Dny, kdy pro definici rozlišení u LCD televizorů stačilo znát počet pixelů v řádku a počet řádků, jsou dost možná u konce. Na trhu se totiž objevují takzvané 4K RGBW LCD panely, které podle dosud běžně užívaných měřítek 4K rozlišení nemají, ačkoli jej podle výrobce a jiných měřítek mají.
RGBW panely se nyní objevují i v televizorech na českém trhu, najdete je zejména v nižších řadách 4K/UHD televizorů společnosti LG. S dotazem na přítomnost RGBW panelů jsme se obrátili i na zástupce společností Panasonic, Philips, Samsung a Sony a odpověď byla jednotná: v žádném v současnosti na českém trhu prodávaném modelu těchto značek se RGBW panely nenacházejí.
Ačkoli může nesrovnalost kolem rozlišení na první pohled působit jako podvod ve snaze ušetřit, jednoduché vysvětlení v tomto případě není správné.
RGB struktura a rozlišení jako počet pixelů
Začněme od začátku. Obraz na klasickém LCD televizoru je tvořen takzvanými obrazovými body, takzvanými pixely. Pixel je (podle standardu IDMS, volně citováno) definován jako nejmenší jednotka obrazu schopná vytvořit plné spektrum barev a jasu. Jeden pixel je tak složen ze tří subpixelů základních barev (R = červená, G = zelená, B = modrá). Na základě poměru jasu jednotlivých barev lze vytvořit jakoukoli barvu ze spektra.
Míchání základních barev je základem tvorby obrazu i u LCD televizorů. Bílý subpixel „W“ do této koncepce nezapadá.
V případě UHD televizoru je obraz složen z 2 160 řádků a na každém řádku je 3 840 obrazových bodů. Jinými slovy: UHD obrazovka obraz vykresluje pomocí 8,3 milionu obrazových bodů, tedy 24,9 milionu subpixelů.
Pokud se na obrazovku podíváte lupou, přestanete vidět celistvý obraz, ale spatříte strukturu jednotlivých subpixelů. Vypadá to zpravidla takto:
Jednotlivé RGB subpixely LCD 4K/UHD panelu. (Foto části 55" LED LCD panelu televizoru Samsung řady 6 pomocí telefonu LG G4 - skrze externí optickou soustavu).
Na obrázku vidíte výřez zhruba 19 × 13 pixelů, každá trojice subpixelů tvoří jeden obrazový bod. Je to jednoduchá pravidelná RGB struktura, u které dává informace rozlišení v podobě počtu pixelů smysl - zejména pro vzájemné srovnání s jinými rozlišeními (např. plné HD rozlišení 1 920 × 1 080 pixelů).
Tento přístup však začne haprovat ve chvíli, kdy obrazovka nemá klasickou RGB strukturu subpixelů, ale RGBW, kde W = bílá. Vypadá to zpravidla takto:
Jednotlivé RGBW subpixely LCD „4K“ panelu. (Foto části 55" LED LCD panelu televizoru LG řady 6 pomocí telefonu LG G4 - skrze externí optickou soustavu).
Aktuálně tuto strukturu nejčastěji naleznete v nižších řadách UHD televizorů LG. Podle výrobce je přidání bílého subpixelu způsob, jak dosáhnout vyššího jasu i u levnějších panelů. Jinými slovy: i levnější LCD panely budou schopné zobrazit HDR signál, tedy obraz s vysokým dynamickým rozsahem jasu.
Velikost subpixelů je u RGBW panelu stejná, jako u RGB panelu. Na stejné úhlopříčce je tedy stejných 24,9 milionu subpixelů. Podle některých interpretací má tak RGBW panel o 25 % menší rozlišení, protože každý čtvrtý subpixel nepatří do pojetí pixelu jako „nejmenší jednotky schopné vytvořit jakoukoli barvu ze spektra“.
Touto optikou by měl RGBW panel rozlišení pouze 2 880 × 2 160 pixelů (plus 960 bílých subpixelů), tedy jen 3K. Pokud bychom se snažili o dosažení 3 840 pixelů na řádku, místo opakující se řady pixelů RGB bychom dostali opakující se řadu RGB - WRG - BWR - GBW pixelů, přičemž tři ze čtyř by nedokázaly zobrazit plné barevné spektrum, a tak by technicky nebyly pixely.
Pojetí rozlišení nemůže být zredukováno jen na počet bodů
Asi s nejjednodušším vyjádřením přišel Stuart Savage, ředitel vývojového oddělení LG: „Rozlišením má být to, co lidské oko vidí, ne způsob, jak toho bylo dosaženo. Lidské oko nevnímá obraz jako soustavu bodů, a proto se tak k tvorbě obrazu a definici rozlišení nemusíme stavět. Pro vnímání rozlišení lidským okem je důležitý vizuálně oddělitelný počet bílých a černých linií, které televizor dokáže v horizontálním a vertikálním směru zobrazit.“
Nutno podotknout, že s alternativním výkladem rozlišení (tj. nikoli jen počtem pixelů) počítají i nové revize příslušných norem.
Abychom se konečně dopočítali, proč je RGBW panel označovaný jako 4K (a jeho rozlišení udáváno číslem 3 840 × 2 160), trochu předběhneme: U RGBW panelu spolu jednotlivé pixely vzájemně sdílejí své krajní subpixely. Jinak řečeno, každý čtvrtý subpixel je sdílený mezi dvěma pixely.
Rozdíl ve strukturách subpixelů/pixelů u RGB a RGBW panelů.
Přepracované je samozřejmě řízení zobrazovače, obraz již nevzniká jako 1:1 zobrazení RGB signálu, ale musí se přepočítat pro zobrazení touto (zatím spíše nestandardní) pixelovou strukturou.
Přestávka: Trocha hodně zjednodušené teorie
Celý tento konstrukt vychází z jedné zajímavé vlastnosti lidského oka: je citlivé na změnu jasu, mnohem méně pak na změnu barvy. Jinými slovy, pro oko je mnohem důležitější rozlišení „černobílé“ složky obrazu a je méně citlivé na rozlišení barevné.
Tento princip provází televizní techniku od počátků práce s barevným obrazem. Obraz je v analogové podobě tvořen dvěma složkami: luma (jas) a chroma (barva).
Příkladem rozdílné důležitosti těchto složek může být již systém VHS, který (v normě PAL) používal rozlišení 576 × 335 pro jas, a 240 × 40 pro barvu (rozlišení se neudávalo v pixelech, ale počtem bodů v obrazové řádce a počtu těchto řádek). Pokud by bylo barevné rozlišení stejné jako jasové, musela by být vyšší rychlost pásku, a tedy ve výsledku kratší nahrávací čas.
Videosignál se skládá z jasové (luma) a barevné (chroma) složky. To platí televizního pravěku po MPEG4 stream ve 4K.
A stejné je to při digitalizaci analogového obrazového signálu. Jasová složka (Y) je samplována v nejvyšším rozlišením, přičemž barevné složky (Cb = rozdílový modrý signál, Cr = rozdílový červený signál) jsou vzorkovány s rozlišením nižším. Nejčastěji se vzorkuje systémem 4:2:2 (plné vertikální, poloviční horizontální barevné rozlišení), nebo 4:2:0 (poloviční vertikální i horizontální barevné rozlišení). Tím se se ušetří datová náročnost s, díky výše zmíněné vlastnosti oka jen s malým vlivem na výslednou obrazovou kvalitu.
Pro doplnění, 4:2:2 používají profi systémy jako XD CAM nebo Digital Betacam, 4:2:0 pak komerční jako DVD, Blu-ray, DVB-T a většina MPEG2 / MPEG4 kodeků. Plné vzorkování 4:4:4 pak využívá špičkový profi formát HDCAM SR, v domácích podmínkách se používá jen pro přenos z počítače na zobrazovač, kde se již s šířkou pásma nemusí šetřit.
Černobílé rozlišení RGBW
RGBW tedy vychází z toho, že pro lidské oko je důležitější rozlišení jasové složky, které lze na obrazovce vytvořit, a zároveň že více než schopnost plného barevného rozlišení oko ocení vyšší maximální jas obrazu. Podle Stuarta Savage z LG je RGBW struktura displeje řešením, jak nabídnout pro oko atraktivnější obraz bez navýšení ceny televizoru.
Vše v textu se týká pouze LCD televizorů. V případě RGBW OLED zobrazovačů je struktura pixelů odlišná a zmíněné vlivy na obraz nemá.
Ale jako vždy je to „něco za něco“. Pokud totiž na RGBW displeji zobrazíme testovací obrazce, je patrné, že při zobrazení k chybám dochází - lineární diagonální a kruhové čáry nejsou zobrazeny tak spojitě jako u RGB panelu. Při sledování běžného obrazu je téměř nemožné si rozdílu všimnout (v tomto tvrzení vycházím z vlastního pozorování i reakcí kolegů novinářů).
Pokud ale chcete na televizoru zobrazovat například technické výkresy, používat jej jako PC monitor, nebo na něm hrát „závodně“ hry, pak není RGBW vhodnou volbou. Proto také LG nebude podle slov Stuarta Savage RGBW strukturu displejů používat u počítačových monitorů.
V souvislosti s RGBW panely se hovoří o určitých barevných odchylkách, podle zástupců LG mají být schopné vykreslit DCI-P3 barevný prostor. Na reprodukci barev se podíváme při recenzi konkrétního modelu.
Závěr
Období, kdy bylo možné jednoduchým číslem, tedy fyzickým rozlišením displeje, vyjádřit jeho skutečné rozlišení ve smyslu vnímání lidským okem, je možná u konce. Nejde jen o zde představenou RGBW strukturu, ale mnoho dalších variant uspořádání subpixelů, které jsou ve hře. Je jen otázkou, jakým způsobem je budou výrobci marketingově komunikovat, aby se v tom zákazník vyznal.
LG televizory s RGBW panely nijak označovat nebude, protože, opět slovy Stuarta Savage: „Zákazníka také nezajímá, jakým způsobem jeho vůz dosáhne rychlosti 75 mil za hodinu, ale že se tak stane.“ Ačkoli se s tímto přístupem nemohu ztotožnit (zákazník podle mne má vědět, co si kupuje), je faktem, že naprostá většina zákazníků při běžném použití negativní vliv RGBW panelu na technickou přesnost kresby televizoru nepozná a nemusí to řešit. Naopak dostane za stejnou cenu displej s vyšším jasovým rozsahem.
