نسبت كنتراست تصوير و دروغي كه تمام توليدكنندگان تلويزيون به شما مي‌گويند

نسبت كنتراست يا معادل فارسي آن نسبت تضاد يكي از مهم‌ترين مشخصه‌‌هاي تلويزيون‌ و مانيتور است. وقتي دو تلويزيون را در كنار هم مي‌گذاريم و كيفيتشان را مقايسه مي‌كنيم، يكي از مهم‌ترين عوامل تأثيرگذار در كيفيت همين نسبت كنتراست است. معمولاً نمي‌توان تلويزيون‌هاي دلخواه را كنار هم گذاشت و مقايسه كرد و به‌همين‌دليل، مقايسه‌ي اعداد نسبت كنتراست روش خوبي براي تشخيص تلويزيون بهتر است، البته اگر اعداد اعلام شده واقعي باشند! براي اينكه بهترين تلويزيون را با توجه به بودجه‌ي خود انتخاب كنيد، بهتر است ابتدا مفهوم نسبت كنتراست را بدانيد و درست در مورد آن قضاوت كنيد. شايد به انديشه متخصصين مفهوم پيچيده‌اي باشد اما اين‌طور نيست، ساده‌تر از آن چيزي است كه فكر مي‌كنيد. در ادامه مطلب با ما همراه شويد تا به مطالعه نسبت كنتراست و روش مقايسه‌ي تلويزيون‌ها با توجه به اين مشخصه بپردازيم، البته در اين بين با دروغ بزرگي كه توليدكنندگان تلويزيون تحويل‌تان مي‌دهند نيز آشنا خواهيد شد.

نسبت كنتراست را به ساده‌ترين شكل مي‌توان اين‌گونه معني كرد:

تفاوت بين روشن‌ترين و تاريك‌ترين تصويري كه يك تلويزيون مي‌تواند نشان بدهد را نسبت كنتراست مي‌گويند. يك بيان ديگر اين است كه نسبت رنگ سفيد به رنگ سياه، همان نسبت كنتراست است. به‌عنوان مثال فرض كنيد يك تلويزيون صفحه‌اي از رنگ سفيد را با روشنايي 45 فوت-لامبرت نمايش مي‌دهد و اگر همين صفحه به رنگ سياه باشد، روشنايي آن 0.01 فوت-لامبرت است، توجه كنيد كه فوت-لامبرت واحد سنجش روشنايي در سيستم آمريكايي است. در اين صورت نسبت كنتراست اين تلويزيون 1 به 4500 يا اصطلاحاً 1:4500 است. (شدت روشنايي نور سفيد تقسيم بر شدت روشنايي نور اشكالي يعني 45 تقسيم بر 0.01)

متأسفانه از اينجا به بعد موضوع كمي پيچيده مي‌شود.

هيچ استانداردي براي اندازه‌گيري نسبت كنتراست وجود ندارد. به بيان ديگر يك سازنده‌ي تلويزيون بيشينه‌ي روشنايي يك پيكسل را در شرايطي كه معمولاً روشن‌ترين حالت ممكن نيست، اندازه مي‌گيرد و آن را با حالت ديگري كه هيچ سيگنالي به آن پيكسل ارسال نمي‌شود، مقايسه مي‌كند. اين نحوه‌ي اندازه‌گيري با آن چه در خانه تجربه مي‌كنيم متفاوت است اما با توجه به اينكه استانداردي براي اندازه‌گيري نسبت كنتراست وجود ندارد، استفاده از يك روش تقريبي اندازه‌گيري كه مسلماً خطا دارد براي سازندگان چندان حائز اهميت نيست.

مسئله وقتي بدتر مي‌شود كه با اعداد بسيار بزرگ نسبت كنتراست مواجه مي‌شويم كه عملاً روشي براي اندازه‌گيري برخي از اين اعداد وجود ندارد. آن چيزي كه در واقعيت رخ داده اين است كه دپارتمان فروش يك كمپاني براي فروش محصول جديدش به عددي بسيار بزرگ نياز دارد و مهندسين هم مخالفتي نمي‌كنند، به ديوار خيره مي‌شوند و ناگهان متوجه مي‌شويم كه تلويزيون، نسبت كنتراست مورد انديشه متخصصين را دارد!

تنها راه براي اطلاع از نسبت كنتراست واقعي يك تلويزيون مراجعه به مطالعه‌هاست كه البته اين روش هم هميشه دقيق نيست، در ادامه به اين مورد هم مي‌پردازيم.

در حال حاضر اين مقاله را در صفحه‌نمايشي كه نسبت كنتراست خاصي دارد مطالعه مي‌كنيد، بنابراين نمي‌توان مثال‌هاي واقعي براي تلويزيون‌هايي كه نسبت كنتراست خوب يا بد دارند ارائه كرد. به هر حال هر يك از شما تصاوير اين مقاله را به يك شكل خاص مشاهده مي‌كنيد. تنها راهي كه باقي مي‌ماند ارائه‌ي مثال‌هاي غيرواقعي است. در ابتدا با تنظيمات صفحه‌نمايش خود كمي سروكله بزنيد و آن را به بهترين شكل تنظيم كنيد، خلاصه‌ي كار اين است كه بايد روشنايي و كنتراست را به نحو مطلوب انتخاب كنيد.

روشنايي زماني خوب است كه رنگ‌هاي سياه يك فيلم يا عكس كاملاً سياه ديده شوند آن هم بدون اينكه بخش‌هاي روشن‌تر سياه شوند و جزئيات خود را از دست بدهند. نسبت كنتراست نيز زماني خوب است كه بخش‌هاي سفيدرنگ تصوير همچنان داراي جزئيات باشند. لذا در دو مرحله اين كار را انجام دهيد. ابتدا يك تصوير روشن مثل اسكي‌بازي يا آسمان را انتخاب كنيد، دقت كنيد كه بخش‌هاي روشن آن داراي جزئيات تيره‌تر هم باشند. كنتراست را زياد كنيد تا زماني كه جزئيات بخش‌هاي سفيد در آستانه‌ي ناپديد شدن قرار بگيرند و در واقع اين بخش‌ها كاملاً سفيد شوند، كنتراست در اين حالت كمي زياد است و بايد تا جايي كه جزئيات بخش‌هاي سفيد را دوباره مشاهده كنيد، كنتراست را كم كنيد. در مرحله‌ي دوم براي تنظيم روشنايي يك تصوير كه حاوي رنگ سياه است را انتخاب كنيد. (توجه كنيد كه براي تنظيم نسبت كنتراست تصوير بايد حتماً از تصويري كه هم رنگ سياه دارد و هم مشكي استفاده كنيد، تصويري شبيه به آنچه در بالا مشاهده مي‌كنيد) روشنايي را از حالت بيشينه به تدريج كم كنيد تا زماني كه بخش‌هاي سياه تصوير كاملاً تيره شوند ولي جزئيات بخش‌هاي روشن‌تر همچنان مشخص باشد.

حال به تصوير زير توجه كنيد، تصوير سمت چپ كنتراست خوبي دارد و تصوير سمت راست كنتراست مطلوبي ندارد:

تصوير سمت چپ كنتراست خوبي دارد، رنگ سياه آن عميق‌تر است و نقاط روشن‌تري دارد. تصوير سمت راست رنگ سياه عميقي ندارد و مناسب نيست. وقتي دو تلويزيون كيفيتي مشابه عكس فوق داشته باشند، شما هم سمت چپي را انتخاب مي‌كنيد، درست است؟

نسبت كنتراست را به دو شكل ديگر هم بيان مي‌كنند. نسبت كنتراست واقعي و ديناميك. براي كنتراست واقعي معمولاً از واژه‌ي نِيتيو (Native) استفاده مي‌شود و همان نسبت كنتراستي است كه به كمك تكنولوژي به كار رفته در صفحه‌نمايش، ايجاد مي‌شود. مثلاً يك صفحه‌نمايش از نوع LCD توان نمايش تصاوير با نسبت كنتراست مشخصي را دارد و يك صفحه‌نمايش DLP هم با به كارگيري تراشه يا تراشه‌هاي DMD خود، نسبت كنتراست خاص خودش را دارد.

فرض كنيد تصوير قبلي را در تلويزيون خود شاهد هستيد. نسبت كنتراست نيتيو مقايسه بين سياهي سياه‌ترين نقاط اين تصوير و روشن‌ترين نقاط همين تصوير است. ما به اين نسبت كنتراست، نسبت كنتراست واقعي مي‌گوييم.

اما توليد‌كنندگان نسبت كنتراست واقعي را بيان نمي‌كنند و در عوض نسبت كنتراست ديناميك تلويزيون را منتشر مي‌كنند. براي تنظيم نور صفحه‌نمايش با توجه به آنچه در حال پخش شدن است، تكنولوژي‌هاي مختلف معرفي شده‌ و به كار مي‌روند، كار اين تكنولوژي‌ها مثل اين است كه نور يك نمايش‌گر LCD را خودتان تنظيم كنيد. البته تنظيم نور به صورت آني و با توجه به تصويري است كه در همان لحظه نمايش داده مي‌شود. پسوند ديناميكي هم اشاره به پويا و متغير بودن نسبت كنتراست دارد.

وقتي يك نمايش‌گر LCD را تنظيم مي‌كنيد، اگر روشنايي را در حالت 100 درصد قرار دهيد، روشنايي نمايش‌گر خوب است ولي رنگ سياه آن عمق مطلوبي نخواهد داشت. درست برعكس، اگر روشنايي 0 درصد باشد، رنگ سياه عميق است ولي روشنايي نمايش‌گر كافي نيست.

وقتي يك نمايش‌گر داراي نور پس‌زمينه‌ي قابل تنظيم باشد يا يك دريچه‌ي پراژكتور در كنار مدارات مختلف براي نمايش سيگنال ويديويي به كار رود، مي‌توان مقدار روشنايي كلي را به صورت آني و براساس آنچه در حال نمايش است تنظيم كرد. كنتراست ديناميكي چيزي شبيه به تصوير زير است:

وقتي تصوير تيره است، تلويزيون نور پس‌زمينه را كاهش مي‌دهد لذا تصوير تيره‌تر مي‌شود. البته اين تيرگي به ارزش تيره‌تر شدن نقاط روشن تصوير تمام مي‌شود.

وقتي تصوير روشن است، تلويزيون روشنايي كلي را افزايش مي‌دهد. البته افزايش نور به ارزش كاهش عمق رنگ سياه در بخش‌هاي تيره‌ي تصوير تمام مي‌شود.

نتيجه‌ي كلي اين است كه تصوير روشن، روشن است و تصوير تيره، تيره. كار به خوبي صورت گرفته است و در ظاهر نسبت كنتراست صفحه‌نمايش بهتر شده است. اما نه به آن اندازه كه اعداد و ارقام بيان مي‌كنند. تلويزيوني با نسبت كنتراست 1:5,000,000 باوركردني است. خيلي بد است كه چنين تلويزيوني وجود ندارد! اما در حقيقت نسبت كنتراست داينامك تأثيري در كيفيت تصوير ندارد چون در دنياي واقعي شما شدت روشنايي نور را روي 0 يا 100 تنظيم نمي‌كنيد و نمي‌توانيد هر لحظه شدت روشنايي را در تغيير دهيد. بعضي از تلويزيون‌ها با تنظيم خودكار شدت روشنايي روي صفر و 100 در تصاوير تيره و روش، كنتراست دايناميك را بصورت خودكار تنظيم مي‌كنند كه نتيجه نهايي آن‌ها در تصاوير تركيب روشن و تاريك معمولاً بسيار بد است. توليدكنندگان از اين روش استفاده مي‌كنند تا يك عدد تبليغاتي بزرگ به نام كنتراست دايناميك را خلق كنند، دو يا سه سال پيش توليدكنندگان از عنوان كنتراست دايناميك در مشخصات تلويزيون خود استفاده مي‌كردند اما با گذشت زمان كلمه دايناميك را نيز حذف كردند و اعداد و ارقام مربوط به كنتراست دايناميك را درمقابل «كنتراست تصوير» ذكر مي‌كنند كه باعث گمراهي بيش از پيش متخصصان مي‌شود.

با خاموش شدن LED هاي موجود در يك صفحه‌نمايش LED LCD، رنگ سياه واقعي ايجاد مي‌شود اما وقتي ويديويي در حال پخش است، چنين عملي صورت نمي‌گيرد. به‌عنوان مثال تيتراژ پاياني يك فيلم را در انديشه متخصصين بگيريد، نوشته‌هايي روي پس‌زمينه‌ي سياه. يك صفحه‌نمايش با نسبت كنتراست نيتيو بالا نوشته‌ها را با روشنايي زياد روي پس‌زمينه‌اي تيره نمايش مي‌دهد اما يك صفحه‌نمايش با نسبت كنتراست ديناميكي بالا، با وجود اينكه تيره‌ترين پس‌زمينه را نمايش مي‌دهد، نوشته‌هاي روشني نخواهد داشت. اين دو حالت را در تصوير زير مقايسه كنيد:

تصوير سمت چپ كنتراست نيتيو بالايي دارد و تصوير سمت راست كنتراست ديناميك بالا. در تصوير سمت راست عمق رنگ تيره بيشتر است اما اين رنگ تيره با كاهش روشنايي كلي صفحه‌نمايش به دست آمده و درنتيجه نوشته روشنايي مطلوبي ندارد. در تصوير سمت چپ عمق رنگ تيره زياد است و روشنايي نوشته هم حفظ شده است. اين مسئله با به كارگيري صفحه نمايشي كه نسبت كنتراست نيتيو آن بالا است ممكن شده است.

تكنولوژي‌اي كه بالاترين نسبت كنتراست نيتيو را دارد، LCOS است. در حال حاضر جي‌وي‌سي هم نسخه‌ي خاص از اين تكنولوژي را به نام D-ILA دارد كه كنتراست واقعي بالاي دارد. سوني هم با نسخه‌ي خاص خودش به نام SXRD در جايگاه بعدي قرار گرفته است. رتبه‌ي سوم نمايش‌گرهاي پلاسما هستند البته برخي پراژكتورهاي DLP هم گاهاً كيفيتي مشابه دارند.

LCD در دهه‌ي گذشته پيشرفت زيادي كرده اما هنوز هم نسبت به ساير تكنولوژي‌ها در اين زمينه عقب‌تر است. خوشبختانه سازندگان LCD اين موضوع را درك مي‌كنند و روش‌هايي براي بهينه كردن نسبت كنتراست نيتيو به كار مي‌برند.

استفاده از اين روش وقتي امكان‌پذير است كه صفحه‌نمايش LCD داراي نور پس‌زمينه‌اي كه توسط آرايه‌ي كاملي از LED باشد، (همان LED TV از نوع فول LED) با توجه به محتواي در حال پخش LEDها خاموش مي‌شوند و تصوير تيره مي‌شود. خاموشي LEDها به صورت پيكسلي نيست اما خوشبختانه نواحي LED آن‌قدر كوچك هستند كه در نهايت كيفيت كلي تصوير خوب است. درست است كه كيفيت تصوير در اين حالت خيلي بهتر از چيزي است كه در يك نمايش‌گر LCD با نور پس‌زمينه فلورسنت به دست مي‌آيد اما يك نقطه ضعف در اين روش وجود دارد كه آن را هاله‌هاي نور مي‌گويند. در واقع در بخش‌هاي روشن تصوير LEDها روشن هستند و با توجه به اينكه ديگر نواحي تصوير تيره است، هاله‌اي از نور در اطراف اين بخش‌ها ديده مي‌شود. اين اشكال در مورد برخي تصاوير مثل تيتراژ پاياني فيلم‌ها يا آسمان شب كاملاً محسوس است.

متأسفانه بيشتر سازندگان از ساخت صفحه‌نمايش‌هايي كه داراي آرايه‌ي كاملي از LEDها باشند (Full LED يا تمام LED) دست كشيده‌اند. ارزش اين نوع نمايش‌گرها زياد است و متأسفانه تنها نوعي هستند كه در آن‌ها مي‌توان كنترل بسيار خوبي روي نور قسمت‌هاي مختلف پنل داشت و تاريكي موضعي يا Local Dimming را به بهترين شكل تجربه كرد.

بيشتر LED LCDهاي امروزي از نوع LED حاشيه‌اي يا edge lit هستند، در اين نوع نمايش‌گرها LEDها در لبه‌ي نمايشگر قرار دارند. ممكن است در لبه‌ي بالا، پايين يا هر دو باشند. در مورد اين نوع LED LCDها هم روش‌هايي براي تاريك كردن نواحي تصوير از سوي چند كمپاني مختلف ارائه شده است. درست است كه اين نوع نمايشگرها به خوبي نمايشگرهاي تمام LED نيستند، اما هر اقدام كوچكي براي افزايش نسبت كنتراست مؤثر واقع مي‌شود و در واقع بسياري از نمايشگرهاي LED LCD امروزي با نور لبه‌اي كيفيت فوق‌العاده‌اي دارند.

شايد از خود مي‌پرسيد: شما به‌عنوان يك مشتري چطور نمايشگري كه بالاترين نسبت كنتراست را دارد تشخيص دهيد؟ سؤال خوبي است. شما در مغازه نمي‌توانيد پاسخ سؤال خود را بيابيد چراكه نورپردازي مغازه مانع از هرگونه مقايسه‌ي درستي مي‌شود. در اين شرايط معمولاً صفحه‌نمايش‌هايي كه صفحه‌ي ضد بازتاب يا ضد درخشش دارند، بهتر به انديشه متخصصين مي‌رسند. مشخصات و كاتالوگ محصولات هم چندان مفيد نيست چراكه سازندگان معمولاً اعداد و ارقام غيرواقعي ارائه مي‌كنند.

متأسفانه تنها راهي كه باقي مي‌ماند، مطالعه‌هاست. برخي وب‌سايت‌ها نسبت كنتراست را محاسبه مي‌كنند اما نتايج اين سايت‌ها نيز با هم همخواني ندارد. هيچ مجموعه استانداردي براي منتقديني كه مي‌خواهند يك صفحه‌نمايش را مطالعه كنند وجود ندارد و درنتيجه اعداد بسيار متفاوت هستند. ممكن است ما عدد 1:20,000 را به دست بياوريم و منتقد ديگري عدد 1:1,000 را به دست آورد.

روش‌هاي اندازه‌گيري هم متفاوت هستند. سي نت يك صفحه‌ي سياه را ازطريق سيگنال جنريتور يا پلير دي‌وي‌دي يا بلوري پخش مي‌كند و سپس صفحه‌اي كاملاً سفيد را با همان وسيله نمايش مي‌دهد. قطعاً روش خوبي براي ارزيابي كلي نسبت كنتراست است اما خيلي با ويديوهاي واقعي كه تركيبي از رنگ‌هاي روشن و تيره در يك تصوير هستند، مطابقت ندارد.

اشكال ديگر تلويزيون‌هايي است كه نسبت كنتراست ديناميكي دارند و نمي‌توان اين قابليت را غيرفعال كرد. چطور كنتراست ديناميكي را غيرفعال كنيم و نسبت كنتراست نيتيو را اندازه بگيريم؟ در برخي تلويزيون‌ها مي‌توان كنتراست ديناميكي را غيرفعال كرد و اشكالي نيست اما در مورد بقيه چه بايد كرد؟

برخي نمايش‌گرها جريان ورودي را مداوماً قطع مي‌كنند. بنابراين وقتي صفحه كاملاً سفيد است، روشنايي آن به مراتب از حالتي كه بخشي از صفحه سفيد است، كمتر است. پلاسماها همگي چنين حالتي دارند، در مورد اين نمايش‌گرها چه بايد كرد؟

نسبت كنتراست ANSI هم يك روش خوب است. در اين روش هشت مستطيل سياه و سفيد به صورت جدولي كنار هم قرار دارند كه بايد روشنايي هر يك را اندازه‌گيري كرده و ميانگيني به دست آورد. اين روش به انديشه متخصصين دقت خوبي دارد و البته مطابقت آن با ويديوهاي واقعي خيلي بيشتر است. اما دو اشكال، روشنايي بخش‌هاي سفيد در اندازه‌گيري روشنايي بخش‌هاي سياه اثرگذار است و همچنين اگر كار را به درستي و بدون خطا انجام دهيم، زمان زيادي صرف مي‌شود. به‌عنوان مثال زمان اندازه‌گيري دو برابر مي‌شود. اين همه قوت گذاشتن براي اندازه‌گيري نسبت كنتراست يك تلويزيون زياد است، آن هم وقتي كه مردم اهميت زيادي به نتيجه‌ي كار نمي‌دهند.

نسبت كنتراست نيتيو مقايسه‌اي بين روشن‌ترين نقاط و تيره‌ترين نقاطي است كه يك نمايش‌گر نمايش مي‌دهد. نسبت كنتراست ديناميكي هم ازطريق كاهش نور كلي نمايش‌گر يا كاهش نور برخي بخش‌ها براي عميق‌تر شدن رنگ سياه به دست مي‌آيد. اعداد و ارقام سازندگان صحت ندارند، روش استانداردي هم براي اندازه‌گيري وجود ندارد. بنابراين بايد به مطالعه‌ها اكتفا كرد و تقريبي از كيفيت واقعي تلويزيون‌ها به دست آورد.

توصيه‌ي ديگر اين است كه اگر مي‌خواهيد فيلم‌هاي سينمايي را در اتاق تاريك تماشا كنيد، پلاسما انتخاب بهتري است اما اگر در طول روز اين كار را انجام مي‌دهيد، قطعاً روشنايي نمايش‌گرهاي LED LCD گزينه‌ي بهتري است.

نمايش‌گرهايي كه از روش تاريكي موضعي (Local Diming) استفاده مي‌كنند نسبت به LCDهاي معمولي كنتراست بهتري دارند.

برخي متخصصان هم كيفيت فوق‌العاده‌ي پروجكشن‌هايي مثل LCOS را ترجيح مي‌دهند. در نهايت يادتان باشد كه تنظيم درست يك نمايش‌گر عامل مهمي در تعيين كيفيت تصاوير است، بنابراين با حوصله و به دقت آن را تنظيم كنيد.

شما كدام نوع نمايش‌گر را ترجيح مي‌دهيد؟ به انديشه متخصصين شما در نور كم و زياد كدام دسته كيفيتي بالاتري دارند؟