Theoretische Farben bei LCDs

[valenterry]

Hallo,

so mittem während des Programmierens, musste ich mich plötzlich fragen, wieviele Farben eigentlich jedes beliebige LCD theoretisch maximal anzeigen kann. Immerhin ist das Bild ja aus Subpixeln zusammengesetzt und diese nehmen normalerweise nur 256 verschiedene Farben oder besser gesagt Helligkeitsstufen kann.
Kann aber so ein Subpixel auch mehrere dieser Stufen anzeigen, wenn man ihm die entsprechenden Informationen dann auch zukommen ließe? Bei Wikipedia steht immerhin, dass sich der "Lichtdurchlass" anhand der angelegten Spannung ändert. Da es aber unendlich viele Rationale Zahlen im Spannungsintervall gibt, müsste man doch auch unendlich viele (wenn auch nur kaum unterscheidbare) Farben erzeugen können.

Weiter heißt es bei Wikipedia aber

Allerdings können alle LC-Bildschirme im Gegensatz zu CRTs nur eine endliche Zahl an Farben darstellen.

und das versteh ich nicht. Warum ist das so?

 

[enkore]

Weil die Ansteuerungselektonik keine zu kleinen Spannungsänderungen zulässt, und weil die Farbtiefe bei VGA/HDMI/DVI/DisplayPort immer begrenzt ist (derzeit 3x8 Bits)

 

[valenterry]

Original von csde_rats
Weil die Ansteuerungselektonik keine zu kleinen Spannungsänderungen zulässt, und weil die Farbtiefe bei VGA/HDMI/DVI/DisplayPort immer begrenzt ist (derzeit 3x8 Bits)

Bist du dir sicher?

Das würde ja bedeuten, dass man relativ problemlos auch 48^2 Farben anzeigen kann. Man muss ja dann "nur" die "Spannungssprünge" der Ansteuerungselektronik halbieren (also z.b. statt 0.01V 0.005V) und dann das ganze mit den richtigen Daten füttern.

 

[Cyberm@ster]

Das Problem ist, dass du in der Praxis diese theoretischen Werte nicht erreichen wirst, da keine elektronische Komponente perfekt ist, d.h. die Toleranz muss gross genug sein. 0.005 V und 0.008 Volt sind in der Praxis quasi das Gleiche (ist nur ein Beispiel).

 

[beavisbee]

... ansonsten bekommt man halt dann doch mal schnell ein temperatur-abhängiges Display... spart man sich dafür das Thermometer...
wie war das beim Ami-FarbTV-System? "NTSC = never the same color"?

desweiteren würdest du mit deinem Wunsch nicht 48^2 sondern 2^48 Farben hinbekommen...

aber ganz ehrlich: schon alle 2^24 Farben mit blosem Auge auseinander halten ist unmöglich.
Wieso sollte man also noch mehr Farb-Unterschiede auf einen Bildschirm hauen, wenn es das menschliche Auge eh nicht mitkriegt?

 

[valenterry]

Original von beavisbee
... ansonsten bekommt man halt dann doch mal schnell ein temperatur-abhängiges Display... spart man sich dafür das Thermometer...
wie war das beim Ami-FarbTV-System? "NTSC = never the same color"?

Wieso temperaturabhängig - beeinflusst die Temperatur die Spannungsregulierung so stark? (Ich kann mich nicht aus)

desweiteren würdest du mit deinem Wunsch nicht 48^2 sondern 2^48 Farben hinbekommen...

Ach verflixt... ^^

aber ganz ehrlich: schon alle 2^24 Farben mit blosem Auge auseinander halten ist unmöglich.
Wieso sollte man also noch mehr Farb-Unterschiede auf einen Bildschirm hauen, wenn es das menschliche Auge eh nicht mitkriegt?

Das stimmt so nun nicht. Nimm dir mal einen großen Bildschirm, also mindestens 1680x1050 oder besser noch 1920x1080 oder noch größer, und erstelle dann mit einem Grafikprogramm deiner Wahl einen Farbverlauf von gaaanz links nach gaaanz rechts. Und nimm dafür z.B. links weiß und rechts schwarz, sodass du am Ende Graustufen hast. Dann wirst du nicht mal mehr genau hingucken müssen, dass sieht man schon fast auf den ersten Blick.

Aber naja, ich habe nur aus Interesse gefragt.

 

[enkore]

Gleichlaufende Farben (R-G-B:1-1-1, 2-2-2, 3-3-3, 4-4-4, ...) sind sehr leicht zu erkennen.
Ein Farbverlauf von oben links (0|0 ; 0-0-0) nach unten rechts (1|1 ; 255-255-255) wäre sinnvoller. Versuch da einmal die einzelnen Farben zu erkennen

 

[beavisbee]

Original von valenterry
Wieso temperaturabhängig - beeinflusst die Temperatur die Spannungsregulierung so stark? (Ich kann mich nicht aus)

wie stark hängt immer von den Bauteilen ab...
aber generell gilt Temperatur-erhöhung = mehr Teilchenschwingung = mehr Rauschen.
und das bedeutet, dass das eigentliche Signal ständig einen Wert irgendwo zwischen 2 Grenzen hat.

du wirst es nie hin bekommen (Supraleitung ausgeschlossen), einen genau definierten Spannungswert irgendwo anzulegen und diesen ohne Verfälschungen wo anders wieder zu messen...
Da sind Temperatur-Abhängigkeiten, Leitungswiderstände, Bauteil-Toleranzen, etc.

Original von valenterry

aber ganz ehrlich: schon alle 2^24 Farben mit blosem Auge auseinander halten ist unmöglich.
Wieso sollte man also noch mehr Farb-Unterschiede auf einen Bildschirm hauen, wenn es das menschliche Auge eh nicht mitkriegt?

Das stimmt so nun nicht. Nimm dir mal einen großen Bildschirm, also mindestens 1680x1050 oder besser noch 1920x1080 oder noch größer, und erstelle dann mit einem Grafikprogramm deiner Wahl einen Farbverlauf von gaaanz links nach gaaanz rechts. Und nimm dafür z.B. links weiß und rechts schwarz, sodass du am Ende Graustufen hast. Dann wirst du nicht mal mehr genau hingucken müssen, dass sieht man schon fast auf den ersten Blick.

ja klar. es gibt ein Empfindlichkeits-Profil des menschlichen Auge.
d.h. es gibt Bereiche, wo du genau die Grenze zwischen 2 Grauwerten erkennst und Bereiche, in denen du nicht so einfach einen Ton vom nächsten unterscheidest.
ähnlich ist auch die Farbempfindlichkeit.

Das einzig wirksame wäre ein nichtlineares Farbsystem - d.h. für die Bereiche, wo der Mensch sensibler reagiert, eine feinere Abtastung/Quantisierung als für die Rand-Bereiche (ganz schwarz/ganz weiß)

Ähnlich wird es z.B. bei der Telefonie oder bei MP3s mit der Lautstärken-Wahrnehmung gemacht.
Durch die so genannte 13-Segment-Kennline (siehe http://www.elektronik-kompendium.de/sites/kom/0312291.htm) wird leise Sprache feiner abgetastet, als laute Sprache.

Desweiteren hat das menschliche Auge eine viel höhere Empfindlichkeit gegenüber genau horizontalen oder genau vertikalen Strukturen als z.B. gegenüber irgendwelcher schräger Strukturen.
Daher das Phänomen, was csde_rats erwähnt hat.

 

[valenterry]

Original von beavisbee

Original von valenterry
Wieso temperaturabhängig - beeinflusst die Temperatur die Spannungsregulierung so stark? (Ich kann mich nicht aus)

wie stark hängt immer von den Bauteilen ab...
aber generell gilt Temperatur-erhöhung = mehr Teilchenschwingung = mehr Rauschen.
und das bedeutet, dass das eigentliche Signal ständig einen Wert irgendwo zwischen 2 Grenzen hat.

Und das ist bei den jetzigen Spannungen in LCDs schon erreicht? Bzw. so teuer, dass es sich nicht mehr lohnen würde?

Das einzig wirksame wäre ein nichtlineares Farbsystem - d.h. für die Bereiche, wo der Mensch sensibler reagiert, eine feinere Abtastung/Quantisierung als für die Rand-Bereiche (ganz schwarz/ganz weiß)

Oder ein vernünftiges Dithering. Das würde zumindest helfen.

Ähnlich wird es z.B. bei der Telefonie oder bei MP3s mit der Lautstärken-Wahrnehmung gemacht.
Durch die so genannte 13-Segment-Kennline (siehe http://www.elektronik-kompendium.de/sites/kom/0312291.htm) wird leise Sprache feiner abgetastet, als laute Sprache..

Danke, sehr interessant Link.

 

[beavisbee]

Original von valenterry
Und das ist bei den jetzigen Spannungen in LCDs schon erreicht? Bzw. so teuer, dass es sich nicht mehr lohnen würde?

Wie stark oder schwach die Spannungsschwankungen wirklich sind und sein dürfen, kann ich nicht sagen.
Aber fest steht, dass es solche Toleranzen nicht umsonst gibt... schließlich muss so ein Monitor unter verschiedendsten äußeren Einflüssen immernoch problemlos fehlerfrei laufen...

Original von valenterry
Oder ein vernünftiges Dithering. Das würde zumindest helfen.

das wäre dann ein aufgezwungener Weichzeichner, der nicht immer und überall gewünscht ist.
Das Bild soll schließlich so dargestellt werden, wie es abgespeichert ist - da wird es von den wenigsten gewünscht sein, dass der Monitor das Bild durch Dithering verfälscht.

 

[turrican75]

Hallo Leute,

also ich habe hier LCD-Panels zur reparatur vor mir liegen. Die möglichkeit verschiedene Farbwerte anzuzeigen ist auf der Elektronik fest vorgegeben, kann also nicht durch änderen einer Firmware oder ähnliches beeinflusst werden. Ich kann aus Erfahrung sagen das die Spanne zwischen 10Bit und 18Bit Farbtiefe liegt. Das ganze ist vom Alter und der Qualität des jeweiligen Panels abhängig.