Bildanslutningar del 1 – Pixelklockan

Bildanslutningar del 1 – Pixelklockan

Vad krävs egentligen för att driva en skärm? DVI, HDMI och Displayport är självklarheter men specifikationer säger sällan allt. SweClockers guidar bland pixelklockor och videosignaler.

YCbCr-format och chroma subsampling

Chroma subsampling bygger på hur våra ögon fungerar med tappar och stavar. Vi ser inte detaljer i färg och detta utnyttjas flitigt inom videoteknik för att spara på bandbredden. Detaljinformationen ligger i Luma (Y) och färginformationen, Chroma (Cb och Cr) kan reduceras med vad som blir en liten till försumbar kvalitetsförlust. I stort sett all video vi konsumerar som slutprodukt, Youtube, DVD, Blu-ray, digital-TV och så vidare är 4:2:0-subsamplat och därmed kraftigt reducerad färginformation.

Subsampling

Effekt

Bandbredd

4:4:4

Full färgbandbredd

1x

4:2:2

Halverad färgbandbredd

0,67×

4:2:0

1/4-dels färgbandbredd

0,5×

Detta gäller dock inte datorgrafik som har andra förutsättningar. Windows använder så kallad subpixelrendering för att skapa mjukare och behagligare intryck av text, vilket påverkar hur bilden ser ut när vi använder en subsamplad signal.

Klicka för mer information

Överkurs: konvertering mellan RGB och YCbCr

RGB- och YCbCr-signaler har lite olika förutsättningar men ska i rätt sammanhang resultera i identiskt resultat eller åtminstone så identiskt det kan bli. Utan att bli allt för teknisk på djupet sker en omvandling mellan RGB och YCbCr-färgrymd åt båda hållen med intakt innehåll baserat på att man kodar om signalen baserat på förutsättningar för den färgrymd och den EOTF/gamma som används. Till exempel ITU Rec.709 där Y' (luminans justerad för EOTF) är:

Y' = 0,2126R + 0,7152G + 0,0722B

Följande Wikipedia-sida är lite rörig men har mer matematik och förklaringar runt färgrymden och konvertering mellan olika format.

Visa mer

4:2:2-subsampling betyder att den horisontella upplösningen i bilden är halverad horisontellt och färginformationen interpoleras fram från närliggande pixlar. Vid 4:2:0-subsampling är färginformationen halverad både vertikal och horisontellt, alltså en fjärdedel av den ursprungliga informationen.

effekt_text_digital_rgb.png

Text i Windows supixelrenderas med färger. Detta leder till en smetighet när färginformationen först reduceras och sedan interpoleras.

För att komprimera ihop signalen till något som kan sändas som YCbCr 4:2:2 över Displayport-kabeln måste grafikkortet först halvera färgupplösningen genom att räkna samman intilliggande pixlars färginformation.

När denna signal sedan når skärmen interpoleras de hopräknade pixlarna fram igen med effekt att texten blir färgsmetig. Detta påverkas av Cleartype-funktionen. Att stänga av Cleartype avstängt löser inte problemet på något sätt, utan gör bara att det uppenbarar sig annorlunda.

asus_pg27uq_subsamplat_422.jpg

Foto från skärmen på hur 4:2:2-subsampling påverkar textens uteseende.

asus_pg27uq_subsamplat_rgb.jpg

Foto vid RGB-signal. YCbCr 4:4:4 lämnar också texten intakt.

Lustigt nog försvinner så mycket av färginformationen i subpixelrenderingen i textningen vid 4:2:0-subsampling att det inte blir lika synligt. Text blir lite suddigare men smetar inte i färg. Dock kan väldigt få datorskärmar köra en 4:2:0-subsamplad bild.

Effekten av 4:2:0-subsampling har dock tydligt negativ effekt på grafik, särskilt kontrastrika områden kan upplevas pixeliserade. Även den 4:2:2-subsampling vi ser kan påverka spelgrafik en aning med just lite smetningar. Men det är inte nödvändigtvis ett tydligt problem som med texten i Windows.

Olika nivåomfång YCbCr och RGB

RGB-signal för en dator arbetar med ett nivåomfång om 0–255 vid 8-bitars ordlängd. 0 för svart och 255 för vitt. Vilket också kallas ”full range”. För videosammanhang, där YCbCr i första hand är tänkt att verka, är omfånget istället 16–235 för referensnivåer för svart och vitt. Detta har en betydande skillnad för hur bilden kan komma att återges. Växlar du över till YCbCr-signal kan du därför behöva kontrollera inställningar i skärmen. Följande artikel går på djupet om denna skillnad och hur du ankrar nivåer för svart och vitt på rätt sätt:
Bildguiden: Svart och vitt på rätt plats

Kommentarer till artikeln

82 debattinlägg

Skicka en rättelse
7

En tillbakablick på Intel Core i7-920 – arkitekturen Nehalem fyller tio år

För tio år sedan sjösatte Intel arkitekturen Nehalem och de första Core i7-processorerna. David Kvist tar en promenad längs med minnenas boulevard för en tillbakablick på Core i7-920. Läs mer

121

Test: Ray tracing i Battlefield V med Nvidia RTX-serien

Strålspårning, strålföljning, ray tracing eller hur du nu vill kalla det. Redaktionen laddar testriggarna med fler grafikkort och testar nya tekniken i Battlefield V. Läs mer

25

FZ testar Battlefield V – actionskjutare som inte tar ut svängarna

FZ testar Battlefield V och imponeras av flera aspekter som fokuset på lagspel och det storslagna spelläget Grand Operations. Däremot faller kampanjen och nytänket kort. Läs mer

67

Quiz: Doge, Nyan Cat och andra memes

Temat för veckans quiz på SweClockers är något utöver det vanliga, då siktet ställs in på memes av olika slag. Läs mer

28

SK Hynix avtäcker första primärminnet enligt DDR5-standarden

Nästa år väntas standarden för DDR5 spikas av JEDEC, och nu meddelar SK Hynix att de ta tagit fram de första kretsarna som lever upp till denna. Läs mer

7

Insomniac Games släpper Sunset Overdrive till PC/Windows

Fyra år efter lanseringen till Xbox One släpps nu Sunset Overdrive till PC/Windows. I titeln vankas det actionäventyr med horder av fiender och ett intensivt stridssystem. Läs mer

18

Nvidia presenterar kvartalsrapport – datacenter växer med 58 procent

Nvidia presenterar sin kvartalsrapport för årets tredje kvartal, vilken visar på både ökade intäkter och förbättrade marginaler. Framförallt datacenter ser en stor tillväxt på 58 procent. Läs mer

128

Nvidia bekräftar tillverkningsproblem för Geforce RTX 2080 Ti

Varken drivrutiner eller GDDR6-minnet ska ha legat bakom stabilitetsproblemen för Geforce RTX 2080 Ti. Nvidia meddelar istället att felet låg hos bristfälliga kretskort. Läs mer

145

Inför Black Friday – SweClockers guide till TV-utbudet 2018

Greppa skillnaden mellan OLED och LCD och hur tillverkarna betecknar sina modeller. SweClockers kartlägger marknadens TV-modeller inför reasäsongen 2018. Läs mer

6

Finalister vidare till Dreamhack Winter 2018 för Casemod Championship

Sju proffsmoddare av rang går vidare till finalen i Casemod Championship, som äger rum den 2 december under Dreamhack Winter 2018 på Main Stage. Läs mer

97

Test: XFX Radeon RX 590 Fatboy – Polaris på 12 nanometer

AMD laddar om i mellanklassen genom uppdaterade grafikprocessorn Radeon RX 590. På menyn finns bland annat förfinad tillverkning och uppskruvade klockfrekvenser. Läs mer

120

Ubisoft: "Lootlådor är inget dåligt – så länge de görs på rätt sätt"

Lootlådor och mikrotransaktioner har återigen hamnat på tapeten, men enligt Ubisoft kan de vara något positivt om de görs på rätt sätt. Läs mer