Los monitores y televisores modernos ofrecen una amplia gama de opciones de visualización, desde modelos económicos hasta de alta gama. Un segmento notable dentro de estos dispositivos incluye aquellos que admiten la tecnología de mejora de color artificial aprovechando la percepción humana para mejorar la calidad de la imagen. Estos dispositivos utilizan tecnologías conocidas como FRC (Control de Frecuencia de Cuadro) o dithering. Aunque ambos términos a menudo se utilizan indistintamente, representan enfoques ligeramente diferentes con el mismo objetivo.
Control de Frecuencia de Cuadro (FRC) es una tecnología que agrega tonos de color artificialmente a una imagen. Lo hace alterando intencionalmente el color de un píxel para crear transiciones más suaves entre tonos.
Dithering, por otro lado, introduce ruido en la imagen, suavizando el tono de color original para lograr transiciones similares entre colores.
Tonos de color transmitidos por pantallas con diferentes profundidades de color
Comprender la cantidad de tonos y la profundidad de color se puede ilustrar utilizando una matriz de 8 bits como ejemplo. En el video, la imagen original se transmite en tres colores primarios: azul, rojo y verde. Cada píxel en la pantalla consta de tres subpíxeles, uno para cada color.
Una señal digital en su formato bruto puede ser representada por 2 bits (encendido o apagado) con diferentes números de bloques. En una pantalla de 8 bits, un subpíxel puede representar 2^8 colores, lo que equivale a 256 tonos. Dado que se utilizan tres subpíxeles para crear un solo color, el número total de tonos posibles se calcula de la siguiente manera: 256×256×256 = 16.7 millones de tonos.
Aquí hay una breve descripción de monitores y televisores según su profundidad de color y calidad de imagen:
| Profundidad de color | Colores | Uso | Relevancia actual |
|---|---|---|---|
| 6 bits | 0.26 millones | Monitores más baratos, principalmente para trabajo de oficina, no adecuados para gráficos. | Los principales fabricantes no utilizan esta calidad en sus productos desde hace más de una década. |
| 8 bits | 16.7 millones | Monitores de gama media, adecuados para trabajar con gráficos, pero no de grado profesional. | El 90% de los televisores y monitores utilizan pantallas de 8 bits. Más de la mitad de los televisores están equipados con este tipo de pantallas, incluidos los televisores LED económicos y los televisores QLED de nivel de entrada. |
| 10 bits | 1.07 mil millones | Monitores de alta calidad, adecuados para la edición de fotos y otras tareas que requieren transiciones de color superiores. | Instalados en televisores de gama alta. |
Cómo funciona FRC en las pantallas
El ojo humano tiene cierta inercia. Debido a esto, dos imágenes que cambian con frecuencia se fusionan en una sola. Si miras una figura que cambia de color de blanco a negro con alta frecuencia, parecerá gris. Así es exactamente como funciona FRC. Si dos colores «adyacentes» cambian en un píxel a alta frecuencia, el ojo verá un color intermedio que no está realmente en la paleta de la matriz.
Si tu televisor o monitor admite FRC, esta tecnología funciona a nivel de hardware. A su vez, existen diferentes algoritmos para crear tonos de imagen intermedios, que tienen diferentes nombres: 8bit+A-FRC, 8bit+FRC clásico, 8bit+Hi-FRC.
En general, algunos fotogramas muestran colores que corresponden a la paleta de una matriz de cierta profundidad de bits, pero sustituyen el color verdadero. Por ejemplo, en la imagen a continuación, la transición de azul oscuro a cian resulta en un cambio de color obvio y notable. La siguiente ilustración muestra esquemáticamente cómo funciona un grupo de píxeles consecutivos en una pantalla sin y con FRC, y cómo los humanos perciben el color.
Fotograma 1: La transición es claramente visible porque los colores se muestran tal como son: los dos primeros píxeles son más oscuros y los dos siguientes son más claros. Una persona percibe una transición de color distinta.
Fotograma 2: El FRC entra en juego, reordenando los colores del segundo y tercer píxel.
Fotograma 3: Visualmente, una persona percibe esta reordenación de píxeles como la aparición de un color adicional que no existe en una pantalla de 8 bits.
¿Realmente una pantalla de 8 bits + FRC logra una calidad de 10 bits?
Por supuesto que no. Independientemente de la tecnología empleada, una pantalla de 8 bits + FRC nunca mostrará verdaderamente mil millones de tonos. Si bien puede presentar visualmente más tonos y mejorar la calidad de la imagen, seguirá estando por debajo de una pantalla de 10 bits real.
En condiciones del mundo real, la percepción de los tonos de la imagen es muy individual. Algunas personas pueden percibir 200000 tonos de verde, otras solo 10000 y algunas pueden ver hasta un millón. Medir con precisión la cantidad de tonos que muestra una pantalla con FRC es muy difícil y requiere laboratorios especializados. Además, el obstáculo insuperable para determinar correctamente la cantidad de tonos es la percepción individual, que es la base de toda la tecnología FRC.
