On/Off Contrast לעומת Ansi Contrast

[רומן]

בעקבות ויכוח מסוים שהיה לי עם זאב, רציתי להעלות כאן דיון בנושא ישן בעולם ההקרנה.
קודם כל הקדמה:
מה זה קונטרסט (יחס ניגודיות) כבר כולנו יודעים לשנן מתוך שינה - זהו בשפה עממית היחס "בין הלבנים לשחורים".
אינטואיטיבית כולנו יודעים למה מתכוונים כאשר מדובר על "תמונה קונטרסטית", וגם על "תוצאת הלואי" שלה - תמונה "עם עומק", תמונה "תלת מימדית", וכו'.
כידוע, ישנן שתי שיטות מקובלות למדידת הקונטרסט.
On/Off Contrast - מקרינים תמונה מלאה של אות לבן (100IRE) ומודדים את עוצמת ההארה, ואח"כ מקרינים תמונה מלאה של אות שחור (0IRE) ומודדים, ומחלקים את התוצאה הראשונה בשניה.
פשוט.
ב-Ansi Contrast לעומת זאת, מקרינים 16 ריבועים בגודל זהה (4 לאורך ו-4 לגובה) כאשר 8 מהם לבנים ו-8 שחורים לחילופין, בצורה של "לוח שחמט".
מודדים את עוצמת ההארה הממוצעת של הריבועים הלבנים, ואת העוצמה הממוצעת של השחורים, ומחלקים.

ועכשיו השאלה היא איזו שיטת מדידה "נכונה" יותר?
כלומר, איזו שיטה תניב נתונים שילמדו יותר על התוצאות בעולם האמיתי?

אני רוצה להבהיר מראש באופן חד משמעי - אני מדבר על מדידות כאשר המקרנים/מסכים מכוילים בצורה מושלמת ל-D65.
ברור שניתן להמציא נתונים, ולמדוד בצורה מעוותת ולקבל נתונים גבוהים לכאורה.
אבל מכיוון שהשאלה כאן היא איזו שיטת מדידה נכונה יותר, ולא איזה נתון שמפרסם היצרן נכון יותר, אני מתייחס כאמור למצב בו המקרן מכויל כדבעי.


הטענה המרכזית (בעצם היחידה) של תומכי שיטת האנסי קונטרסט, היא שבעולם האמיתי, קרי בסרטים ובסדרות, לא מתקיימים התנאים של מדידת ה-on/off.
אין מצבים של מסך לבן מלא (פרט למקרים קיצוניים ונדירים במיוחד), וגם מצבים של שחור מלא די נדירים, וקורים רק כאשר יש fade to black.
רוב הזמן, התמונה מכילה אלמנטים בהירים, ואלמנטים חשוכים, מעורבבים אלה באלה, ולכן שיטת האנסי שמודדת את הלבן ואת השחור כשהם מופיעים בו זמנית חייבת להיות השיטה הנכונה וההגיונית יותר מבחינת מבחן המציאות, לא?

אני אתקוף את ההנחה הזו בשתי צורות:
דבר ראשון, אני אראה שמבחן התוצאה, בעולם האמיתי, מראה שדוקא ה-on/off חשוב יותר.
אני מודע לכך שזו לא טענה מדעית, והיא שקולה לטענות האודיופילית "אבל שמעתי...",
ובכל זאת אני חושב שיש לה חשיבות.
לאחר מכן, אספק גם הסבר למה נתון ה-on/off contrast הוא חשוב.


לשם המחשת חשיבות ה-on/off cr, ניתן פשוט להתבונן במקרן שהתמונה שלו תמיד נחשבה הכי "קונטרסטית", "בעלת עומק", ו"תלת מימדיות": ה-CRT.
למקרני CRT יש נתוני on/off contrast כמעט דמיוניים עבור המקרינם הדיגיטליים - מעל 10,000:1, וישנם מקרנים המתהדרים בנתונים של מעל 30,000:1.
לעומת זאת, האנסי קונטרסט שלהם נמוך, כמעט מחפיר הייתי אומר.
אם האנסי קונטרסט הוא הנתון היחידי החשוב, ו-on/off לא רלבנטי, כיצד זה מתישב עם התחושה במציאות?
אם נשווה למשל את שני המקרנים הבאים: שארפ 9K, ומקרן CRT של "7 כמו הבארקו BD708
לשארפ יש אנסי קונטרסט טוב יותר (ובהרבה), אבל לבארקו On/off טוב לעין שיעור.
אם תשווה את המקרנים הללו זה לצד זה לא תמצא בן אדם אחד שיאמר שהתמונה בשארפ קונטרסטית יותר.
בטח ובטח בסצנות חשוכות-עד-בינוניות.
לדעתי לפחות זה מלמד של-on/off cr יש חשיבות, ולא מועטה. אפילו היתי אומר שהחשיבות גדולה מאשר לנתון האנסי.

אבל הדגמה טובה עוד יותר היא מקרן ה-HS50 של סוני.
כאשר הצמצם במצב האוטומטי, התמונה נראית קונטרסטית יותר ועמוקה יותר, וטובה יותר באופן כללי, מאשר כשהצמצם במצב קבוע (פתוח או סגור)
ניתן לשאול כל בעל מקרן כזה - כולם יאמרו שבמצב האוטומטי התמונה טובה יותר.
אבל איך זה יכול להיות?
הרי האנסי קונטרסט נשאר קבוע!
ומדידת ה-on/off במצב של DI נראית ממש כרמאות - הרי ברור שהצמצם נפתח כשהמסך לבן, ונסגר כשהמסך חשוך.


נו, אז איך באמת זה קורה?
שילוב של כמה גורמים:

א. האנסי קונטרסט של העין האנושית נמוך למדי. לעומת זאת ה-on/off cr של העין כמעט אינסופי.
נכון שהתרחבות וצמצום האישון איטית במקצת, אבל כאשר מדובר בנתוני הקונטרסט של המקרנים היום (ולא איזה 100,000:1) וכאשר התמונה עוברת מסצנה חשוכה (אבל לא שחור מוחלט) למוארת (אבל לא לבן מוחלט), האישון מתאים את עצמו במהירות מספקת.
אנסי קונטרסט מעבר לזה של העין לא יתרום כמובן מאומה, כי השחורים והלבנים ישארו אותם שחורים ולבנים עבור העין.

ב. ההשפעה של החדר על האנסי קונטרסט פשוט קריטית.
ה-on/off מושפע מה-ambient light (תאורת רקע), כי השחור לא יכול להיות יותר שחור מאשר אותה תאורת רקע.
אבל כשצופים בסרטים, הרוב המוחלט של בעלי המקרנים מחשיכים את החדר לגמרי ממילא.
לעומת זאת, גם כאשר החדר מוחשך לחלוטין, ההחזרים מהקירות, התקרה, וכל משטח אחר פוגעים אנושות באנסי קונטרסט.
אלא אם החדר צבוע כולו בשחור (כולל תקרה, רצפה, והקירות מאחור), האנסי קונטרסט לא יעבור את ה-100:1 במקרה האופטימי.
ולא לשכוח להתלבש בשחור ולשים מסיכת סקי על הפנים...
הרוב המכריע של החדרים מכילים תקרה לבנה, ולפחות חלק מהקירות גם כן, ובאותם חדרים יש פגיעה קריטית באנסי קונטרסט.
לכן גם מקרן עם אנסי קונטרסט פנומנלי לא יבוא במרבית החדרים לידי ביטוי.

ג. כאמור הטענה של תומכי האנסי קונטרסט היא שבמצבים האמיתיים אין מצב של מסך מלא לבן או מסך מלא שחור (כמעט).
אז זהו, שבודאי גם אין מצב של שחור מוחלט (0IRE) ולבן מוחלט (100IRE) בו זמנית על המסך.
ועוד בריבועים זהים בגודלם על פני כל המסך..
למעשה במקרה זה, כאשר ישנה תמונה המורכבת מחלקים בהירים וכהים יחדיו, הקונטרסט שתקבל מושפע גם מהאנסי קונטרסט וגם מה-on/off,
כמו שהמחשבון הזה מראה:
http://home1.gte.net/res18h39/contrast.htm

ניתן לראות שבסצנות חשוכות (אבל רחוקות ממצב של שחור מוחלט), ה-on/off contrast משפיע הרבה יותר מאשר האנסי קונטרסט.
וסצנות חשוכות כאלה הן דבר מאוד שכיח בסרטים רבים.
בנוסף, דוקא בסצנות כאלה מורגש חיסרון בקונטרסט.
התחושה שחסר קונטרסט בסצנות בהירות (wash out) אמנם קיימת לפעמים, אבל זה מצב פחות שכיח.

לכן גם בסצנות מהעולם האמיתי, המכילות קטעים כהים באופן יחסי ובהירים באופן יחסי, ל-on/off contrast יש השפעה על הקונטרסט האמיתי באותה תמונה.

ניתן לקרוא עוד כמה טיעונים בנושא למשל בשרשור הבא מ-AVS:
http://www.avsforum.com/avs-vb/showthre ... ost6149028


לסיכום, אני מקווה שהצלחתי להבהיר מדוע On/Off Contrast חשוב ומשפיע על איכות התמונה.
כמובן שזה לא הפרמטר היחידי החשוב, ישנם עוד רבים, וכמובן שגם אנסי קונטרסט חשוב (עד מגבלות מסוימות. בעיקר אלו של החדר), אבל ביטול מוחלט של ה-on/off הוא פשוט לא נכון.
מן הסתם אין צורך לומר שנתוני הקונטרסט היחידים שיש להתייחס אליהם הם נתונים שנמדדו כאשר המקרן מכויל ל-D65.
ניתן ככלל אצבע גם להתייחס לדגם קודם של אותה חברה על מנת לדעת מהו השיפור באחוזים בקונטרסט (אם למשל לדגם הקודם היה קונטרסט מוצהר של 2000:1 ולחדש 4000:1, ניתן להניח, אם כי גם זה לא בטוח, שלדגם החדש יש קונטרסט אמיתי גבוה יותר בצורה משמעותית מאשר לקודם)

[zeev]

ועל זה היה אומר מרטין "פרט, הרחב, הוסף דיאגרמות והפוך למאמר".
מעבר לכך, אני מכיר את הטיעונים לשני הצדדים, ולכן לא שולל את טענותיך, זהו נושא שניתן להרחיב עליו לא מעט לשני הצדדים כמו שנעשה בפורומים אחרים בעולם. אנחנו פה כדי ללמד וללמוד, כל דיון ענייני מוסיף לכולנו.

[רומן]

זאב,
במקור כתבת ש"on/off לא ממש מעניין".
אני ניסיתי להבהיר למה הנתון הזה כן חשוב.
כמו שכתבת אנחנו כאן כדי ללמד וללמוד, ולכן אשמח מאוד אם תביא את הטיעונים שמראים שהמדידה הזו לא חשובה ולא מעניינת.
גם כי חשוב שהאנשים כאן יקראו את טיעוני שני הצדדים (ויחליטו לבד) וגם כי יתכן ואלמד משהו חדש.
(עד היום כל הטיעונים ששמעתי כנגד מדידת ה-on/off היו מאוד מאוד לא משכנעים לדעתי)

[moco]

רומן,
אני תומך בדעתך ואף באופן קיצוני.
יש שני היבטים שהתיחסת אליהם אך ניתנים לחידוד נוסף.
1) מבחינה מעשית, אצל הרוב הגדול של האנשים, זה לא רק שהאנסי מושפע מהסביבה, אלא ההשפעה של הקירות מגמדת כל נתון אינטרינזי של המקרן עצמו. האנסי של המקרן (הנמדד בחדר שחור) בטל בשישים.
2) בעינין הקונטרסט של העין. המוח מפצה על כך כפי שהוא עושה בכל האשליות האופטיות הפופולריות. אם יש לך תמונה מעורבת בהיר וכהה, הכהה יראה לך הרבה יותר כהה מאשר מכשיר מדידה ימדוד. במילים אחרות, לא דרוש כלל אנסי גבוה כי העיבוד במוח שלנו עושה את העבודה.

[oferlaor]

זאב,

לדעתי במקרה הזה לא צריך לפרט יותר - רומן עשה את מלוא העבודה ועכשיו אפשר רק לקרוא בהנאה

רומן,

דעתי היא שחייבים לתת את שני המספרים - טווח דינמי נכנס כבר כמעט בכל הטכנולוגיות. במסכים דקים LCD יש תאורת רקע דינמית (שוות ערך לצמצם במקרנים) כך שבעצם גם כאן אין CONTRAST RATIO אחד אלא שניים. לא בדקתי, אבל בגלל IMAGE RETENTION צריך להיות אפקט זהה גם בפלאזמה. ב-SED ברור שזה יהיה כך. מערכות DI נכנסות ב- LCOS/SXRD - כך שבעצם כל טכנולוגיה כבר זקוקה לשני המספרים.

שניהם חשובים מאוד - זה הפרמטר הכי חשוב (אולי בשילוב עם ANSI LUMENS).

אבל אני לא חושב שיש לנו תמיד יכולת למדוד אותו באופן אמין בבית. עיקר הבעיה היא לא עם מצב התאורה המקסימלי אלא במצב החשוך - בדיוק כפי שציינת אין מצב אמין שאפשר למדוד את החושך כראוי בתנאים שמחוץ למעבדה.

לכן, מספרים כאלה אין להם משמעות למדידה בבית - או שצריך להקים מעבדה בכדי למדוד אותם או שצריך להתייחס למספרים שהיצרן מספק (עם מספיק גרגרי מלח בצד, כמובן).

[doron_amedey]

כתבה ודיון מעולה, לדעתי יכול היה להיות כתבה מצויינת.
אני בדיעה עם רומן באופן אישי, וגם מצפיה בהמון מקרנים (לצרי רק 1 מהם היה CRT ).

[moco]

מה שמסקרן אותי זה בשביל מה האנסי בכל זאת טוב, אני מניח שלא הצליאו אותו סתם.
האם ייתכן שהוא הומצא עבור טכנולוגיות אחרות ורק השאילו אותו (אולי בטעות) לעולם המקרנים הקדמיים?
נראה לי למשל שעל מסך טלויזיה קטנה ורגילה (והנצפית באור רקע מלא) לon/off אין כל כך משמעות ואולי שם הANSI מבטא משהו נראה לעין.

[oferlaor]

moco,

ברור שהוא חשוב, במיוחד במדינתנו הקטנה שבה גם בסצינות חשוכות יש תרגום לבן בוהק...

המספר הזה נותן לך אומדן טוב במיוחד כאשר יש לך את שני המספרים יחדיו - מכיוון שזה מראה לך עד כמה דינמית התמונה.

מקרן (או מסך) בעל ON-OFF CONTRAST גבוה במיוחד ו-ANSI CONTRAST נמוך במיוחד יצביע על כך שהקונטרסט מיוצר בעיקר על ידי הצמצם (או התאורה האחורית) ולא על ידי הפאנל.