نسبة التباين

نسبة التباين ( CR ) هي خاصية لنظام العرض، وتُعرَّف بأنها نسبة سطوع أفتح درجة لون (الأبيض) إلى سطوع أغمق درجة لون (الأسود) التي يستطيع النظام إنتاجها. تُعدّ نسبة التباين العالية ميزة مرغوبة في أي شاشة عرض، وهي تشبه النطاق الديناميكي .

عادةً ما يتم قياس نسبة التباين على النحو التالي:

${\displaystyle CR=bright/dark}$

أو كما في تباين ويبر:

${\displaystyle CR_{W}=(bright-dark)/dark}$

أو كما في مقارنة ميكلسون:

${\displaystyle CR_{M}=(bright-dark)/(bright+dark)}$

لا توجد طريقة رسمية موحدة لقياس نسبة التباين لنظام أو أجزائه، كما لا يوجد معيار لتعريف "نسبة التباين" معتمد من أي منظمة معايير، لذا فإن التقييمات التي يقدمها مختلف مصنعي أجهزة العرض ليست بالضرورة قابلة للمقارنة نظرًا لاختلاف طرق القياس والتشغيل والمتغيرات غير المعلنة. ^{[ 1 ]} لطالما فضّل المصنعون طرق القياس التي تعزل الجهاز عن النظام، بينما أخذ المصممون الآخرون تأثير الغرفة في الحسبان. الغرفة المثالية تمتص كل الضوء المنعكس من شاشة العرض أو المنبعث من أنبوب أشعة الكاثود ، ويكون الضوء الوحيد المرئي في الغرفة صادرًا من جهاز العرض. في مثل هذه الغرفة، تكون نسبة تباين الصورة مساوية لنسبة تباين الجهاز . أما الغرف الحقيقية فتعكس جزءًا من الضوء إلى الصورة المعروضة، مما يقلل من نسبة التباين الظاهرة فيها.

نسبة التباين الثابتة (أو نسبة التباين المتزامنة ) هي نسبة الإضاءة التي تقارن بين أفتح وأغمق درجة لونية يمكن للنظام إنتاجها في أي لحظة زمنية، ويتم قياسها عادةً باستخدام نمط رقعة الشطرنج ANSI. أما نسبة التباين الديناميكية (أو نسبة التباين المتتابعة ) فهي نسبة الإضاءة التي تقارن بين أفتح وأغمق درجة لونية يمكن للنظام إنتاجها بمرور الوقت (أو في إطار واحد وإطار متتابع آخر)، ويتم قياسها عادةً باستخدام طريقة التشغيل/الإيقاف الكامل. إن الانتقال من نظام يعرض صورة ثابتة لا تتحرك إلى نظام يعرض صورة ديناميكية متغيرة يُعقّد تعريف نسبة التباين قليلاً، وذلك بسبب الحاجة إلى مراعاة البُعد الزمني الإضافي لعملية القياس.

تُفضّل العديد من أجهزة العرض استخدام طريقة القياس بالتشغيل الكامل/الإيقاف الكامل ، لأنها تُلغي تأثير الغرفة وتُنتج نسبة مثالية. تنعكس كميات متساوية من الضوء من الشاشة إلى الغرفة وبالعكس في كلٍّ من قياسات "الأسود" و"الأبيض"، طالما بقيت الغرفة ثابتة. سيؤدي هذا إلى زيادة مستويات الإضاءة في كلا القياسين بشكل متناسب، دون التأثير على نسبة سطوع الأسود إلى الأبيض.

وصل الأمر ببعض المصنّعين إلى استخدام معايير مختلفة للجهاز في الاختبارات الثلاثة، مما زاد من تضخيم نسبة التباين المحسوبة. في أجهزة عرض DLP ، تتمثل إحدى طرق القيام بذلك في تفعيل القطاع الشفاف لعجلة مرشح الألوان في الجزء "المُشغّل" وتعطيله في الجزء "المُطفأ" ^{[ 2 ].} هذه الممارسة مشكوك فيها، إذ يستحيل إعادة إنتاج نسب التباين هذه مع أي محتوى صورة مفيد.

يُعدّ تباين ANSI مقياسًا آخر ، حيث يُجرى القياس باستخدام صورة اختبارية بنمط رقعة الشطرنج، ويتم قياس قيم سطوع اللونين الأسود والأبيض في آنٍ واحد. ^{[ 3 ]} يُعتبر هذا المقياس أكثر واقعية لقدرة النظام، ولكنه قد يتضمن تأثيرات الغرفة في القياس، إذا لم يُجرَ الاختبار في غرفة مثالية.

من المفيد ملاحظة أن طريقة التشغيل الكامل/الإيقاف الكامل تقيس بشكل فعال نسبة التباين الديناميكي للشاشة، بينما يقيس تباين ANSI نسبة التباين الثابتة.

تدعم بعض شاشات LCD ذات الإضاءة الخلفية بتقنية LED تقنية تُسمى التباين الديناميكي (DC)، وتُعرف أيضًا بنسبة التباين المتقدمة (ACR) ونسبة التباين الذكية (SCR) ^{[ 5 ]} ، وغيرها من التسميات. عند الحاجة لعرض صورة داكنة، تقوم الشاشة التي تدعم التباين الديناميكي بتقليل شدة الإضاءة الخلفية (أو تضييق فتحة عدسة جهاز العرض باستخدام قزحية)، مع زيادة الإضاءة المنقولة عبر لوحة LCD بشكل متناسب ؛ مما يُتيح الاستفادة من نسبة التباين الثابتة للوحة LCD في المشاهد المظلمة عند مشاهدة الصورة في غرفة مظلمة. أما العيب فهو أنه إذا احتوى المشهد المظلم على مناطق صغيرة ذات إضاءة ساطعة للغاية، فستكون الصورة الناتجة مُفرطة الإضاءة.

يكمن سر العرض في تحديد مقدار الإضاءة التي قد تختفي بشكل غير ملحوظ في صورة معينة في ظل ظروف الإضاءة المحيطة المحددة.

يشير مصطلح السطوع، كما هو شائع في مواد التسويق، إلى شدة الإضاءة المنبعثة من الشاشة، والتي تُقاس بوحدة الكانديلا لكل متر مربع (cd/m² ⁾ . كلما زاد الرقم، زادت سطوع الشاشة.

من الشائع أيضًا تسويق نسبة التباين الديناميكي للشاشة فقط (مع أنها أفضل من نسبة التباين الثابت نظريًا فقط)، والتي لا ينبغي مقارنتها مباشرةً بنسبة التباين الثابت. فشاشة البلازما ذات نسبة التباين الثابت 4,000,000:1 ستُظهر تباينًا أفضل من شاشة LCD (بإضاءة خلفية LED أو CCFL ) ذات نسبة تباين ديناميكي 30,000,000:1 ونسبة تباين ثابت 20,000:1، وذلك عندما تحتوي إشارة الإدخال على نطاق كامل من السطوع من 0 إلى 100% في آنٍ واحد. لكنهما ستكونان متساويتين عندما يتراوح سطوع إشارة الإدخال من 0 إلى 20% فقط.

في أدبيات التسويق، تُقاس نسب التباين للشاشات الباعثة للضوء (مقارنةً بالشاشات العاكسة) دائمًا في ظل ظروف مثالية، كغرفة مظلمة تمامًا. في ظروف المشاهدة العادية، تكون نسبة التباين أقل بكثير بسبب انعكاس الضوء عن سطح الشاشة، مما يُصعّب التمييز بين الأجهزة المختلفة ذات نسب التباين العالية جدًا. ^{[ 6 ]} يعتمد مدى تأثير إضاءة الغرفة على نسبة التباين على سطوع الشاشة، بالإضافة إلى كمية الضوء المنعكس عنها. ^{[ 7 ]}

قد تصل نسبة التباين في نسخة سينمائية نقية في دور العرض إلى 500:1، ^{[ 8 ]} بينما تبلغ في أجهزة العرض الرقمية الناقلة حوالي 200:1، وفي أجهزة العرض الرقمية العاكسة (مثل DLP) حوالي 500:1 في الظروف المثالية تقريبًا. ^{[ 9 ]} أما شاشات LCD الحديثة لأجهزة الكمبيوتر، فتصل عادةً إلى 1000:1، ^{[ 10 ]} وقد تتجاوز نسبة التباين في أجهزة التلفاز 4000:1. ^{[ 11 ]} تُقاس نسبة التباين الديناميكي عادةً في المصنع باستخدام لوحتين (واحدة مقابل الأخرى) من نفس الطراز، حيث تحتوي كل لوحة على بقعة داكنة وأخرى مضيئة (ساخنة). أما نسبة التباين الثابت، فتُقاس عادةً باستخدام نفس الشاشة، حيث يُعرض نصفها مضاءً بالكامل مقابل النصف الآخر مظلمًا بالكامل. ينتج عن ذلك عادةً نسبة تباين أقل، حيث يتسلل السطوع إلى المنطقة المظلمة من الشاشة، مما يُعطي سطوعًا أعلى.

• عرض التباين
• النطاق الديناميكي
• مسرد مصطلحات الفيديو