Kontrast ve vizuálním vnímání je rozdíl ve vzhledu dvou nebo více částí pole viděných současně nebo postupně (odtud: jas kontrast, světlost kontrast, barevný kontrast, simultánní kontrast, postupný kontrast, atd.).
Kontrast ve fyzice je veličina, která má korelovat s vnímaným kontrastem jasu, obvykle definovaným jedním z několika vzorců (viz níže), které zahrnují např. svítivost uvažovaných podnětů, například: ΔL/L blízko prahu svítivosti (známý jako Weberův kontrast ), nebo LH/LL pro mnohem vyšší svítivost .
Kontrast může být také způsoben odlišnostmi barevnosti specifikovanými kolorimetrickými charakteristikami (např. barevný rozdíl ΔE CIE 1976 UCS).
Vizuální informace jsou vždy obsaženy v nějakém druhu vizuálního kontrastu, kontrast je tedy základním výkonovým rysem elektronických vizuálních displejů.
Kontrast elektronických vizuálních displejů závisí na elektrickém pohonu (analogový nebo digitální vstupní signál), na okolním osvětlení a na směru pozorování (tj. směru pozorování).
V oblasti elektronických vizuálních displejů lze rozlišit následující formy kontrastu:
„Kontrast jasu“ je poměr mezi vyšším jasem, LH, a nižším jasem, LL, který definuje vlastnost, která má být detekována. Tento poměr, často nazývaný kontrastní poměr, CR, (ve skutečnosti je to poměr jasu), se často používá pro vysoké svítivosti a pro specifikaci kontrastu elektronických zobrazovacích zařízení. Světelný kontrast (poměr), CR, je bezrozměrné číslo, často indikované přidáním „:1“ k hodnotě kvocientu (např. CR = 900:1).
„Kontrastní poměr“ CR = 1 znamená žádný kontrast.
Kontrast lze také specifikovat kontrastní modulací (nebo Michelsonovým kontrastem), CM, definovanou jako:
CM = 0 znamená žádný kontrast.
Další definice kontrastu, která se někdy vyskytuje v poli elektronických displejů, K, je:
K = 0 znamená žádný kontrast, maximální možný kontrast, Kmax se rovná jedna.
Dvě části zorného pole mohou mít stejnou svítivost, ale jejich barva (chromatičnost) je odlišná. Takový barevný kontrast lze popsat vzdáleností ve vhodném systému chromatičnosti (např. CIE 1976 UCS, CIELAB, CIELUV).
Metrikou pro barevný kontrast často používanou v poli elektronických displejů je barevný rozdíl ΔE*uv nebo ΔE*ab.
Během měření hodnot jasu použitých pro vyhodnocení kontrastu je aktivní oblast obrazovky displeje často zcela nastavena na jeden z optických stavů, pro které má být kontrast stanoven, např. zcela bílá (R=G=B=100%) a zcela černá (R=G=B=0%) a jas se měří jeden po druhém (časový sled).
Tento způsob postupu je vhodný pouze tehdy, pokud zobrazovací zařízení nevykazuje zatěžovací účinky, což znamená, že svítivost zkušebního obrazce se mění s velikostí zkušebního obrazce. Takové zatěžovací účinky lze nalézt v CRT-displejích a v PDP. Malý zkušební obrazec (např. 4% okenní obrazec) zobrazený na těchto zařízeních může mít výrazně vyšší svítivost než odpovídající celoobrazovkový obrazec, protože napájecí proud může být omezen speciálními elektronickými obvody.
K vyhodnocení kontrastu mezi nimi lze použít libovolné dva zkušební obrazce, které nejsou zcela identické. Pokud jeden zkušební obrazec zahrnuje zcela světlý stav (plně bílý, R=G=B=100%) a druhý zcela tmavý stav (plně černý, R=G=B=0%), nazývá se výsledný kontrast plně swingovým kontrastem. Tento kontrast je nejvyšším (maximálním) kontrastem, jakého lze na displeji dosáhnout. Pokud není v datovém listu spolu s prohlášením o kontrastu uveden žádný zkušební obrazec, bude s největší pravděpodobností odkazovat na plně swingový kontrast.
Standardní postup pro vyhodnocení kontrastu je následující:
1 aplikovat první zkušební vzorek na elektrické rozhraní zkoušeného displeje a počkat, až se optická odezva ustálí na stabilním ustáleném stavu,
.2 změří se svítivost a/nebo chromatičnost prvního zkušebního vzorku a zaznamená se výsledek,
.3 druhý zkušební vzorek se nanese na elektrické rozhraní zkoušeného displeje a vyčká se, dokud se optická odezva neusadí do stabilního ustáleného stavu,
.4 změří se svítivost a/nebo chromatičnost druhého zkušebního vzorku a zaznamená se výsledek,
5 Výsledný statický kontrast pro oba zkušební obrazce vypočítejte pomocí jedné z výše uvedených metrik (CR, CM nebo K).
Při měření jasu a/nebo chromatičnosti před tím, než se optická odezva ustálí do stabilního ustáleného stavu, byl místo statického kontrastu změřen nějaký přechodný kontrast.
Pokud se obrazový obsah rychle mění, např. během zobrazování videa nebo filmového obsahu, optický stav displeje nemusí kvůli pomalé odezvě dosáhnout zamýšleného stabilního ustáleného stavu, a tak se v porovnání se statickým kontrastem sníží zdánlivý kontrast.
opakovaná impulzní odpověď LCD monitoru
Jedná se o techniku pro rozšíření kontrastu LCD obrazovek.
LCD obrazovky zahrnují podsvícenou jednotku, která trvale vyzařuje světlo, a LCD panel před ní, který moduluje přenos světla s ohledem na intenzitu a chromatičnost. Za účelem zvýšení kontrastu takových LCD obrazovek může být podsvícení (globálně) ztlumeno, pokud je zobrazovaný obraz tmavý (tj. nezahrnuje obrazová data o vysoké intenzitě), zatímco obrazová data jsou číselně korigována a přizpůsobena snížené intenzitě podsvícení. Tímto způsobem lze zlepšit tmavé oblasti v tmavých snímcích a podstatně zvýšit kontrast mezi následnými snímky . Také kontrast v rámci jednoho snímku lze záměrně rozšířit v závislosti na histogramu snímku (některá sporadická zvýraznění na snímku mohou být vystřižena nebo potlačena). Pro zavedení techniky dynamické kontroly kontrastu je vyžadováno poměrně určité digitální zpracování signálu způsobem, který je příjemný pro lidský zrakový systém (např. nesmí být vyvolány žádné efekty blikání).
Kontrast v rámci jednotlivých snímků (simultánní kontrast) může být zvýšen, pokud podsvícení může být lokálně ztlumeno. Toho lze dosáhnout pomocí podsvícených jednotek, které jsou realizovány s poli LED . LCD s vysokým dynamickým rozsahem (HDR) používají tuto techniku k realizaci (statických) hodnot kontrastu v rozsahu CR > 100.000 .
Aby bylo možné měřit co nejvyšší kontrast, nesmí být tmavý stav zkoušeného displeje narušen světlem z okolí, protože i malé přírůstky ΔL ve jmenovateli poměru (LH + ΔL) / (LL + ΔL) mají za následek značné snížení tohoto kvocientu. To je důvod, proč je většina kontrastních poměrů používaných pro reklamní účely měřena v podmínkách tmavé místnosti (osvětlení EDR ≤ 1 lx).
Všechny emisní elektronické displeje (např. CRT, PDP) teoreticky nevyzařují světlo v černém stavu (R=G=B=0%) a tak za podmínek temné komory bez okolního světla odraženého z povrchu displeje do zařízení na měření světla je svítivost černého stavu nulová a tím se kontrast stává nekonečným.
Při použití těchto zobrazovacích obrazovek mimo zcela tmavou místnost, např. v obývacím pokoji (osvětlení ca. 100 lx) nebo v kancelářské situaci (osvětlení minimálně 300 lx) se od plochy displeje odráží okolní světlo, které přispívá k jasu tmavého stavu a tím výrazně snižuje kontrast.
Zcela nová televizní obrazovka realizovaná OLED technologií je specifikována s kontrastním poměrem tmavé místnosti CR = 1.000.000 (jeden milion). V realistické aplikační situaci se 100 lx osvětlením kontrastní poměr klesne na ~350, s 300 lx se sníží na ~120 .
Kontrast, který lze zažít nebo změřit za přítomnosti okolního osvětlení, je shortyl zvaný „ambient contrast“ . Speciálním druhem „ambient contrast“ je kontrast za venkovních světelných podmínek, kdy osvětlení může být velmi intenzivní (až 100.000 lx). Kontrast zjevný za takových podmínek se nazývá „daylight contrast“ .
Vzhledem k tomu, že tmavé plochy displeje jsou vždy poškozeny odraženým světlem, lze rozumné hodnoty „okolního kontrastu“ zachovat pouze tehdy, je-li displej vybaven účinnými opatřeními pro snížení odrazů protireflexními a/nebo antireflexními povlaky.
Je-li zobrazen zkušební obrazec, který obsahuje plochy s různou svítivostí a/nebo chromatičností (např. šachovnicový obrazec), a pozorovatel vidí různé plochy současně, nazývá se zdánlivý kontrast souběžným kontrastem (termín souběžný kontrast je již brán pro odlišný efekt). Kontrastní hodnoty získané ze dvou následně zobrazených celoobrazovkových obrazců se mohou lišit od hodnot hodnocených ze šachovnicového obrazce se stejnými optickými stavy. Tento rozpor může být způsoben neideálními vlastnostmi obrazovky (např. přeslechy, halace atd.) a/nebo problémy s rozptýleným světlem v zařízení na měření světla.
Když se vytvoří kontrast mezi dvěma optickými stavy, které jsou vnímány nebo měřeny jeden po druhém, nazývá se tento kontrast postupným kontrastem. Kontrast mezi dvěma celoobrazovkovými vzory (celoobrazovkový kontrast) je vždy postupným kontrastem.
V závislosti na povaze zkoušeného displeje (přímý pohled nebo projekce) se kontrast vyhodnocuje jako kvocient hodnot jasu (přímý pohled) nebo jako kvocient hodnot osvětlení (projekční zobrazení), pokud jsou vlastnosti projekčního plátna odděleny od vlastností projektoru. V druhém případě se promítá šachovnicový vzor s plně bílými a plně černými obdélníky a osvětlení se měří ve středu obdélníků . Norma ANSI IT7.215-1992 definuje zkušební vzory a místa měření a způsob, jak získat světelný tok z měření osvětlení, nedefinuje však veličinu s názvem „ANSI lumen“.
Jsou-li do měření zahrnuty reflexní vlastnosti projekčního plátna (obvykle v závislosti na směru), musí být pro (množinu) specifických směrů pozorování měřena svítivost odražená od středů obdélníků.
Světelnost, kontrast a chromatičnost LCD obrazovek se obvykle mění podle směru pozorování (tj. směru pozorování). Variaci elektro-optických charakteristik se směrem pozorování lze měřit postupně mechanickým skenováním pozorovacího kužele (gonioskopický přístup) nebo současným měřením na základě konoskopie .