BenQ Blog

Is chromasampling belangrijk voor monitoren?

BenQ
2020/05/08
monitor van 4:4:4 chroma bemonstering die een goede beeldkwaliteit biedt

Ja, vooral in combinatie met andere essentiële factoren als bit-kleurdiepte, maximale helderheid en contrastverhoudingen. Chromasampling bepaalt de nauwgezetheid en impact van de monitor, alhoewel het waarnemen van kleur uiteraard per persoon verschillend is. Hoe groter de kleursample (of hoe meer informatie een monitor gebruikt om kleur te laten zien), hoe nauwkeuriger het beeld is.

Maar laten we teruggaan naar het begin. En daarmee bedoelen we het allereerste begin, lang voor monitors, HDR of 10-bit. Al bij de eerste menselijke creatieve uitingen merkten kunstenaars dat kijkers veel meer aandacht schenken aan licht dan aan kleur. Bij de juiste verlichting waardeert de kijker een schilderij meer, vrijwel onafhankelijk van de door de kunstenaar gebruikte kleuren. Monitors en tv's kunnen echter niet werkelijk worden vergeleken met schilderijen, omdat we het oorspronkelijke beeld niet rechtstreeks zien. Het display ontvangt een signaal en zet de informatie om voor weergave op een scherm, wat wij vervolgens zien. Dat is de reden waarom chromasampling een belangrijke rol speelt bij digitale displays, zoals de monitors die we allemaal gebruiken.

En alhoewel er sinds de eerste rotstekeningen duizenden jaren zijn verstreken, geldt het basisprincipe van licht voor kleur nog steeds. Zo werkt ons gezichtsvermogen nu eenmaal. Er is licht nodig voordat we iets te kunnen zien. Kleur is natuurlijk mooi, maar komt op de tweede plaats (dat is de reden waarom de eerste films en tv-uitzendingen in zwart-wit waren). Tegenwoordig is de noodzaak kleur weer te geven op elektronische displays steeds belangrijker. Sinds de jaren 1920 hebben technici bij ondernemingen als RCA en Philips gewerkt aan een manier om licht en kleur samen over te brengen in één visuele feed. Dat gaf aanleiding tot de „4x2”-matrix, die wordt gebruikt bij chromasampling. Laten we dat nu even uitleggen.

Om u tijd te besparen als u haast hebt: het verschil tussen 4:4:4, 4:2:2, en 4:2:0 is vooral zichtbaar in tekstapplicaties. Dus als u een monitor gebruikt, wilt u ten minste beschikken over 4:2:2. Uiteraard is 4:4:4 altijd beter, zelfs al is dat niet voor alle applicaties haalbaar. Chromasampling heeft bovendien weinig te maken met kleurbitdiepte, zoals in 8-bit of 10-bit. Ze houden alleen oppervlakkig verband met elkaar.

Afbeeldingsgegevens balanceren met connectiviteit

Chromasampling wordt gebruikt door elke onderneming en fabrikant die met displays te maken heeft. Het betekent interpreteren van kleur, of chroma, als het tweede component van een beeld na luma, of licht. De term subsampling geeft de noodzaak aan de bron, oftewel de oorspronkelijke sample, te comprimeren of te reduceren. Een subsample neemt de bron en comprimeert die door de kleurinformatie te reduceren, zodat het beeld geschikt is voor verbindingsstandaards als HDMI, 802.11ac wifi, internetprotocollen en nog veel meer. De reden daarvoor is dat in veel gevallen het origineel gewoon te groot is om het snel genoeg over te dragen. Uw 4K Netflix-streams zijn sterk gecomprimeerd om ervoor te zorgen dat ze 8,3 miljoen pixels en 60 frames per seconde kunnen bevatten. Reduceren van kleurinformatie maakt dat mogelijk, zonder te veel afbreuk te doen aan de beeldkwaliteit. De meeste mensen merken kleurcompressie immers niet eens op.

Er vindt geen luma subsampling plaats, alhoewel dat technisch wel mogelijk is. Reduceren van luma, of lichtgegevens, zou gewoon het hele beeld minder duidelijk maken en de ervaring compleet bederven. Dat zou dus erg weinig zin hebben. Kleur is bij deze afweging de dupe.

Wat houdt „met 4:4:4, 4:2:2 en 4:2:0” in?

De standaardsample bestaat uit twee horizontale rijen van vier pixels boven elkaar. Maar we hebben drie nummers, zoals in 4:X:X. De eerste 4 is constant, want die staat voor licht. Licht wordt altijd compleet gesampled en niet gecomprimeerd. De rij voor licht wordt dus als waar aangenomen en niet weergegeven in de matrix of het raster. De twee duidt kleursampling aan. Het tweede en derde nummer staan dus voor chroma (ogenschijnlijk blauw en rood, wat bij mengen groen oplevert). Als we 4:4:4 gebruiken, wil dat technisch gezien zeggen dat het „waar” is; ongecomprimeerde sampling dus en geen subsampling. Licht krijgt alle vier pixels, terwijl de twee rijen voor kleur elk ook vier afzonderlijke pixels bemonsterd hebben. Dichtere benadering van niet-gecomprimeerde videosignalen is op dit moment niet mogelijk.

Verander dat in 4:2:2 en dat betekent dat elke kleurrij maar twee pixel bemonsterd heeft. De andere vier worden via de sample gedupliceerd door het verwerken van componenten. Bij 4:2:0 hebben maar twee pixels in de bovenste rij een kleursample. De resterende zes kopiëren ze. De onderste rij heeft geen eigen pixels, nul dus. Sampling van minder pixels betekent minder informatie doorgeven aan apparaten en dus een snellere en meer efficiënte verbinding.

Dit wordt ook wel YUV, YCbCr of YPbPr genoemd. YUV is praktisch gelijk aan 4:2:0 en wordt vanwege de geringe eisen aan de bandbreedte ondersteund door de meeste gameconsoles en grafische kaarten voor pc's. 

Een 4:2:0-feed vraagt maar de helft van de informatie of bandbreedte in vergelijking met 4:4:4. Zo heeft Netflix, of de 4K HDR Prime Video-show waar u naar aan het kijken bent, ongeveer 15-16 Mbps feitelijke internetbandbreedte nodig. Voor dezelfde content in 4:4:4 zou 30 Mbps bandbreedte nodig zijn en dat is nogal wat voor streamingservices en internetproviders. Door 4:2:0 te gebruiken, kunnen Netflix en anderen aangeven dat een 25 Mbps-verbinding voldoende is voor een abonnement. Overgaan naar 4:4:4 zou voor de zekerheid ten minste 50 Mbps betekenen. 

Is er verschil in de manier waarop de kijker het ziet?

Zoals we in het bovenstaande aangaven, komt het verschil naar voren bij alles waarvoor veel kleine tekst nodig is. Dat is de reden waarom pc's standaard gebruik maken van full RGB, dat 4:4:4 gebruikt als nominale samplingtechniek. Zelfs 4:2:2 maakt dat kleine letters er vlekkerig uitzien en 4:2:0 heeft een zichtbaar ghosting- en regenboogeffect rond de tekst. Dit is belangrijk als u een tv kiest als pc-monitor. Zorg ervoor dat de tv en het besturingssysteem van uw pc of de driver van uw grafische kaart allemaal 4:4:4 ondersteunen. U kunt erop vertrouwen dat alle BenQ-monitors ondersteuning voor 4:4:4-sampling hebben. 

Is chromasampling dus belangrijk?

Ja. Maar omdat sampling nogal wat vraagt van de verwerkingscapaciteit, is de bandbreedte voor connectiviteit de voornaamste overweging van fabrikanten en contentproviders. Elk verkrijgbaar display zal dus werken met alle belangrijke sampling- en subsamplingmethodes. De core hardware en het design van het display zijn ook van belang. In dit geval zijn de kleurbitdiepte, maximale helderheid en kleurkalibratie van de verschillende monitors/displays factoren waar u beslist rekening mee moet houden.

We zijn blij te kunnen zeggen dat BenQ overal voor heeft gezorgd. 

TOP