Мы продолжаем серию наших публикаций о технологиях, применяющихся в современных ЖК-телевизорах (советуем также прочитать первую статью из этой серии, посвящённую светодиодной подсветке). Сегодня речь пойдёт о различных вариантах технологий, использующих для обеспечения частоты смены кадров 200 Гц.
История вопроса
Первые электронно-лучевые трубки (и приборы на их основе) появились ещё в 20-ые годы XX века. Из-за несовершенства имеющихся на тот момент технологий частота вертикальной развёртки в них совпадала с частотой переменного электрического тока в розетке, составляющей 50 Гц в Европе и 60 Гц в США и Японии. В итоге именно эти значения легли в основу стандартов PAL/SECAM и NTSC, в которых частота обновления составляет 50 и 60 полей в секунду соответственно. Обратите внимание, что речь идёт именно о полях, а не о кадрах, поскольку PAL/SECAM и NTSC изначально предусматривают чересстрочную развёртку. Чересстрочная развёртка отличается от прогрессивной тем, что на экране отображается не весь кадр одновременно, а чётные и нечётные строки по очереди.
Однако чересстрочная развёртка, особенно с такой невысокой частотой, приводит к тому, что изображение на экране начинает мерцать. Именно поэтому в дорогих ЭЛТ-телевизорах применялись схемы, удваивающие частоту развёртки до 100 или 120 Гц (в зависимости от стандарта вещания).
Лирическое отступление: в большинстве художественных фильмов, снятых на 35-миллиметровую плёнку, используется частота обновления 24 кадра в секунду, в то время как PAL/SECAM-телевизоры способны отображать видео с частотой, кратной 25 кадров в секунду. Поэтому у вас дома такие фильмы будут проигрываться примерно на 4% быстрее, чем в кинотеатре. Чтобы избежать этого, выбирайте телевизоры со специальной функцией, обеспечивающей корректную скорость воспроизведения контента с частотой 24 к/с (обычно она называется 24p Real Movie или похожим образом). Данная проблема исчезнет тогда, когда в широкой продаже станут доступны телевизоры с частотой обновления 600 Гц, но это произойдёт ещё нескоро.В телевизорах на основе ЖК-панелей мерцание практически отсутствует, поскольку понятие развёртки к ним неприменимо (в них отсутствует сканирующий луч, изображение выводится на экран сразу). К тому же они всегда показывают прогрессивный сигнал, который в случае необходимости достраивается из чересстрочного. Однако человеческий глаз может различать артефакты в том случае, если изображение на экране обновляется с частотой менее 60 Гц. А для динамических сцен и вовсе чем выше частота смены кадров, тем лучше, поскольку в противном случае может быть заметна неравномерность движения. По английски это явление называется judder (на русский этот термин можно перевести как «подёргивание»). Кроме того, чем меньше кадров в секунду показывает телевизор, тем более размытыми будут выглядеть на его экране движущиеся предметы. Для уменьшения подёргивания и размывания картинки производители применяют различные технологии, позволяющие увеличить частоту обновления кадров на экране телевизора.
Две технологии, два подхода: MEMC против сканирующей подсветки
Практически все производители используют технологию, которая называется MEMC (Motion Estimation and Motion Compensation, то есть предугадывание и компенсация движения). Процессор телевизора при этом достраивает «промежуточные» кадры и показывает их в промежутке между «настоящими», благодаря чему плавность и чёткость изображения повышаются.
Технология MEMC: настоящие 200 Гц
Таким образом можно эффективно поднять частоту кадров до 200 Гц, однако для отображения 200 кадров в секунду необходимо иметь мощный процессор для обработки видеопотока и быструю матрицу со временем реакции 5 мс или меньше. Зато это будут честные, настоящие 200 Гц. В настоящее время так поступают две компании - Samsung и Sony (такое сходство неудивительно, если учесть, что обе эти компании производят матрицы для своих телевизоров на совместном предприятии S-LCD). Причём Sony применяет эту технологию только в самых дорогих моделях, Samsung же более демократичен.
MEMC + сканирующая подсветка: как бы 200 Гц
Остальные производители, включая Toshiba, Philips и LG, применяют MEMC в комбинации с технологией под названием Scanning Backlight (сканирующая подсветка). MEMC обеспечивает отображение 100 кадров в секунду, однако при этом подсветка экрана включается и выключается с частотой 200 Гц. При этом достигается практически тот же эффект, что и в случае с настоящей 200-герцовой развёрткой, однако наблюдаются и побочные эффекты, среди которых снижение воспринимаемой яркости (неудивительно, поскольку подсветка половину времени выключена), двоение и мерцание изображения.
И если в случае с двумя технологиями LED-подсветки можно сказать, что обе имеют свои преимущества, то в данном случае честные 200 Гц однозначно выигрывают у нечестных во всём, кроме стоимости готового телевизора. Справедливости ради надо сказать, что большая часть производителей, использующих сканирующую подсветку, честно пишут об этом в характеристиках своих продуктов. Маленькими буквами в самом низу страницы.
Когда мы выбираем телевизор, то часто сталкиваемся с таким параметром как частота кадров - Гц. Производители телевизоров преподносят собственную технологию как лучшее решения на рынке ЖК- телевизоров, обещая нам наилучшее качество картинки. А маркетологи активно используют различные уловки при расчёте заветного параметра.
В технических характеристиках производитель часто указывает немалые цифры— 100, 200, 400, 600, 800, 1200Гц и так далее.
В данной статье выясним воздействие этого параметра на качество изображения, а так же опровергнем известные мифы и заблуждения, связанные с частотой телевизора.
Что такое частота обновления кадров телевизора?
Не стоит путать частоту обновления ЖК матрицы и частоту обновления кадров видео.
Кадровая частота обновления — это количество кадров видео-контента, отображаемые на экране телевизора за период в 1 секунду. Частота напрямую зависит от типа контента.
Стандартная частота снятого фильма — 24 кадра в секунду.
Частота ТВ-контента — 50 кадров в секунду (в Европейских странах).
Частота обновления — это параметр, который означает, сколько кадров в секунду способен отображать ЖК телевизор, данное значение не улучшит качество картинки в кинофильмах.
Где будет полезна более высокая частота обновления ЖК матрицы?
Например, при подключении к компьютеру, ЖК телевизор с матрицей 120 Гц будет отображать более плавную анимацию в Windows. При поддерживающей видеокарте можно получить хорошую картинку в играх.
Для чего нам дополнительные Гц?
В старых кинескопных телевизорах с диагональю экрана свыше 70 см, при стандартной частоте в 50-60 Гц наблюдалось сильное мерцание, что давало дополнительную нагрузку на глаза.
Причиной этому служило не низкое количество кадров, а особенность самой технологии. Поэтому инженеры разработали ЭЛТ-телевизор с частотой обновления 100 Гц. С такой частотой картинка не мигала, а глаза не уставали.
Именно поэтому возникло заблуждение, что телевизор с большим значением частоты не влияет на зрение.
В ЖК телевизоре с частотой 60 Гц мерцание нет, и увеличение показателя частоты необходимо совершенно для других целей.
Технология 100,200,400,800 Гц
Основной недостаток ЖК телевизоров уменьшение разрешения отображаемого кадра в динамических сценах.
На динамическое разрешение влияет отклик матрицы, вызванный медленным переключением жидких кристаллов от текущего цвета в абсолютно черный и обратно. Примером качественного отображения быстрых сцен в фильмах, будет любой плазменный телевизор.
1.Применение Led подсветки для увеличения динамического разрешения— сканирующая подсветка. Самый простой метод. Влияние на чёткость картинки заметно, но при этом снижается значение яркости и наблюдается мерцание. Польза от этой функции не однозначна. Используется в бюджетных телевизорах.
2.Вставка дополнительных кадров. Технология требует мощный процессор, и применяется в моделях средней ценовой категории.
Воздействие на картинку в динамических сценах значительное. Имеется ряд недостатков:
— если эту функцию использовать при просмотре обычных фильмов, то появится эффект спектакля:
— при создании дополнительных кадров наблюдаются значительные артефакты в виде неправильного наложения кадров и остаточного изображения.
3.Комбинированный метод. Вышеуказанные технологии и различные алгоритмы обработки, сглаживания и устранения дефектов картинки. Лучшее решение. Можно регулировать создание дополнительных кадров и степень подавления эффекта размытия в динамике раздельно. Тем самым получить высокие показатели динамического разрешения в фильмах(24fps) без эффекта спектакля.
Числовое значение, указываемое в характеристиках — это индекс обработки изображения, в сумму которого входят работа всех технологий телевизора. При этом эффективность индекса не зависит от числового значения.
Вывод.
Не нужно гнаться за значением показателя Гц, это маркетинговый ход, что бы продать телевизор подороже. Качество картинки зависит от комплекса применяемых технологий для улучшения изображения. Частота более 100 Гц имеет смысл быть в телевизорах с поддержкой 3D изображения, в остальных случаях не гонитесь за этим значением.
Паспорт каждого современного ЖК-телевизора или компьютерного монитора содержит такую характеристику, как частота обновления экрана. Но даже продавец-консультант не всегда способен объяснить, как фактически этот показатель влияет на изображение, чем отличается картинка в 50Гц, 100Гц, 200Гц и какую частоту лучше выбрать. Однако разница существует, и довольно заметная: количество Гц ощутимо сказывается на качестве. Порой стоит несколько увеличить расходы на покупку, но приобрести более удачную модель с четким изображением и плавными переходами динамических кадров .
Не стоит путать этот показатель с частотой кино-съемки, которая равняется 24 кадрам в секунду, или показателем теле-контента, равному 50 кадрам. Частота обновления экрана телевизора — или развертка — измеряется в Гц (герц). Показатель Гц указывает, какое число кадров за секунду способна показать панель.
Чем выше данная характеристика, тем более четкой будет картинка, без «смазанных» движений и мерцания.
Если немного углубиться в историю, то уже морально устаревшие мониторы и телевизоры обладали скромной частотой 50Гц, не скрывая «размазанных» сюжетов при быстром перемещении объекта. Позже их заменили более технологичными устройствами с разверткой 100Гц. В новинках полностью устранили неприятное мерцание, но говорить о качестве все еще не приходилось. Как сказано выше, теле-контент выдает 50 кадров в секунду (что равно 50Гц), обновленные модели «дорисовывали» промежуточные кадры, тем самым, незначительно увеличивая четкость изображения до удовлетворительного уровня. Но в сравнении с предшественниками, телевизоры считались отличными, а более качественная альтернатива отсутствовала.
Высокое качество изображения обеспечат как минимум 200Гц, когда цифровая обработка видео проецирует уже три дополнительных промежуточных кадра . Хоть производитель и обещает, что 100Гц для современной техники достаточно, но это не совсем правда. Достаточно включить два телевизора с разной частотой: в сравнении разница в качестве при развертке в 100 и 200 Гц будет заметна. Но следует принимать во внимание и разрешение экрана. Для современных типов 120 Гц вполне достаточно.
Техническое описание процесса развертки
Чтобы понять, что такое частота обновления, и как происходит дорисовка кадров, нужно разобраться в видах жидкокристаллических телевизоров и мониторов, которые сегодня присутствуют на рынке.
Теперь о самой технологии частоты обновления дисплея. Телевизионный ряд, предоставляемый по каналам некоммутируемой связи, выдает 50 кадров в секунду. Цифровая обработка видео позволила копировать каждый кадр и показывать его дважды, так родилась развертка 100Гц. Технология позволила исключить самый некомфортный дефект изображения – мерцание.
Дальнейшие разработки позаимствовали технологии из компьютерной анимации, когда техника берет за основу два кадра и создает все промежуточные интеллектуально, создавая плавное и четкое движение. В отличие от компьютера, у телевизора нет понятия «будущий кадр», но и этого оказалось достаточно. Дорисовка дополнительных кадров осуществляется на основе анализа прошлых, что обеспечивает высокую точность и плавность изображений . Объекты, движущиеся на высокой скорости, четкие и не размытые.
Что предлагает рынок в настоящее время
Самыми современными сегодня считаются панели с частотой развертки в 600 и 800Гц со встроенной технологией Sub-Field Driving, которая обещает непревзойденное качество картинки. Существует немало сомнений насчет подобных характеристик. Недоверие к производителям рождено уже давно, когда подобная техника только начинала выходить на рынок. В те времена маркетологи не стеснялись приписывать герцы, когда технологии дорисовки изображений вставляли не копии кадров, а просто черные картинки, которые глаз не способен воспринять. Таким образом, качество не повышалось, зато сбыт цифровой электроники шел очень хорошо. Современные ЖК-телевизоры известных марок соответствую заявленным в паспорте параметрам, и здесь сомневаться не стоит. Важнее позаботиться о наличии , позволяющих передавать оцифрованные каналы спутникового или кабельного ТВ.
На что влияет разрешение
Говоря о частоте развертки телевизора, нельзя не упомянуть о других важных параметрах. Кроме вышеописанного показателя стоит обратить внимание на разрешение экрана , которое также оказывает влияние на качество изображения. Показатель измеряется в пикселях (p).
Стоит отметить, что непрерывное развитие технологий, их усовершенствование, приводит к тому, что каждая новая модель значительно лучше предыдущей. Около пяти лет назад на пике популярности были устройства в 720p, а модели Full HD в 1080 p только появились и стоили вдвое дороже, но сегодня их стоимость практически сравнялась. Современный рынок обновлен новым показателем разрешения HDTV – 4K Ultra HD, способным отображать в четыре раза больше пикселей, чем Full HD.
Новый UHDTV или 4К обладает большей цветопередачей, частота развертки 120Гц обеспечивает чистое, четкое и реалистичное изображение. Сложно оценить, что лучше: полное погружение в 3D или свехреалистичные картинки нового формата разрешения. Но не стоит списывать со счетов Full HD в 1080p. Разрешение хоть и отходит на второй план, но будет активно использоваться еще продолжительное время. Большинство контента «заточено» под данное разрешение, в отличие от нового UHDTV, под которое и фильмов еще практически не выпустили, а существующие стоят не дешево. Поэтому выбрать, можно лишь, исходя из качества входящего сигнала.
Более того, вес такого файла значительно больше, текущие кабели, скорость Интернета и Wi-Fi-роутер тоже придется заменить на более быстрые и мощные, способные воспроизводить и отображать видео сверхточного формата.
Подводя итог
Принимая во внимание все значимые параметры, можно сделать несколько выводов.
- Развертка обеспечивает плавное изображение, четкую раскадровку движущихся объектов.
- Разрешение обеспечивает реалистичную прорисовку каждого кадра, когда можно рассмотреть все детали, точно передается цвет, движение воды или людей.
- Выбирая, какая модель телевизора лучше, стоит анализировать все ключевые характеристики в совокупности, чтобы и разрешение экрана, и частота обновления кадров были на уровне.
И еще, не стесняйтесь включать и сравнивать изображение в магазине перед покупкой. Консультанты никогда не смогут на словах описать качество картинки той или иной модели. Максимальный комфорт и удовлетворение от нового приобретения будут на высоте, если подойти к выбору с долей критичности.
