Потери градаций на LUT-таблице

Статус
Закрыто для дальнейших ответов.

atutubalin

Топикстартер
12 лет на форуме
Сообщения
411
Реакции
37
Как и собирался, промерял число градаций
Условия эксперимента

0) Карта Matrox P650, LCD-монитор подключенный по цифре. В кабеле - судя по всему 8 бит, поэтому несмотря на 10-бит LUT мы имеем аналог 8-битной LUT (перед передачей в монитор все округляется). Монитор откалиброван на D50
1) Сделал референс с R=G=B, 256 патчей (от 0 до 255)
2) промерял profile maker в двух режимах - яркость установлена
на 100% (через measure tool) и яркость установлена на 25%
3) Сделал экспорт в Lab и добавил колонку deltaL (Ln-L(n-1)
4) Построил гистограмму распределения deltaL

Результаты:
I. Общий диапазон яркостей по L
3.33-127 для яркости 100%
3.22-80 для яркости 25%
т.к. зависимость яркости от L кубическая, то все сошлось точно.

II. для яркости 100% 14 патчей попали в бин deltaL < -0.1..0.1 (с точки зрения человека - шага точно нет), еще 5 патчей в delta L 0.1..0.2, еще 5 патчей в диапазон 0.2-0.3. Итого 24 с dL < 0.3. Т.е. общее число градаций, считая градацией шаг >0.3 - 231

III. для яркости 25% - 63(!) патча попадают в -0.1-0.1, еще 37 в диапазон
0.1-0.2 (общий диапазон по L в ~1.5 раза меньше, на этом и остановимся). Итого 100 ! градаций потеряно, осталось 150.

Для случая LCD-монитора считаю потерю градаций доказанной инструментально.
Для CRT и 8-битной LUT - промеряю отдельно.
 

Alexey Shadrin

Участник
Сообщения
9 260
Реакции
1 190
Ответ: Потери градаций на LUT-таблице

Леша, тысячу извинений, но буду придираться :)
Общий диапазон яркостей по L
Диапазон светлот.
т.к. зависимость яркости от L кубическая, то все сошлось точно.
Зависмость L от яркости :)
* * *
Почему считаем градацией >0,3?
* * *
Может быть можно предположить, что полученные данные есть результат сниженгия селективности прибора при понижении общей энергии?
Леша, в конце-концов, нас интересуют визуальные эффекты (ради них все делается).
Давайте простой пример: фон 50 50 50
Первый круг 49 49 49
Второй круг внутри первого 48 48 48
Третий круг внутри воторого 47 47 47
Четвертый внутри третьего 46 46 46
Карта 8 бит.
Снижаем яркость до 25%. Все круги различимы. По теории хотя бы двое должны слиться...
 

Alexey Shadrin

Участник
Сообщения
9 260
Реакции
1 190
Ответ: Потери градаций на LUT-таблице

Коллеги, прелагаемый мною тест в аттаче.
Давайте дружно проведем этот бесхитростный эксперимент и ответим себе на вопрос: визуально пропадают градации или нет?
Бог весть, я ведь не говорю, что Леша неправ. Я говорю лишь только то, что видно... :)
 

Вложения

  • 8bit_test.rar.txt
    12.1 КБ · Просм.: 273

Alexey Shadrin

Участник
Сообщения
9 260
Реакции
1 190
Ответ: Потери градаций на LUT-таблице

Хотя, стоп! Я ведь всё на CRT смотрю. Там же кабель у меня:
1. На моей машине DVI-VGA, карта 10 бит.
2. На маминой машине VGA-VGA карта 8 бит.
Вполне вероятно, что на сугубо цифровых системах градации начнут падать... В общем, коллеги смотрите, pls. Интересно...
 

atutubalin

Топикстартер
12 лет на форуме
Сообщения
411
Реакции
37
Ответ: Потери градаций на LUT-таблице

Alexey Shadrin сказал(а):
Коллеги, прелагаемый мною тест в аттаче.
Давайте дружно проведем этот бесхитростный эксперимент и ответим себе на вопрос: визуально пропадают градации или нет?
Бог весть, я ведь не говорю, что Леша неправ. Я говорю лишь только то, что видно... :)
Алексей, поигрался с вашим файликом.

у меня после снижения яркости пропадают (на глаз) градации 41-42 и 43-44. При 100-%й яркости они имеются.

Собственно, результаты измерений на LCD:
43-44 - 0.65 по L при 100-% яркости и 0.02 при 30-%-й
 

Alexey Shadrin

Участник
Сообщения
9 260
Реакции
1 190
Ответ: Потери градаций на LUT-таблице

Алексей, тогда придется мне Вас просить сходить куда-то на CRT и проверить мой файлик еще раз. На CRT при 8-ми битах НИЧЕГО НЕ ПРОПАДАЕТ!!! :) Это есть правда...
 

aspirin

15 лет на форуме
Сообщения
4 884
Реакции
1 141
Ответ: Потери градаций на LUT-таблице

>>> На CRT при 8-ми битах НИЧЕГО НЕ ПРОПАДАЕТ!!!

Проверил на make - CRT LacIe-4 19+ ATI9000
на PC Mitsubishi 930 + ATI 9600

Ничего не пропадает.
 

sabos

Участник
Сообщения
1 909
Реакции
285
Ответ: Потери градаций на LUT-таблице

Господа, уже не первый раз исследуется этот вопрос. На мой взгляд, пропущена важная часть - методическая. Многие рассматривают видеосистему, как черный ящик. Это ошибка. Нельзя всерьез исследовать эти 8/10-bit, не уточняя реализации. Я в своем развитии остановился 99 г. на 10-bit системах типа Radius и NumberNine - но рискну подсказать кое-какие вещи. Для начала, говоря о LUT, давайте все же разделять два преобразования - Digital->Digital (обычно его называют "асик"), и преобразование на RAMDAC (analog gain). Первое является стандартом de-facto, встроено во все современные видеокарты, даже самые дешевые. Назову его тривиальным. Грубо говоря, асик здесь - это простой индекс, его разрядность строго равна разрядности pixel data, поэтому преобразования в нем всегда приводят к потерям дискретизации. Второе использование LUT - гораздо более интересное. Именно там спрятан огромный резерв повышения качества изображения.
На простейшем примере - нужно поуправлять яркостью изображения. Понизить ее в 2 раза. При использовании Digital->Digital мы теряем половину градаций. Грубо и неточно. При использовании RAMDAC мы просто понижаем в два раза (условно) опорное напряжение. Выходной сигнал был 0.7В, а стал 0.35В. Яркость упала вдвое, а количество градаций сохранилось. А возможности продвинутых RAMDAC на этом не ограничиваются.
 

atutubalin

Топикстартер
12 лет на форуме
Сообщения
411
Реакции
37
Ответ: Потери градаций на LUT-таблице

Alexey Shadrin сказал(а):
Леша, тысячу извинений, но буду придираться :)
Диапазон светлот.
Зависмость L от яркости :)
y = ((L+16)/116)^3

Alexey Shadrin сказал(а):
Почему считаем градацией >0,3?
Ну это же неважно!
Если провести границу по 0.1, 14 и 63.
Я пересчитал гистограмму, в диапазон <0.02 (а это уже шумы прибора
считаем) попадают 5 шагов для 100-% яркости и 19 для 30-%.

Но по методологии вы правы, надо пересчитать просто в закон Вебера
deltaY/Y

Alexey Shadrin сказал(а):
Может быть можно предположить, что полученные данные есть результат сниженгия селективности прибора при понижении общей энергии?
Про селективность прибора сложно говорить, в конце концов
яркости белой точки различаются вчетверо, а яркость шкалы (от черного до белого) в ~300 раз. Шум конечно будет, особенно на темном участке
 

atutubalin

Топикстартер
12 лет на форуме
Сообщения
411
Реакции
37
Ответ: Потери градаций на LUT-таблице

Alexey Shadrin сказал(а):
Алексей, тогда придется мне Вас просить сходить куда-то на CRT и проверить мой файлик еще раз. На CRT при 8-ми битах НИЧЕГО НЕ ПРОПАДАЕТ!!! :) Это есть правда...

Меня жена выгнала с ее компьютера (Matrox G200 с 8-ю битами и монитор SB930). Но я успел промерять шкалу на 256 патчей по двум яркостям, буду посмотреть.
 

atutubalin

Топикстартер
12 лет на форуме
Сообщения
411
Реакции
37
Ответ: Потери градаций на LUT-таблице

sabos сказал(а):
Второе использование LUT - гораздо более интересное. Именно там спрятан огромный резерв повышения качества изображения.
На простейшем примере - нужно поуправлять яркостью изображения. Понизить ее в 2 раза. При использовании Digital->Digital мы теряем половину градаций. Грубо и неточно. При использовании RAMDAC мы просто понижаем в два раза (условно) опорное напряжение. Выходной сигнал был 0.7В, а стал 0.35В. Яркость упала вдвое, а количество градаций сохранилось. А возможности продвинутых RAMDAC на этом не ограничиваются.

С возможностями RAMDAC все ясно, вопрос в интерфейсе. Т.е. если хорошие карты понижают опорное напряжение пропорционально максимуму в LUT-таблице, то честь им и хвала. Интерфейса к этому месту в Windows нету (в меру моего знания API), можно загрузить LUT и считать что его проинтерпретируют.
 

sabos

Участник
Сообщения
1 909
Реакции
285
Ответ: Потери градаций на LUT-таблице

atutubalin сказал(а):
С возможностями RAMDAC все ясно, вопрос в интерфейсе. Т.е. если хорошие карты понижают опорное напряжение пропорционально максимуму в LUT-таблице, то честь им и хвала. Интерфейса к этому месту в Windows нету (в меру моего знания API), можно загрузить LUT и считать что его проинтерпретируют.
Как разбросать данные между двумя корректорами, решает некий "искусственный интеллект". Calibration Loader, драйвер и еще кто - неважно. Мы можем только надеяться, что он решает это самым оптимальным способом. Важно другое - при исследовании нужно эту дуальность учитывать. Сравнение CRT vs LCD (DVI) в лоб некорректно. При работе через DVI доступ к DAC уже значительно сложнее, ведь он находится в мониторе. Высока вероятность того, что "искусственный интеллект" к нему не доберется. Откуда очевидный вывод - потери градаций неизбежны.
 

atutubalin

Топикстартер
12 лет на форуме
Сообщения
411
Реакции
37
Ответ: Потери градаций на LUT-таблице

sabos сказал(а):
При работе через DVI доступ к DAC уже значительно сложнее, ведь он находится в мониторе. Высока вероятность того, что "искусственный интеллект" к нему не доберется. Откуда очевидный вывод - потери градаций неизбежны.
По идее, хорошие мониторы с калибратором/калибровочным софтом (EIZO ??) должны грузить LUT именно в монитор. у basiccolor в хелпе (или в экранных типсах, забыл уже) такая возможность обозначена, но на моем мониторе-карте не работает. На маке такое тоже должно быть, даром что ли там кнопок на мониторе нет.

Лично я искусственный интеллект заменил естественным - калибрую для Native White Point (которую вывел движками сколько мог в D50), результат гружу в монитор, потом делаю повторную калибровку которая сглаживает только нелинейности. Этот метод тут описывал Serge_e, результат мне очень нравится.
 

atutubalin

Топикстартер
12 лет на форуме
Сообщения
411
Реакции
37
Ответ: Потери градаций на LUT-таблице

Alexey Shadrin сказал(а):
Алексей, тогда придется мне Вас просить сходить куда-то на CRT и проверить мой файлик еще раз. На CRT при 8-ми битах НИЧЕГО НЕ ПРОПАДАЕТ!!! :) Это есть правда...

Сходил, согнал супругу. Пропал шаг 48-49 на 30%-й яркости, а на 100-й - имеется.

Вы точно уверены, что у вас на VGA-VGA видеокарта с 8-bit LUT ? Тогда, возможно она действительно работает с усилителем.
 

sabos

Участник
Сообщения
1 909
Реакции
285
Ответ: Потери градаций на LUT-таблице

atutubalin сказал(а):
По идее, хорошие мониторы с калибратором/калибровочным софтом (EIZO ??) должны грузить LUT именно в монитор
Не факт. Точнее - грузить должны, но не все 10-bit. У Radius и у Barco 10(12)-bit дата разбрасывалась на две части. Одна (корректирующие мелочи 8-bit) шли в индекс, вторая (точка белого/черного) - в DAC (или даже внутрь монитора).
atutubalin сказал(а):
На маке такое тоже должно быть, даром что ли там кнопок на мониторе нет
Есть такое дело.
atutubalin сказал(а):
Лично я искусственный интеллект заменил естественным - калибрую для Native White Point (которую вывел движками сколько мог в D50)
Absolutely right. Или ждать, пока выйдет спецификация DVI-Turbo++ v10 :), где будут стандартизованы хотя бы такие вещи, как управление точкой белого/черного, или пользоваться мониторными RGB Gain и RGB Bias. Остальное (корректирующие мелочи) можно поручить автоматике.
 

aspirin

15 лет на форуме
Сообщения
4 884
Реакции
1 141
Ответ: Потери градаций на LUT-таблице

Да, конечно, градации теряются, даже при использовании преобразований в фотошопе
:)
И, все-таки, объясните, пожалуйста, недопонимающим, какой практический смысл имеет установка уровня яркости на мониторе 25-30 процентов, при рекомендованных 120?

2Sabos

Не имеет смысла сравнивать проф.видеокарты, которые делали 8 лет назад с щирпотребом, про который сейчас идет разговор.
!OFF TOP
К тому-же, производители до сих пор не могут договорится о стандарте DDC, а уж о более серьезных вещах, и подавно. До сих пор не могу понять, почему тот-же Basiccolor какие-то мониторы определяет по DDC, а какие-то нет (речь идет о клонах Mitsubishi).
 

sabos

Участник
Сообщения
1 909
Реакции
285
Ответ: Потери градаций на LUT-таблице

aspirin сказал(а):
И, все-таки, объясните, пожалуйста, недопонимающим, какой практический смысл имеет установка уровня яркости на мониторе 25-30 процентов, при рекомендованных 120?
Есть такие задачи. Конечно, не 25-30 процентов (это фанатизм), но и переход 100->75 бывает критичным. Особенно в тонких местах, типа околонейтральных пастелей.
Пример 1 - выровнять просмотровый с монитором. Когда работаешь с деталями, на просмотровом вынужден держать 100 кд/м2. И на мониторе, соответственно. Но долго так не выдержать, глаза не казенные. Уходишь на "типичные" 75 кд/м2. Монитором (в котором нет отдельного RGB gain), так не уйти, при регулировке яркость/контраст баланс белого уйдет (с вероятностью 95% уйдет, у некоторых мониторов бывает, что и держится).
Пример 2 - "проявить" дефект. На "типичной" яркости тяжело поймать какую лажу, типа цв. пятна от ретуши. А при значительной правке с масками и клонами всякими риск таких пятен огромный. Здесь самым удобным способом будет печать оценочной пробы (там все лажи проступают в лучшем виде). Но многим приходится экономить на этих 1-2 у.е.
Пример 3 - "утренняя" яркость, "дневная", "вечерняя". Не секрет, что у многих в качестве просмотрового столика подоконник используется :).
aspirin сказал(а):
Не имеет смысла сравнивать проф.видеокарты, которые делали 8 лет назад с щирпотребом, про который сейчас идет разговор
Можно же хоть показать, как вскрывается эта рекламуха с "супергигаколорами" :).
 

atutubalin

Топикстартер
12 лет на форуме
Сообщения
411
Реакции
37
Ответ: Потери градаций на LUT-таблице

aspirin сказал(а):
Да, конечно, градации теряются, даже при использовании преобразований в фотошопе
В фотошопе вообще математика во многих местах очень поганая. Но таки да - 8 бит при нелинейных преобразованиях недостаточно именно по причине постеризации.

aspirin сказал(а):
И, все-таки, объясните, пожалуйста, недопонимающим, какой практический смысл имеет установка уровня яркости на мониторе 25-30 процентов, при рекомендованных 120?
Я, как научный сотрудник МГУ, ставил эксперимент. Шадрин неосторожно сказал что 8 бит или 10 бит - пофигу. Мое естественнонаучное образование возмутилось и велело потратить кусок выходного на опровержение.

Сколько _реально_ нужно градаций - неясно. Т.е. теория требует около трехсот на диапазон яркостей ~2D. На практике, для большинства изображений наверное достаточно и сотни.

aspirin сказал(а):
К тому-же, производители до сих пор не могут договорится о стандарте DDC, а уж о более серьезных вещах, и подавно.
Как только начинает пахнуть деньгами - договариваются. Или начинают поддерживать стандарты конкурентов. Это все не фокус....
 

sabos

Участник
Сообщения
1 909
Реакции
285
Ответ: Потери градаций на LUT-таблице

aspirin сказал(а):
К тому-же, производители до сих пор не могут договорится о стандарте DDC, а уж о более серьезных вещах, и подавно
Это да. Давече полез разбираться с этими LCD и их DVI-спецификациями, убедился в том, что там полный бардак, и плюнул.
 

aspirin

15 лет на форуме
Сообщения
4 884
Реакции
1 141
Ответ: Потери градаций на LUT-таблице

>>> Это да. Давече полез разбираться с этими LCD и их DVI-спецификациями, убедился в том, что там полный бардак, и плюнул.

К разговору о стандартах, проф.видеокартах и подобном,
Интересный тут документ выложен на русском аппле
http://www.apple.ru/support/devices/displays_windows.html -- очень показательно в этом плане
:)

>>> "утренняя" яркость, "дневная", "вечерняя". Не секрет, что у многих в качестве просмотрового столика подоконник используется

можно, конечно, но я бы предпочел затемнение и поход в ближайший аквариумный магазин за лампами :)
 
Статус
Закрыто для дальнейших ответов.