Как расширить динамический диапазон монитора
Доброго времени суток! Сегодня я хочу поделиться нюансом "первого" подключения мониторов к видеокартам NVidia через HDMI кабель.
Речь в статье пойдет про управление цветопередачей и динамический диапазон. Но обо всём по порядку. Я буду пытаться максимально понятным языком объяснить суть происходящего.
Ни для кого не секрет, что с каждым годом, всё больше и больше мониторы оснащают современными технологиями, стремятся сделать картинку более качественной, увеличить экран и не потерять четкость и цветопередачу картинки.
Одной из важных характеристик для монитора является его способность передать нам достаточное количество цветов и чем больше цветов можно отобразить на экране, тем выше получится и качество изображения. Цвета будут более сочные, а цветовые переходы более плавные.
Проблема прячется в управлении цветом видеокартой, которая по умолчанию работает с монитором не как с высокотехнологичным цветным устройством, а как со старым телевизором.
Проблема затрагивает только владельцев видеокарт от NVidia, использующих интерфейс HDMI.
Изначально интерфейс (разъём) HDMI разрабатывался в основном под телевизоры с высоким разрешением. В дальнейшем HDMI-порты стали добавлять в мониторы, которые работают в "динамическом цветовом диапазоне", в то время как телевизионный сигнал выводится в "ограниченном цветовом диапазоне".
Это означает, что современные мониторы которые используют " д инамический диапазон" показывают нам правильные цвета только при выводе картинки в нём.
Разница в количестве цветов ограниченного и динамического диапазона в 1.5 раза (а это 10 млн. цветов против 16,5 млн. цветов), что видно невооруженным глазом:
И вот на сегодняшний день уже почти все новые мониторы оснащены интерфейсом (разъёмом) HDMI, и видеокарты должны отличать телевизор от монитора, если-бы не одно но. Как оказалось об этой информации знает очень малое количество людей, а продавцы так вообще никогда о таком, почему-то, не слышали. Видеокарта NVidia, при подключении монитора по HDMI, не распознает его как монитор и посылает ограниченный цветовой диапазон как на старый ТВ.
При подключении монитора владельцы видеокарт NVidia уже, скорее всего, имеют установленные драйверы на видеокарту (или -же, если весь компьютер новый, в ближайшее время установят их).
Драйверы устанавливаются с диска или загружаются с официального сайта NVidia .
Когда драйверы установлены - у нас появится "Панель управления NVidia".
Сводка: Рекомендации по использованию и устранению неисправностей при воспроизведении с расширенным динамическим диапазоном (HDR) на мониторах Dell с ОС Windows 10. Свернуть Рекомендации по использованию и устранению неисправностей при воспроизведении с расширенным динамическим диапазоном (HDR) на мониторах Dell с ОС Windows 10.
Возможно, эта статья была переведена автоматически. Если вы хотите поделиться своим мнением о ее качестве, используйте форму обратной связи в нижней части страницы.
Симптомы
Содержание:
Причина
Разрешение
Блеклые и размытые цвета на мониторе при включении расширенного динамического диапазона (HDR) в настройках дисплея в Windows 10.
Цвета становятся блеклыми
При включении режима HDR в свойствах экрана Windows 10 для использования монитора, поддерживающего HDR, весь контент без HDR (в том числе фон всех окон и основные приложения), выглядит тусклым и блеклым (рис. 1 и 2).
Рис. 1. - Тусклое и блеклое изображение при включении HDR в настройках дисплея Windows
Рис. 2. - Настройки дисплея Windows, режим HDR включен.
Если в настройках дисплея Windows 10 отключить режим HDR, цвета стандартных приложений Windows становятся четкими и яркими (рис. 3 и 4).
Рис. 3. - Обычный вид при отключенном режиме HDR в настройках дисплея Windows.
Рис. 4. - Настройки дисплея Windows, режим HDR включен.
При просмотре актуального HDR-контента при отключенном режиме HDR в настройках дисплея можно отметить чрезмерно насыщенные и искаженные цвета. (Рис. 5.)
Рис. 5. - Чрезмерно насыщенные и искаженные цвета HDR-контента при отключенном режиме HDR в настройках дисплея Windows.
При просмотре того же HDR-контента после включения режима HDR в настройках дисплея цвета становятся четкими и яркими. (Рис. 6.)
Рис. 6. - Яркий HDR-контент при включенном режиме HDR в настройках дисплея Windows
Блеклые цвета при потоковой передаче HDR-контента
Еще одна проблема с просмотром HDR-контента связана с воспроизведением потокового HDR-контента. При воспроизведении потокового HDR-контента из Интернета (с YouTube и т. д.) видео может быть тусклым и блеклым. Если скачать тот же контент и воспроизвести его локально, HDR-контент будет четким и ярким. На приведенных ниже изображениях слева показан локальный HDR-контент, а справа — потоковый контент из Интернета (рис. 7, 8 и 9).
Рис. 7. - Сравнение воспроизведения локального HDR-контента с прямой трансляцией того же контента по широкополосной сети.
Рис. 8. - Сравнение воспроизведения локального HDR-контента с прямой трансляцией того же контента по широкополосной сети.
Рис. 9. - Сравнение воспроизведения локального HDR-контента с прямой трансляцией того же контента по широкополосной сети.
Решение
В обеих ситуациях технология HDR работает в соответствии с проектной спецификацией.
Если в свойствах дисплея Windows 10 включен режим HDR, контент без HDR, включая фон системы, рабочий стол и меню, будет выглядеть тусклым и блеклым. Нормально отображается только актуальный HDR-контент.
Рекомендуется включать режим HDR в настройках дисплея только в случае, когда вы собираетесь просматривать HDR-контент. После просмотра контента отключите режим HDR, переведя переключатель HDR в положение «Выкл.», и система вернется к обычному представлению.
Если при потоковой передаче HDR-контента он не выглядит как HDR-контент (см. изображения выше), рекомендуется скачать HDR-контент в локальную систему. При воспроизведении из локальной системы проблема потоковой передачи HDR не возникает.
Сводка: Рекомендации по использованию и устранению неисправностей при воспроизведении с расширенным динамическим диапазоном (HDR) на мониторах Dell с ОС Windows 10. Свернуть Рекомендации по использованию и устранению неисправностей при воспроизведении с расширенным динамическим диапазоном (HDR) на мониторах Dell с ОС Windows 10.
Возможно, эта статья была переведена автоматически. Если вы хотите поделиться своим мнением о ее качестве, используйте форму обратной связи в нижней части страницы.
Симптомы
Содержание:
Причина
Разрешение
Блеклые и размытые цвета на мониторе при включении расширенного динамического диапазона (HDR) в настройках дисплея в Windows 10.
Цвета становятся блеклыми
При включении режима HDR в свойствах экрана Windows 10 для использования монитора, поддерживающего HDR, весь контент без HDR (в том числе фон всех окон и основные приложения), выглядит тусклым и блеклым (рис. 1 и 2).
Рис. 1. - Тусклое и блеклое изображение при включении HDR в настройках дисплея Windows
Рис. 2. - Настройки дисплея Windows, режим HDR включен.
Если в настройках дисплея Windows 10 отключить режим HDR, цвета стандартных приложений Windows становятся четкими и яркими (рис. 3 и 4).
Рис. 3. - Обычный вид при отключенном режиме HDR в настройках дисплея Windows.
Рис. 4. - Настройки дисплея Windows, режим HDR включен.
При просмотре актуального HDR-контента при отключенном режиме HDR в настройках дисплея можно отметить чрезмерно насыщенные и искаженные цвета. (Рис. 5.)
Рис. 5. - Чрезмерно насыщенные и искаженные цвета HDR-контента при отключенном режиме HDR в настройках дисплея Windows.
При просмотре того же HDR-контента после включения режима HDR в настройках дисплея цвета становятся четкими и яркими. (Рис. 6.)
Рис. 6. - Яркий HDR-контент при включенном режиме HDR в настройках дисплея Windows
Блеклые цвета при потоковой передаче HDR-контента
Еще одна проблема с просмотром HDR-контента связана с воспроизведением потокового HDR-контента. При воспроизведении потокового HDR-контента из Интернета (с YouTube и т. д.) видео может быть тусклым и блеклым. Если скачать тот же контент и воспроизвести его локально, HDR-контент будет четким и ярким. На приведенных ниже изображениях слева показан локальный HDR-контент, а справа — потоковый контент из Интернета (рис. 7, 8 и 9).
Рис. 7. - Сравнение воспроизведения локального HDR-контента с прямой трансляцией того же контента по широкополосной сети.
Рис. 8. - Сравнение воспроизведения локального HDR-контента с прямой трансляцией того же контента по широкополосной сети.
Рис. 9. - Сравнение воспроизведения локального HDR-контента с прямой трансляцией того же контента по широкополосной сети.
Решение
В обеих ситуациях технология HDR работает в соответствии с проектной спецификацией.
Если в свойствах дисплея Windows 10 включен режим HDR, контент без HDR, включая фон системы, рабочий стол и меню, будет выглядеть тусклым и блеклым. Нормально отображается только актуальный HDR-контент.
Рекомендуется включать режим HDR в настройках дисплея только в случае, когда вы собираетесь просматривать HDR-контент. После просмотра контента отключите режим HDR, переведя переключатель HDR в положение «Выкл.», и система вернется к обычному представлению.
Если при потоковой передаче HDR-контента он не выглядит как HDR-контент (см. изображения выше), рекомендуется скачать HDR-контент в локальную систему. При воспроизведении из локальной системы проблема потоковой передачи HDR не возникает.
На этом уроке мы рассмотрим, что такое HDR, LDR и тональная компрессия в OpenGL.
По умолчанию, при хранении яркости и цвета во фреймбуфере, их значения сужаются до значений, лежащих в диапазоне [0.0, 1.0] . Эта, на первый взгляд, безобидная особенность побуждала нас всегда задавать параметры света и цвета значениями из данного диапазона, тем самым как бы подгоняя их под параметры сцены. Данный прием является вполне рабочим и дает достойные результаты, но что произойдет, если мы пройдемся по действительно яркой области с несколькими яркими источниками света, которые в общей сумме превышают значение 1.0 ? Ответ заключается в том, что все фрагменты, имеющие яркость или цветовую сумму более 1.0 , сужаются до значения 1.0 , что приводит к тому, что на них становится не очень приятно смотреть:
Из-за того, что большое количество цветовых значений фрагментов сужается до значения 1.0 , каждый из ярких фрагментов имеет точно такое же значение белого цвета, в результате чего теряется значительное количество деталей и сцене придается фальшивый вид.
Одним из решений данной проблемы является уменьшение силы источников света, чтобы ни одна область фрагментов в вашей сцене не была ярче 1.0 ; это не очень хорошее решение, так как оно вынуждает вас использовать нереалистичные параметры освещения. Лучший подход — это разрешить цветовым значениям временно превышать границу 1.0 , а затем на заключительном шаге преобразовывать их обратно в исходный диапазон [0.0, 1.0] , но без потерь в детализации.
Мониторы (не поддерживающие HDR) ограничены отображением цветов в диапазоне между 0.0 и 1.0 , но в уравнениях освещения такого ограничения нет. Позволяя цветам фрагментов превышать 1.0 , мы получаем гораздо более высокий диапазон значений цветов, доступных для работы в так называемом расширенном динамическом диапазоне (сокр. «HDR» от «High Dynamic Range»). С расширенным динамическим диапазоном яркие вещи могут быть действительно яркими, темные вещи могут быть действительно темными, и при этом детали можно увидеть в обоих случаях.
Первоначально расширенный динамический диапазон использовался только для фотографии, где фотограф делает несколько снимков одной и той же сцены с различными уровнями экспозиции, захватывая большой диапазон цветовых значений. Сочетание этих параметров формирует HDR-изображение, в котором использование комбинированных уровней экспозиции или конкретной экспозиции помогают передать гораздо более большой диапазон деталей объекта. Например, следующее изображение демонстрирует отображение значительного количества деталей в ярко освещенных областях с низкой экспозицией (посмотрите на окно), но эти детали пропадают на изображении с высокой экспозицией:
В свою очередь высокая экспозиция раскрывает большое количество деталей в более темных областях, которые ранее не были видны.
Принцип работы человеческого глаза является основой HDR-рендеринга. Когда света мало, человеческий глаз приспосабливается так, что более темные части становятся более заметными. Аналогичное приспособление происходит и для светлых областей. Утрируя, можно сказать, что человеческий глаз имеет автоматический регулятор экспозиции, зависящий от яркости сцены.
Рендеринг с расширенным динамическим диапазоном работает примерно так же. Мы разрешаем использование расширенного диапазона цветовых значений для рендеринга, собирая большой диапазон темных и ярких деталей сцены, и, в конце концов, преобразуем все HDR-значения обратно в низкий динамический диапазон (сокр. «LDR» от «Low Dynamic Range») — [0.0, 1.0] . Этот процесс преобразования HDR-значений в LDR-значения называется тональной компрессией, и существует большая коллекция алгоритмов тональной компрессии, направленных на сохранение в процессе преобразования значительного количества HDR-детализации. Алгоритмы тональной компрессии часто задействуют параметр экспозиции, с помощью которого можно избирательно влиять на темные или яркие области.
Когда речь заходит о рендеринге в реальном времени, расширенный динамический диапазон позволяет нам не только превысить LDR-диапазон [0.0, 1.0] и сохранить больше деталей, но и дает нам возможность указывать интенсивность источника света через его реальную интенсивность. Например, Солнце имеет гораздо более высокую интенсивность, чем какой-нибудь фонарик, так почему бы не настроить солнце должным образом (например, задать рассеянную яркость равную 100.0 ). Это позволяет нам более правильно настроить освещение сцены с более реалистичными параметрами освещения, что было бы невозможно при LDR-рендеринге, поскольку тогда значения были бы непосредственно сужены до 1.0 .
Поскольку мониторы (не поддерживающие HDR) отображают только цвета в диапазоне от 0.0 до 1.0 , то нам действительно нужно преобразовать текущий расширенный динамический диапазон значений цвета обратно в диапазон монитора. Простое обратное преобразование цветов с помощью усреднения значения не принесет нам много пользы, так как более яркие области станут намного более доминирующими. Что мы можем сделать, так это использовать различные уравнения и/или кривые для преобразования HDR-значений обратно в LDR-значения, которые дадут нам полный контроль над яркостью сцены. Данный процесс, ранее обозначенный как тональная компрессия, является заключительным этапом HDR-рендеринга.
Фреймбуферы типа с плавающей точкой
Для реализации рендеринга с расширенным динамическим диапазоном нам нужен какой-то способ предотвратить сужение цветовых значений после каждого запуска фрагментного шейдера. Когда фреймбуферы используют нормализованный с фиксированной точкой формат цвета (например, GL_RGB ) в качестве внутреннего формата цветового буфера, то OpenGL, перед сохранением во фреймбуфер, автоматически сужает диапазон значений до [0.0, 1.0] . Эта операция выполняется для большинства типов форматов фреймбуфера, за исключением форматов типа с плавающей точкой.
Когда внутренний формат цветового буфера фреймбуфера задан как GL_RGB16F , GL_RGBA16F , GL_RGB32F или GL_RGBA32F , то такой фреймбуфер превращается во фреймбуфер типа с плавающей точкой, способный хранить значения типа с плавающей точкой вне заданного по умолчанию диапазона [0.0, 1.0] . Это идеально подходит для рендеринга в расширенном динамическом диапазоне!
Чтобы создать фреймбуфер типа с плавающей точкой, единственное, что нам нужно изменить — это внутренний параметр формата цветового буфера:
Читайте также: