Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz
Návody Článek Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami

Adam Vágner

Adam Vágner

5. 8. 2022 19:30 15

Seznam kapitol

1. Kterak bod na monitoru ke své barvě přišel 2. Když je jeden pixel málo a dva moc 3. Proč písmo s ClearType hraje všemi barvami 4. Když se vymknete standardu 5. QD-OLED a subpixely „do trojúhelníku“ 6. Když chcete něco jiného...

Přemýšleli jste někdy nad tím, proč na písmu na zvětšených screenshotech najdete všemožné barvy, jen ne tu černou, kterou byste čekali? Vyhlazování ClearType je tu s námi od příchodu Windows XP. Podíváme se na to, proč vzniklo, jak funguje a jak se chová na různých typech monitorů a co se dá dělat, pokud vám standardní nastavení nevyhovuje.

Reklama
Reklama

Dostali jsme příležitost vyzkoušet nový monitor Alienware AW3423DW. Ten jako první přichází s novým displejem QD-OLED, který si bere to nejlepší se světa displejů OLED a LCD s podsvícením pomocí LED a barevnými filtry s technologií kvantových teček.

Dell Alienware AW3423DW
i Zdroj: PCTuning.cz
Dell Alienware AW3423DW

Recenzenti jej v testech často hodnotí jako momentálně nejlepší dostupný monitor pro hráče. Nabízí totiž unikátní mix vlastností – novou obrazovku s technologií QD-OLED, podporu HDR400, nadstandardně velký 34“ displej s poměrem stran 21:9, rozlišení 3440 × 1440 bodů s vysokou obnovovací frekvenci až 175 Hz, podporu G-sync Ultimate, extrémně rychlou odezvu obrazovky a špičkový kontrast, 99,3% pokrytí prostoru DCI-P3 a 149% sRGB a špičkový jas až 1000 nitů.

Zdeněk Obermaier se mu bude věnovat v samostatném článku, v němž popisuje praktické zkušenosti z používání. Při tom narazil i na pár úskalí, která se pojí s atypickým uspořádáním obrazových bodů na QD-OLED a na která v různých podobách narážíme při zobrazování obsahu zase a znova u některých monitorů, televizorů, mobilních telefonů nebo virtuálních brýlí.

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

Monitory se stejným panelem, jaký má AW3423DW, připravují i další výrobci, proto nebude na škodu podívat se, v čem se liší od monitorů, které máme na stolech běžně.

Jak obrazový bod ke své barvě přišel

Základní princip zobrazování barevného obrazu na LCD určitě znáte. Jen ve stručnosti zopakuji, že obvykle je jeden pixel na monitoru LCD tvořený trojicí subpixelů červené, zelené a modré barvy. Tvar samotných subpixelů závisí na použité matrici – jde o různé obdélníčky, ledvinky, rovnoběžníky, které obvykle dělí pixel na tři plošky červené, zelené a modré barvy.

TN display closeup 300X.jpg
By Akpch - Own work CC BY-SA 3.0, Link

Výsledná barva se pak skládá tím, že jednotlivé barevné složky svítí s různou intenzitou. Níže máte nasimulovaný příklad, jak se jednotlivé barvy na LCD skládají ze subpixelů svítících různou intenzitou:

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

A takto nějak vypadají tytéž barvy v praxi na 24" monitoru BenQ GW2470 s plným HD a pixely o rozteči zhruba 0,28 mm:

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

Vyfotit subpixely běžným objektivem není zrovna legrace. Na pořádné zvětšení jsem vzal „dlouhé sklo“ a předsádky 2× a 4×, aby šlo ostřit na vzdálenost pár centimetrů. Ale i tak je problém zaostřit na všechny tři barvy najednou. Dál od středu objektivu se obraz rozpíjí , obzvláště když nad nimi ještě straší antireflexní vrstva, kvůli které subpixely vypadají, jako by byly pod vrstvou ledu.

Když katodové trubice nahradily krystaly

V dřevních dobách, kdy ještě obraz na stínítka obrazovek s katodovou trubicí vykresloval elektronový paprsek, používaly monitory nejroztodivnější masky s rozličným uspořádáním barevných bodů. Barvy byly stejné jako u LCD, tedy červená, zelená a modrá. U levnějších monitorů byla nejpoužívanější invarová maska. 

Shadow mask closeup cursor.jpg
By Selçuk Oral (drumex) - Own work, CC BY-SA 3.0, Link

Kvůli trojúhelníkovému uspořádání barevných bodů se stávalo, že na sebe barevné čáry nenavazovaly, v některých místech obrazovky paprsek nemířil přesně, obraz byl tu více, tu méně rozostřený a na PC Tuningu vycházely články, jaké typy masek v monitorech najdete a jak takový monitor CRT správně seřídit s pomocí testovacích obrazců. 

pruvodce-monitory-technika-a-serizovani

Průvodce monitory - technika a seřizování

Po zveřejnění článku o servisním OSD menu monitorů jsme obdrželi několik žádostí o vysvětlení některých pojmů souvisejících…

21. 4. 2004 00:00
66

Dostat z CRT opravdu ostrý obraz nebyla legrace a už o pár let později většina lidí ráda měnila těžké zažloutlé monitory za tenké displeje s LCD s nizounkým rozlišením 1024 × 768 a 1280 × 1024 bodů. Ty měly obraz ostrý jako břitva… což byl zase problém. Takové devatenáctky s rozlišením 1280 × 1024 měly hustotu bodů jen 86 PPI (to je o trochu lepší než u dnešních 27" LCD s full HD nebo u 55" TV se 4K). A krásné ostré čtvercové pixely nešly moc dohromady s malými fonty…

Bez malých fontů to nešlo, protože na takové LCD s rozlišením 1024×768 bodů se toho jinak moc nevešlo. Ale když byly fonty moc malé, nevypadalo to ani trochu dobře. Písmenka se slévala, nevešly se mezi správně velké mezery, aby byl text dobře čitelný (rozpal jeden pixel byl moc a žádný pixel málo). Speciální případ byl tučný řez, který se do určité velikosti nelišil od normálního písma. Jeden pixel na tloušťku nožičky byl málo, ale dva už moc.

Fonty bez vyhlazování
i Zdroj: PCTuning.cz
Fonty bez vyhlazování

Občas to chtělo rameno písmene napasovat někam „mezi pixely“, aby to vypadalo líp a oblouky u óček nebo déček trochu zakulatit, aby kulatá písmena nevypadala jako ohlodané čtverečky. To zařídily odstíny šedé. Čitelnost textů se zlepšila, tučné písmo bylo od normálního lépe rozeznatelné, ale písmo se tím zase lehce rozmázlo. Střídala se ostrá a rozmazená ramena, ostrá a máznutá písmenka. I tady byl občas jeden pixel málo, ale dva pixely už moc.

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

A tak se chytré hlavy daly dohromady a vymyslely, jak tahy písmen nacpat někam mezi dva pixely. V Microsoftu vzniklo vyhlazování ClearType, které písma nevyhlazuje na úrovni pixelů, ale rovnou na úrovni subpixelů. 

Vývojáři využili toho, že se pixel skládá ze tří různě barevných plošek, jejichž intenzitu lze nastavit individuálně tím, že na na bod pošlete pixel správné barvy. 

Díky tomu můžete třeba bílý bod umístit i mezi dva pixely. Rozsvítíte naplno vždy všechny tři barvy – červenou, zelenou i modrou, jenom nebudou z jednoho pixelu, ale ze dvou sousedních. Dohromady utvoří bílý bod, který bude někde mezi mřížkou. Místo toho, aby čára poskočila o celý pixel, se posune jenom o jeho třetinu.

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

Většinou to funguje skvěle, pokud jsou dodržené dvě základní podmínky: používáte LCD v nativním rozlišení a displej má správné pořadí subpixelů. 

V současnosti jde na počítačových monitorech nejčastěji o tři svislé proužky v pořadí červená, zelená a modrá (RGB) jako na příkladu výše. A tady narážíme na první problém – některé displeje mají pořadí subpixelů opačné. První modrý, pak zelený a poté červený. Pokud na takový displej pošlete stejné barvy, dostanete takový výsledek:

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

Jak se to dá napravit, asi vytušíte – barevné pixely je třeba prohodit tak, aby subpixely svítily ve správném pořadí.

Na dalším obrázku je srovnání čtyř možností, jak na čtvercové mřížce zobrazit šikmou čáru. První je ta nejjednodušší – zcela bez vyhlazování. Druhá čára je vyhlazená pouze odstíny šedé – střed čáry se přelévá mezi dvěma pixely. Třetí je čára s vyhlazováním na úrovni subpixelů pro pixely RGB a čtvrtá pro pixely BGR.

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

A takto vypadá stejný obrázek v nativní velikosti – pokud se vám z nějakého důvodu nezobrazuje přesně pixel na pixel (ať už kvůli lupě v prohlížeči, anebo kvůli jinému nastavení DPI u displeje), zkuste jej otevřít v samostatné záložce nebo v nějakém prohlížeči obrázků.

Vyhlazování čáry – bez vyhlazování, odstíny šedé, pixely RGB, pixely BGR
i Zdroj: PCTuning.cz
Vyhlazování čáry – bez vyhlazování, odstíny šedé, pixely RGB, pixely BGR

Níže vidíte simulaci, jak takový obrázek zobrazí displej s pixely RGB a pod ním je totéž na displeji s pixely BGR.

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz
Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

 

Porovnávání Porovnávání
i Zdroj: PCTuning.cz
i Zdroj: PCTuning.cz

Funguje to pochopitelně i opačně – černé na bílém. Takto vypadá varianta pro displeje s pixely RGB. Je na ní šestice čar s tloušťkou od jednoho do šesti černých subpixelů (na první tři vám stačí dva pixely, další občas přetečou do tří).

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

Takto vypadají stejné čáry v desetinásobném zvětšení:

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

A takto se totéž zobrazí na displeji monitoru s pixely RGB:

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

 

Jenže když zhasnete jeden subpixel a ostatní dva necháte svítit vedle bílých bodů, situace se trochu komplikuje. Když nezhasneme všechny tři barvy, začne některý z odstínů převažovat a čára začne na hraně hrát různými barvami. Na detailu vpravo se subixely si můžete všimnout, že to kolem čáry vypadá, že některé pixely svítí víc a některé méně – nejlépe je to vidět na červených subpixelech pod čarou, kde se nad sebou potkávají dva červené pixely a kolem nich není rozsvícených dost modrých a zelených na to, aby to dorovnaly.

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

Dá se to utlumit tak, že subpixely v barvách, které září příliš, nenecháte svítit naplno, ale utlumíte je, a trochu přisvítíte i sousední. A to je důvod, proč písmo s vyhlazováním ClearType hraje těmi zvláštními namodralými a naoranžovělými barvami.

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

A když to trochu rozostříme, aby to připomínalo reálný obraz, je celkem jasně vidět, že z jasně zářících červených a modrých bodů kolem čáry (nalevo) jsou utlumenější. Barvy jsem nastřílel jenom od oka a určitě by se to dalo „srovnat“ i lépe, ale princip je zřejmý.

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

Když spustíte průvodce nastavením ClearType, zapnete vyhlazování a případně si výběre monitor, který chcete ladit, dostanete v prvním kroku na výběr ze dvou základních nastavení:

No a u ClearType to vypadá po zvětšení takto:

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

 

Když ve Windows spustíte průvodce pro nastavení ClearType (dnes už nejjednodušeji tak, že do Startu naťukáte cleartype, můžete spustit průvodce „Upravit text ClearType“ z ovládacího panelu. V něm zapnete ClearType a vyberete si, zda chcete nastavit jeden monitor, nebo všechny stejně…

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz
Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

A zobrazí se vám dvě základní možnosti

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

Zvětšíme si možnost nalevo a podíváme se, co se bude dít se subpixely, pokud bude displej zobrazovat ono „duhové“ písmo:

Porovnávání Porovnávání
i Zdroj: PCTuning.cz
i Zdroj: PCTuning.cz

Ve výchozím nastavení to vypadá, že ClearType zmenšuje tahy písma na šířku dvou subpixelů, tedy necelého pixelu.

Trochu si to ještě zvětšíme a podíváme se, jak bude levý boxík vypadat na displeji s pixely RGB:

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

Volba napravo na stejném displeji vypadá mnohem hůře. Některé tahy – například u písmene l nebo i, se rozlévají přes šest subpixelů, při krajích jsou tmavé, ale uprostřed bledé, a uvnitř písmen občas svítí subpixel, který by zřejmě svítit neměl (jako například červené pixely uvnitř bříška počátečního P). 

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

Z toho vytušíte, že pravý je určený pro jiné typ displeje – totiž pro panel se subpixely v pořadí BGR. Na nich už stejný text vypadá tak, jak má:

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

Když u ClearType trefíte správné vyhlazování, bude výsledek vypadat nějak takto:

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

Černé tahy mají šířku zhruba dva subpixely, mezery mezi písmeny mají zhruba dva a půl pixelu a jsou hezky vyrovnané, zkrátka celé písmo je pěkně napasované „mezi pixely“.

Až potud vyhlazování ClearType fungovalo bezvadně. Nebyl by to ale Microsoft, aby nevytvořil polovičaté řešení. Můžete mít běžný displej s tím nejnormálnějším uspořádáním subpixelů, ale stačí udělat jednu drobnost, ke které se občas uchylují majitelé dražších monitorů s pivotem – otočit jej na výšku. A nebudete se stačit divit.

Ať už si potom v dialogu vyberete formát pro pixely RGB:

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

Nebo formát pro pixely BGR:

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

výsledek bude stát za starou belu. Když to opět trochu mázneme a zesvětlíme, aby bylo lépe vidět barvy, kterými hrají písmenka, dostaneme něco takového:

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

Místo tenkých linek máme kombinaci širokých žluto-modrých čar na tloušťku dvou pixelů. 

V linuxu máte pro tyto případy ještě možnost zvolit i vertikální RGB nebo vertikální BGR – i když na to budete muset nejspíš hlouběji do nastavení systému, v běžných ovládacích panelech toto nastavení nenajdete. 

A ještě komplikovanější je to v případě, že máte atypickou matici, jako je tomu u nového monitoru od Dellu zmiňovaného v úvodu…

Displej QD-OLED má pixely zcela atypické. Nejde o matici „pentile“, kterou známe z mobilních zařízení – ta obvykle vyplňuje celou plochu „pixelu“ a na jednu čtvercovou dlaždici často vychází třeba jeden velký modrý a dva červené a zelené subpixely.

U QD-OLED máme jen klasický pixel tvořený trojicí barev červená, modrá a zelená, ale místo vedle sebe jsou naskládané do trojúhelníku. 

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

Pozitivní je, že zleva doprava si drží stejné pořadí barev jako většina LCD, tedy červená, zelená, modrá. Jenom zelená je odskočená nahoru. Naše šestice bílých čar s tloušťkou od jednoho do šesti subpixelů na něm tedy vypadá nějak takto:

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

Podstatně neveselejší je to ale na písmu, ať už s ClearType, nebo bez něj, tam jsou o něco lépe vidět barevné duchy a hlavně na horizontálních liniích vzniká jedna nepříjemná vada – nad černou linkou vodorovnou linkou chytají písmena fialový nádech a pod ní zelenou. 

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

Když jednotlivé barevné složky promísíme rozostřením a zesvětlíme, je to docela dobře vidět…

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

Důvod je jasný, když se podíváte, jak vypadají na displeji desetipixelové svítící bílé čtverečky:

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

Na horní hraně bílého čtverce nám svítí zelený subpixel, na spodní zase dvojice červeného a modrého, což dá dohromady tu fialovou. Když to „vyhladíme“ rozostřením a zesvětlíme, uvidíte něco takového:

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

V praxi to nevypadá tak děsivě, ty čtverečky jsou ve skutečnosti takto velké:

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

ale pokud si sednete k displeji příliš blízko, tak zelený a fialový nádech uvidíte. A můžete si všimnout i nahnědlého a namodralého odstínu po bocích. 

Když si vezmete lupu a podíváte se na vaše LCD, zjistíte, že mají po bocích podobné duchy také. Důvod je nasnadě – při levé hraně svítí červený pixel a při pravé zase modrý (u BGR je to opačně).

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

Ještě jsem ale nenarazil na nikoho, kdo by si stěžoval. Do jisté míry je to tím, že LCD nemá takový kontrast a body na něm nesvítí tak intenzivně jako na QD-OLED, ale nejspíš na tom má svůj podíl i náš mozek, který se dokáže naučit „vyretušovat“ z obrazu věci, které na něm být nemají – a protože na jiné displeje prakticky nenarazíte, přestanete to vnímat. A svůj vliv bude mít asi i to, že na 34" monitoru s rozlišením 3440 × 1440 bodů jsou při PPI kolem 109 větší pixely než na většině nových monitorů s vyšším rozlišením.

Vyřešit by to šlo poměrně snadno – podobně jako u ClearType ty pixely, které září příliš, trochu utlumit. Ale toho, že by Microsoft přepracoval ClearType, se asi nedočkáme. Další možností je obrazové body zmenšit tak, aby se zelené body dostaly pod rozlišovací úroveň oka – pak už s nimi podobně jako u mobilů nebudete mít problém. A třetí, nejjednodušší možností, je zvětšit písmo ve Windows a posadit se od monitoru o kus dál.

Pokud váš monitor splňuje podmínku onoho atypického uspořádání pixelů a žádné ze standardních nastavení ClearType vám nevyhovuje, máte ještě jednu možnost – jít na nastavení vyhlazování písma ve Windows přes úpravu registrů anebo pomocí utilitky BetterClearType Tuner (která dělá nejspíš totéž).

V ní nebudete ClearType nastavovat odhadem klepáním na obrázek, který se vám zamlouvá víc podobně jako v průvodci Windows, ale hodnoty můžete rovnou nastavit ručně. Nehezké je, že ji musíte spouštět jako správce (a některé změny pocítíte dost možná až po restartu systému). A jestli nedělá něco nekalého, nezjistím. Nicméně je na GitHubu i se zdrojovými kódy.

V dialogu můžete rovnou vybírat mezi vyhlazováním na subpixelech RGB, BGR a vyhlazováním přes odstíny šedé.

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

Právě pokud vám nevyhovuje ani možnost RGB, ani BGR (což je třeba případ monitorů na pivotu natočených na výšku s vertikálním RGB či BGR), lze ještě přepnout do klasických odstínů šedé, anebo zbývá nejhorší možnost – ClearType zcela vypnout. A po straně rovnou uvidíte i příklad toho, jak bude písmo vypadat po několikanásobném zvětšení.

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

A taky jej vypnout, ale to skutečně čitelnosti textů příliš neprospěje.

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

Vyhlazování písma na úrovni subpixelů nabízí i linux. A oproti Windows existuje (nebo přinejmenším existovala) i možnost kromě RGB a BGR volit i vertikální RGB a vertikální BGR, nebo přepnout na vyhlazování přes odstíny šedé, či vyhlazování zcela vypnout. Ale přes běžné ovládací panely se k nim nedostanete. 

Moderní displeje a ClearType: Když písma ve Windows hrají všemi barvami
i Zdroj: PCTuning.cz

Hodilo by se, kdyby Microsoft na ClearType ješte zamakal a doplnil jak možnosti v-RGB, tak v-BGR, a pokud bude displejů s QD-OLED přibývat, pamatoval i na ně. Jenže z toho, jak vypadají nová dialogová okna v desítkách a jedenáctkách, jak v nich vypadá nabídka start či ovládací panely, se spíš zdá, že na další vývoj ClearType Microsoft rezignoval a spoléhá se spíš na to, že s rostoucím rozlišením už se bez něj obejdeme. 

Jenže to nebude tak jednoduché – zvedá se rozlišení, přibylo 10bitové a 12bitové kódování obrazu kvůli HDR a rostou i obnovovací frekvence a už teď jedou rozhraní HDMI a DisplayPort na řadě monitorů téměř na hranici svých možností.

Reklama
Reklama

Komentáře

Nejsi přihlášený(á)

Pro psaní a hodnocení komentářů se prosím přihlas ke svému účtu nebo si jej vytvoř.

Rychlé přihlášení přes:

Google Seznam
Reklama