، کنتراست در این حالت کمی زیاد است و باید تا جایی که جزئیات بخش‌های سفید را دوباره مشاهده کنید، کنتراست را کم کنید. در مرحله‌ی دوم برای تنظیم روشنایی یک تصویر که حاوی رنگ سیاه است را انتخاب کنید. (توجه کنید که برای تنظیم نسبت کنتراست تصویر باید حتما از تصویری که هم رنگ سیاه دارد و هم مشکی استفاده نمایید، تصویری شبیه به آنچه در بالا مشاهده می‌کنید) روشنایی را از حالت بیشینه به تدریج کم کنید تا زمانی که بخش‌های سیاه تصویر کاملاً تیره شوند ولی جزئیات بخش‌های روشن‌تر همچنان مشخص باشد.

حال به تصویر زیر توجه کنید، تصویر سمت چپ کنتراست خوبی دارد و تصویر سمت راست کنتراست مطلوبی ندارد:

تصویر سمت چپ کنتراست خوبی دارد، رنگ سیاه آن عمیق‌تر است و نقاط روشن‌تری دارد. تصویر سمت راست رنگ سیاه عمیقی ندارد و مناسب نیست. وقتی دو تلویزیون کیفیتی مشابه عکس فوق داشته باشند، شما هم سمت چپی را انتخاب می‌کنید، درست است؟

کنتراست واقعی و کنتراست دینامیک

نسبت کنتراست را به دو شکل دیگر هم بیان می‌کنند. نسبت کنتراست واقعی و دینامیک. برای کنتراست واقعی معمولاً از واژه‌ی نِیتیو (Native) استفاده می‌شود و همان نسبت کنتراستی است که به کمک تکنولوژی به کار رفته در صفحه نمایش، ایجاد می‌شود. مثلاً یک صفحه نمایش از نوع LCD توان نمایش تصاویر با نسبت کنتراست مشخصی را دارد و یک صفحه نمایش DLP هم با به کارگیری تراشه یا تراشه‌های DMD خود، نسبت کنتراست خاص خودش را دارد.

فرض کنید تصویر قبلی را در تلویزیون خود شاهد هستید. نسبت کنتراست نیتیو مقایسه بین سیاهی سیاه‌ترین نقاط این تصویر و روشن‌ترین نقاط همین تصویر است. ما به این نسبت کنتراست، نسبت کنتراست واقعی می‌گوییم.

اما تولید کنندگان نسبت کنتراست واقعی را بیان نمی‌کنند و در عوض  نسبت کنتراست دینامیک تلویزیون را منتشر می‌کنند. برای تنظیم نور صفحه نمایش با توجه به آنچه در حال پخش شدن است، تکنولوژی‌های مختلف معرفی شده‌ و به کار می‌روند، کار این تکنولوژی‌ها مثل این است که نور یک نمایش‌گر LCD را خودتان تنظیم کنید. البته تنظیم نور به صورت آنی و با توجه به تصویری است که در همان لحظه نمایش داده می‌شود. پسوند دینامیکی هم اشاره به پویا و متغیر بودن نسبت کنتراست دارد.

وقتی یک نمایش‌گر LCD را تنظیم می‌کنید، اگر روشنایی را در حالت ۱۰۰ درصد قرار دهید، روشنایی نمایش‌گر خوب است ولی رنگ سیاه آن عمق مطلوبی نخواهد داشت. درست برعکس، اگر روشنایی ۰ درصد باشد، رنگ سیاه عمیق است ولی روشنایی نمایش‌گر کافی نیست.

وقتی یک نمایش‌گر دارای نور پس‌زمینه‌ی قابل تنظیم باشد و یا یک دریچه‌ی پراژکتور در کنار مدارات مختلف برای نمایش سیگنال ویدیویی به کار رود، می‌توان مقدار روشنایی کلی را به صورت آنی و بر اساس آنچه در حال نمایش است تنظیم کرد. کنتراست دینامیکی چیزی شبیه به تصویر زیر است:

وقتی تصویر تیره است، تلویزیون نور پس‌زمینه را کاهش می‌دهد لذا تصویر تیره‌تر می‌شود. البته این تیرگی به قیمت تیره‌تر شدن نقاط روشن تصویر تمام می‌شود.

وقتی تصویر روشن است، تلویزیون روشنایی کلی را افزایش می‌دهد. البته افزایش نور به قیمت کاهش عمق رنگ سیاه در بخش‌های تیره‌ی تصویر تمام می‌شود.

نتیجه‌ی کلی این است که تصویر روشن، روشن است و تصویر تیره، تیره. کار به خوبی صورت گرفته است و در ظاهر نسبت کنتراست صفحه‌نمایش بهتر شده است. اما نه به آن اندازه که اعداد و ارقام بیان می‌کنند. تلویزیونی با نسبت کنتراست ۱:۵,۰۰۰,۰۰۰ باورکردنی است. خیلی بد است که چنین تلویزیونی وجود ندارد!  اما در حقیقت نسبت کنتراست داینامک تاثیری در کیفیت تصویر ندارد چون در دنیای واقعی شما شدت روشنایی نور را روی ۰ یا ۱۰۰ تنظیم نمی‌کنید و نمی‌توانید هر لحظه شدت روشنایی را در تغییر دهید. بعضی از تلویزیون‌ها با تنظیم خودکار شدت روشنایی روی صفر و ۱۰۰ در تصاویر تیره و روش، کنتراست داینامیک را بصورت خودکار تنظیم می‌کنند که نتیجه نهایی آنها در تصاویر ترکیب روشن و تاریک معمولا بسیار بد است. تولیدکنندگان از این روش استفاده می کنند تا یک عدد تبلیغاتی بزرگ به نام کنتراست داینامیک را خلق کنند، دو یا سه سال پیش تولیدکنندگان از عنوان کنتراست داینامیک در مشخصات تلویزیون خود استفاده می‌کردند اما با گذشت زمان کلمه داینامیک را نیز حذف کردند و اعداد و ارقام مربوط به کنتراست داینامیک را در مقابل «کنتراست تصویر» ذکر می‌کنند که باعث گمراهی بیش از پیش کاربران می‌شود.

با خاموش شدن LED های موجود در یک صفحه نمایش LED LCD، رنگ سیاه واقعی ایجاد می‌شود اما وقتی ویدیویی در حال پخش است، چنین عملی صورت نمی‌گیرد. به عنوان مثال تیتراژ پایانی یک فیلم را در نظر بگیرید، نوشته‌هایی روی پس‌زمینه‌ی سیاه. یک صفحه نمایش با نسبت کنتراست نیتیو بالا نوشته‌ها را با روشنایی زیاد روی پس‌زمینه‌ای تیره نمایش می‌دهد اما یک صفحه نمایش با نسبت کنتراست دینامیکی بالا، با وجود اینکه تیره‌ترین پس‌زمینه را نمایش می‌دهد، نوشته‌های روشنی نخواهد داشت. این دو حالت را در تصویر زیر مقایسه کنید:

تصویر سمت چپ کنتراست نیتیو بالایی دارد و تصویر سمت راست کنتراست دینامیک بالا. در تصویر سمت راست عمق رنگ تیره بیشتر است اما این رنگ تیره با کاهش روشنایی کلی صفحه نمایش به دست آمده و در نتیجه نوشته روشنایی مطلوبی ندارد. در تصویر سمت چپ عمق رنگ تیره زیاد است و روشنایی نوشته هم حفظ شده است. این مسأله با به کارگیری صفحه نمایشی که نسبت کنتراست نیتیو آن بالاست ممکن شده است.

تکنولوژی‌ای که بالاترین نسبت کنتراست نیتیو را دارد، LCOS است. در حال حاضر جی‌وی‌سی هم نسخه‌ی خاص از این تکنولوژی را به نام D-ILA دارد که کنتراست واقعی بالای دارد. سونی هم با نسخه‌ی خاص خودش به نام SXRD در جایگاه بعدی قرار گرفته است. رتبه‌ی سوم نمایش‌گرهای پلاسما هستند البته برخی پراژکتورهای DLP هم گاهاً کیفیتی مشابه دارند.

LCD در دهه‌ی گذشته پیشرفت زیادی کرده اما هنوز هم نسبت به سایر تکنولوژی‌ها در این زمینه عقب‌تر است. خوشبختانه سازندگان LCD این موضوع را درک می‌کنند و روش‌هایی برای بهینه کردن نسبت کنتراست نیتیو به کار می‌برند.

بهترین روش برای ایجاد بالاترین نسبت کنتراست دینامیک یا به عبارت دیگر بالاترین نسبت کنتراست صحنه‌ی شروع استفاده از تاریکی ناحیه‌ای است. استفاده از این روش وقتی امکان‌پذیر است که صفحه نمایش LCD دارای نور پس‌زمینه‌ای که توسط آرایه‌ی کاملی از LED باشد، (همان LED TV از نوع فول LED) با توجه به محتوای در حال پخش LEDها خاموش می‌شوند و تصویر تیره می‌شود. خاموشی LEDها به صورت پیکسلی نیست اما خوشبختانه نواحی LED آن‌قدر کوچک هستند که در نهایت کیفیت کلی تصویر خوب است. درست است که کیفیت تصویر در این حالت خیلی بهتر از چیزی است که در یک نمایش‌گر LCD با نور پس زمینه فلورسنت به دست می‌آید اما یک نقطه ضعف در این روش وجود دارد که آن را هاله‌های نور می‌گویند. در واقع در بخش‌های روشن تصویر LEDها روشن هستند و با توجه به اینکه دیگر نواحی تصویر تیره است، هاله‌ای از نور در اطراف این بخش‌ها دیده می‌شود. این مشکل در مورد برخی تصاویر مثل تیتراژ پایانی فیلم‌ها یا آسمان شب کاملاً محسوس است.

متأسفانه بیشتر سازندگان از ساخت صفحه‌نمایش‌هایی که دارای آرایه‌ی کاملی از LEDها باشند (Full LED یا تمام LED) دست کشیده‌اند. قیمت این نوع نمایش‌گرها زیاد است و متأسفانه تنها نوعی هستند که در آنها می‌توان کنترل بسیار خوبی برروی نور قسمت‌های مختلف پنل داشت و تاریکی موضعی یا Local Dimming را به بهترین شکل تجربه کرد.

بیشتر LED LCDهای امروزی از نوع LED حاشیه‌ای یا edge lit هستند، در این نوع نمایش‌گرها LEDها در لبه‌ی نمایشگر قرار دارند. ممکن است در لبه‌ی بالا، پایین و یا هر دو باشند. در مورد این نوع LED LCDها هم روش‌هایی برای تاریک کردن نواحی تصویر از سوی چند کمپانی مختلف ارائه شده است. درست است که این نوع نمایشگرها به خوبی نمایشگرهای تمام LED نیستند، اما هر اقدام کوچکی برای افزایش نسبت کنتراست موثر واقع می‌شود و در واقع بسیاری از نمایشگرهای LED LCD امروزی با نور لبه‌ای کیفیت فوق‌العاده‌ای دارند.

اندازه‌گیری و همه‌ی مشکلات دیگر

شاید از خود می‌پرسید: شما به عنوان یک مشتری چطور نمایشگری که بالاترین نسبت کنتراست را دارد تشخیص دهید؟ سوال خوبی است. شما در مغازه نمی‌توانید پاسخ سوال خود را بیابید چرا که نورپردازی مغازه مانع از هرگونه مقایسه‌ی درستی می‌شود. در این شرایط معمولاً صفحه‌نمایش‌هایی که صفحه‌ی ضد بازتاب یا ضد درخشش دارند، بهتر به نظر می‌رسند. مشخصات و کاتالوگ محصولات هم چندان مفید نیست چرا که سازندگان معمولاً اعداد و ارقام غیرواقعی ارائه می‌کنند.

متأسفانه تنها راهی که باقی می‌ماند، بررسی‌هاست. برخی وب‌سایت‌ها نسبت کنتراست را محاسبه می‌کنند اما نتایج این سایت‌ها نیز با هم همخوانی ندارد. هیچ مجموعه استانداردی برای منتقدینی که می‌خواهند یک صفحه نمایش را بررسی کنند وجود ندارد و در نتیجه اعداد بسیار متفاوت هستند. ممکن است ما عدد ۱:۲۰,۰۰۰ را به دست بیاوریم و منتقد دیگری عدد ۱:۱,۰۰۰ را به دست آورد.

روش‌های اندازه‌گیری هم متفاوت هستند. سی نت یک صفحه‌ی سیاه را از طریق سیگنال جنریتور یا پلیر دی‌وی‌دی یا بلوری پخش می‌کند و سپس صفحه‌ای کاملاً سفید را با همان وسیله نمایش می‌دهد. قطعاً روش خوبی برای ارزیابی کلی نسبت کنتراست است اما خیلی با ویدیوهای واقعی که ترکیبی از رنگ‌های روشن و تیره در یک تصویر هستند، مطابقت ندارد.

مشکل دیگر تلویزیون‌هایی است که نسبت کنتراست دینامیکی دارند و نمی‌توان این قابلیت را غیرفعال کرد. چطور کنتراست دینامیکی را غیرفعال کنیم و نسبت کنتراست نیتیو را اندازه بگیریم؟ در برخی تلویزیون‌ها می‌توان کنتراست دینامیکی را غیرفعال کرد و مشکلی نیست اما در مورد بقیه چه باید کرد؟

برخی نمایش‌گرها جریان ورودی را مداوماً قطع می‌کنند. بنابراین وقتی صفحه کاملاً سفید است، روشنایی آن به مراتب از حالتی که بخشی از صفحه سفید است، کمتر می‌باشد. پلاسماها همگی چنین حالتی دارند، در مورد این نمایش‌گرها چه باید کرد؟

نسبت کنتراست ANSI هم یک روش خوب است. در این روش هشت مستطیل سیاه و سفید به صورت جدولی کنار هم قرار دارند که می‌بایست روشنایی هر یک را اندازه‌گیری کرده و میانگینی به دست آورد. این روش به نظر دقت خوبی دارد و البته مطابقت آن با ویدیوهای واقعی خیلی بیشتر است. اما دو مشکل، روشنایی بخش‌های سفید در اندازه‌گیری روشنایی بخش‌های سیاه اثرگذار است و همچنین اگر کار را به درستی و بدون خطا انجام دهیم، زمان زیادی صرف می‌شود. به عنوان مثال زمان اندازه‌گیری دو برابر می‌شود. این همه قوت گذاشتن برای اندازه‌گیری نسبت کنتراست یک تلویزیون زیاد است، آن هم وقتی که مردم اهمیت زیادی به نتیجه‌ی کار نمی‌دهند.

جمع‌بندی

نسبت کنتراست نیتیو مقایسه‌ای بین روشن‌ترین نقاط و تیره‌ترین نقاطی است که یک نمایش‌گر نمایش می‌دهد. نسبت کنتراست دینامیکی هم از طریق کاهش نور کلی نمایش‌گر و یا کاهش نور برخی بخش‌ها برای عمیق‌تر شدن رنگ سیاه به دست می‌آید. اعداد و ارقام سازندگان صحت ندارند، روش استانداردی هم برای اندازه‌گیری وجود ندارد. بنابراین باید به بررسی‌ها اکتفا کرد و تقریبی از کیفیت واقعی تلویزیون‌ها به دست آورد.

توصیه‌ی دیگر این است که اگر می‌خواهید فیلم‌های سینمایی را در اتاق تاریک تماشا کنید، پلاسما انتخاب بهتری است اما اگر در طول روز این کار را انجام می‌دهید، قطعاً روشنایی نمایش‌گرهای LED LCD گزینه‌ی بهتری است.

نمایش‌گرهایی که از روش تاریکی موضعی (Local Diming) استفاده می‌کنند نسبت به LCDهای معمولی کنتراست بهتری دارند.

برخی کاربران هم کیفیت فوق‌العاده‌ی پروجکشن‌هایی مثل LCOS را ترجیح می‌دهند. در نهایت یادتان باشد که تنظیم درست یک نمایش‌گر عامل مهمی در تعیین کیفیت تصاویر است، بنابراین با حوصله و به دقت آن را تنظیم کنید.

شما کدام نوع نمایش‌گر را ترجیح می‌دهید؟ به نظر شما در نور کم و زیاد کدام دسته کیفیتی بالاتری دارند؟