I monitor e TV moderni offrono una vasta gamma di opzioni di visualizzazione, dai modelli economici a quelli di fascia alta. Un segmento notevole all’interno di questi dispositivi include quelli che supportano la tecnologia di miglioramento artificiale del colore, sfruttando la percezione umana per migliorare la qualità dell’immagine. Questi dispositivi utilizzano tecnologie note come FRC (Frame Rate Control) o dithering. Sebbene entrambi i termini siano spesso usati in modo intercambiabile, rappresentano approcci leggermente diversi con lo stesso obiettivo.
Frame Rate Control (FRC) è una tecnologia che aggiunge artificialmente tonalità di colore a un’immagine. Lo fa alterando intenzionalmente il colore di un pixel per creare transizioni più fluide tra le tonalità.
Dithering, invece, introduce rumore nell’immagine, ammorbidendo la tonalità di colore originale per ottenere transizioni simili tra i colori.
Toni di colore trasmessi da schermi con diverse profondità di colore
Comprendere il numero di tonalità e la profondità del colore può essere illustrato utilizzando una matrice a 8 bit come esempio. Nel video, l’immagine originale viene trasmessa in tre colori primari: blu, rosso e verde. Ogni pixel sullo schermo è composto da tre sub-pixel, uno per ogni colore.
Un segnale digitale nel suo formato grezzo può essere rappresentato da 2 bit (acceso o spento) con diversi numeri di blocchi. In uno schermo a 8 bit, un sub-pixel può rappresentare 2^8 colori, equivalenti a 256 tonalità. Dato che vengono utilizzati tre sub-pixel per creare un singolo colore, il numero totale di tonalità possibili è calcolato come segue:
256×256×256 = 16,7 milioni di tonalità.
Ecco una breve panoramica dei monitor e dei TV in base alla loro profondità di colore e qualità dell’immagine:
| Profondità di colore | Colori | Uso | Rilevanza attuale |
|---|---|---|---|
| 6 bit | 0,26 milioni | Monitor più economici, principalmente per lavoro d’ufficio, non adatti per grafica. | I principali produttori non utilizzano questa qualità nei loro prodotti da oltre un decennio. |
| 8 bit | 16,7 milioni | Monitor di fascia media, adatti per lavori grafici, ma non di qualità professionale. | Il 90% dei TV e dei monitor utilizza schermi a 8 bit. Più della metà dei TV è dotata di questo tipo di schermi, inclusi TV LED economici e TV QLED di base. |
| 10 bit | 1,07 miliardi | Monitor di alta qualità, adatti per la modifica di foto e altre attività che richiedono transizioni di colore superiori. | Installati in TV di fascia alta. |
Come funziona il FRC negli schermi
L’occhio umano ha una certa inerzia. Per questo motivo, due immagini che cambiano frequentemente si fondono in una sola. Se guardi una figura che cambia colore da bianco a nero con alta frequenza, sembrerà grigia. È esattamente così che funziona il FRC. Se due colori “adiacenti” cambiano su un pixel ad alta frequenza, l’occhio vedrà un colore intermedio che non è realmente nella palette della matrice.
Se il tuo TV o monitor supporta il FRC, questa tecnologia funziona a livello hardware. A sua volta, esistono diversi algoritmi per creare tonalità di immagine intermedie, che hanno nomi diversi: 8bit+A-FRC, 8bit+FRC classico, 8bit+Hi-FRC.
In generale, alcuni fotogrammi mostrano colori che corrispondono alla palette di una matrice di una certa profondità di bit, ma sostituiscono il colore reale. Ad esempio, nell’immagine sottostante, la transizione da blu scuro a ciano risulta in un cambiamento di colore ovvio e notevole. L’illustrazione seguente mostra schematicamente come funziona un gruppo di pixel consecutivi su uno schermo senza e con FRC, e come gli esseri umani percepiscono il colore.
Fotogramma 1: La transizione è chiaramente visibile perché i colori vengono mostrati come sono: i primi due pixel sono più scuri e i due successivi sono più chiari. Una persona percepisce una transizione di colore distinta.
Fotogramma 2: Il FRC entra in gioco, riorganizzando i colori del secondo e terzo pixel.
Fotogramma 3: Visivamente, una persona percepisce questa riorganizzazione dei pixel come l’apparizione di un colore aggiuntivo che non esiste su uno schermo a 8 bit.
Uno schermo a 8 bit + FRC raggiunge davvero una qualità a 10 bit?
Naturalmente no. Indipendentemente dalla tecnologia impiegata, uno schermo a 8 bit + FRC non mostrerà mai veramente un miliardo di tonalità. Sebbene possa presentare visivamente più tonalità e migliorare la qualità dell’immagine, rimarrà comunque inferiore a un vero schermo a 10 bit.
Nelle condizioni del mondo reale, la percezione delle tonalità dell’immagine è molto individuale. Alcune persone possono percepire 200000 tonalità di verde, altre solo 10000 e alcune possono vederne fino a un milione. Misurare con precisione il numero di tonalità che uno schermo FRC mostra è molto difficile e richiede laboratori specializzati. Inoltre, l’ostacolo insormontabile per determinare correttamente il numero di tonalità è la percezione individuale, che è alla base di tutta la tecnologia FRC.
