В дискусиите за 4K телевизори темата за честотата на опресняване постоянно се повдига. Има основателни причини за това. От една страна, честотата на опресняване на кадрите влияе пряко върху удоволствието от гледането на видео съдържание, било то филми или спортни видеоклиповепредавания.

От друга страна, самите производители на телевизори объркват купувачите със специфичния жаргон, който използват за описание тази функцияв спецификациите. Основният проблем с техните описания е, че те са или откровена измама, или технически неправилни. В резултат на това дори специалист не винаги може да разбере техните описания.

Тази статия е написана с цел да изреже целия жаргон и маркетингова терминология, за да обясни разбираемо три прости неща на читателя: каква е честотата на кадрите във връзка с видеото, какво е „естествено“ (родно) (родно) и „подобрено ” (подобрена) честота на кадрите и какъв ефект имат двата типа сканиране върху качеството на картината, която телевизорът показва.

Всички текущи първокласни 4K телевизори, като Samsung KS9500, работят с естествена честота на опресняване от 120 Hz.

Какво е честота на кадрите?

На най-фундаменталното си ниво честотата на кадрите е това, което означава името му. Това е скоростта, с която вашият телевизор опреснява картината всяка секунда. Колкото по-висока е честотата на опресняване, толкова по-гладка и естествена е картината, която виждате на екрана. Честотата на кадрите е от особено значение за динамично видео с висока разделителна способност. Всяко видео има ограничение, до което може да се увеличи честотата на кадрите.

Важно е да се разбере, че телевизорът не може да добавя „подробности“ към видео източник. Всички подробности вече са във видеото и телевизорът може да обработва само сигнала.

Ако вземем за пример филм, който се играе в киносалон, тогава еквивалентната честота на кадрите ще бъде 24 кадъра в секунда. След това тези 24 кадъра се преобразуват в 30 кадъра за излъчване. След това видеото се манипулира малко, за да произведе 60 кадъра в секунда, което съответства на 60 Hz „размах“, който е форматът, в който се пуска повечето цифрово видео днес.

4K телевизорите могат да работят както в режими на 60 Hz, така и в 120 Hz (60 или 120 снимки в секунда). По-старите HD телевизори работят предимно на 60Hz (много модели всъщност работят на 50Hz). Тъй като се очаква 4K телевизорите да бъдат с най-високо качество, 60Hz бързо се превърна в нещо като остаряла технология и сега всички 4K телевизори поддържат 120Hz.

Каква е връзката между честотата на кадрите и кадрите в секунда на изходното видео?

И, разбира се, възниква друг въпрос: какво се случва, когато гледате 60Hz видео на 120Hz телевизор? Телевизорът разпознава източник на 60Hz и след това може да направи няколко корекции или „подобрения“, за да покаже правилната картина.

Интерполация на рамката

Първият метод, който ще разгледаме, се нарича интерполация на рамката и тази технология се използва от всички съвременни телевизори, включително 4K телевизори. Същността на тази технология е, че две или повече различни видеоклиповерамка, след което те се наслагват един върху друг и резултатът от тази операция се показва между реални кадри. В резултат на това картината е малко по-размазана.

Следващият метод се нарича черни вмъквания на рамка (BFI). Тази технология се състои във вмъкване на черни рамки вместо изпуснати рамки. Този метод ви позволява да се справите със замъгляването при движение в кадъра (замъгляване при движение).

Пример за метода BFI.

Какво е замъгляване при движение в 4K телевизори?

Замъгляването при движение е проблем с видео източник. И двата метода, описани по-горе, са необходими, за да се избегне този ефект при 120 Hz и 60 Hz. Трябва също да разберете, че телевизорите с честота 120 Hz имат много по-добър контрол на замъгляването от техните 60 Hz. Замъгляването, като явление, което възприемаме със собствените си очи, е съставна чест от няколко фактора. На първо място, това е размазване, което е характерно за типа телевизионна матрица. Вторият е десинхронизацията на развъртането и броя на кадрите в секунда. На трето място, това е замъгляването, което е "фиксирано" от камерата при снимане.

Телевизорът не може да направи нищо за размазването, създадено по време на снимките. Интерполация и BFI са необходими за борба с първите две причини за замъгляване. И двата начина „измамят“ мозъка ни, така че да виждаме по-ясна картина, когато гледаме филм или спортно предаване.

Колкото по-добре 4K телевизор може да „побере“ картината (24p, 30fps, 60fps) до нейните 120Hz, толкова по-естествен и приятен ще изглежда. Разбира се, това също означава по-малко трептене и по-малко размазване. Една от ключовите разлики между добрия 4K телевизор и лошия е как се справя с филмите. Колкото по-евтин е телевизорът, толкова по-лошо елиминира горните негативни ефекти.

Отлични примери за 120Hz 4K телевизори с добро потискане на размазването и трептенето са телевизорите на Samsung от 2015 и 2016 г., както и телевизорите LG OLED 4K, които пуснаха тази година.

Как са свързани честотата на опресняване и компютърните игри?

4K телевизорите днес много често се използват като гигантски монитори за игри и се свързват към компютри чрез HDMI.

Повечето съвременни 4K телевизори работят чудесно като монитори, защото честотата им на опресняване поддържа две неща. От една страна, всички големи марки, които пускат 4K телевизори през 2015 и 2016 г., са страхотни при 60 кадъра в секунда поради тяхната честота на опресняване от 60 Hz. От друга страна, почти всички телевизори поддържат 120Hz, което прави игрите при 120fps комфортни.

Примери за модели 4K телевизори, които са чудесни за игри при 60Hz, са Samsung JU7100, LG OLED 4K EF9500, Samsung SUHD KS8000.

4K телевизорите, които поддържат Full HD при 120Hz, са Sony X810C и X850C.

Какво означават „подобренията“ на кадровата честота за 4K телевизори?

Преди да продължим, запомнете едно основно и просто нещо, което ще ви помогне да избегнете недоразумения в бъдеще. Честотата на развъртане може да бъде само 60 Hz или 120 Hz.

Всяка посочена от производителя честота на движение над 120 Hz е резултат от по-интензивни версии на интерполация или BFI. Такива "подобрени" размахове могат да бъдат до 240 Hz. Всеки производител има различно име за тази технология.

Ако 4K телевизор предлага честота на опресняване от 60Hz, тогава „подобреното“ сканиране ще бъде 120Hz, ако нормалното сканиране на телевизора е 120Hz, тогава „подобреното“ ще бъде 240Hz. Примери за такива изтривания и техните имена са включени в списъка, който можете да намерите по-долу:

• Sony Motion Flow
  • 120 Hz при 60 Hz естествено опресняване и 240 Hz при 120 Hz естествено сканиране
• Samsung: Скорост на движение
  • помете
• LG: TruMotion
  • 120 Hz при 60 Hz естествено и 240 Hz при 120 Hz естествено
• Vizio: Ефективна честота на опресняване
  • 120 Hz при 60 Hz естествено и 240 Hz при 120 Hz естествено. Vizio предлага "Clear Action" размах, който удвоява преработеното изображение. Резултатът е числа като 480 Hz и 720 Hz за 60 Hz или 960 Hz за 120 Hz. Тези числа не означават нищо и са измислени, за да впечатлят потенциалния купувач.
• Panasonic Image Motion
  • 120 Hz при 60 Hz естествено и 240 Hz при 120 Hz естествено

Графики като тази подмамват купувачите да мислят, че има размах над 240Hz. Всъщност, размаховете над 240 Hz не влияят по никакъв начин на качеството на картината.

Заключение

В повечето случаи е достатъчен типичен 120Hz размах. Някои телевизори предлагат отлично качество на картината и контрол на движението при 60Hz. Разликата между 60Hz и 120Hz ще бъде едва забележима на видео, което е направено на 60Hz. Допълнителните технологии за подобряване на движението (като удвояване на честотата на опресняване) са приятен бонус в специфични ситуации, като например гледане на спорт, където размазването при движение добавя усещане за присъствие. Всички технологии, които правят честотата на движение над 240 Hz, могат безопасно да бъдат игнорирани.

Всички тези технологии са индекс, който определя визуалното възприятие на изображението и нямат нищо общо с действителната честота на показване на изображение.

Различни компании използват собствените си имена за технология, която оценява качеството на показване на динамични сцени или, може да се каже, изкуствено увеличаване на честотата на гледане на изображение. И трябва да се отбележи, че изкуствени(увеличаване на честотата), тъй като, първо, всички стандарти предвиждат честотата на кадрите, която първоначално е била зададена при запис на изображение, както е описано в статията

и второто са физическите възможности на матрицата за смяна на кадри за секунда, което се обсъжда по-долу. .

• 1080i: преплетен стандарт при 25, 29,97 или 30 кадъра в секунда
• 1080p: Стандарт за прогресивно сканиране, който позволява честота на кадрите от 24, 25, 30, 50 или 60 кадъра в секунда
  
• 720p: Прогресивен (без преплитане) стандарт, който позволява скорост на кадрите от 50 или 60 кадъра в секунда
  
• SD: стандартна цифрова телевизия 50 или 60 кадъра в секунда.
• Аналогов сигнал: 25 кадъра в секунда.

На този моментмаксималната честота на кадрите дори в най-новия 1080p стандарт е само 60 кадъра в секунда. От 2017 г. са приети нови стандарти, които ще позволят да се предава видео с честота от 240 кадъра в секунда.

Тези технологии са предназначени за по-плавно гледане на динамични сцени. Човек, както знаете, не възприема честотата от 50 Hz като трептене, а я възприема като постоянен компонент.

За да се постигне желаният ефект, се използват технологии за дублиране на кадри, например 2 еднакви кадъра се показват на зрителя всеки път с начална честота от 50/60 кадъра в секунда, благодарение на което честотата на опресняване вече е 100 или 120 Hz. И ако покажете 3, това вече е 150/180 кадъра в секунда. Повече за примера с технологията на Samsung,

Поради факта, че човек при 50 Hz не забелязва трептене, не му пука каква честота е 200, 400, 800 Hz, всички тези имена са разпространени маркетингов триккоето ви позволява да продавате по-скъпи телевизори с напълно ненужни функции, от гледна точка на човешката физиология. Същият електрически ток, който имаме, има честота 50 Hz, но по някаква причина никой не се сети да продава устройства, които увеличават честотата 2 или повече пъти, което ви позволява да създадете по-меко осветление на стаята, тъй като е напълно ненужно. Нека просто кажем, че с увеличаване на, например, индикатор от 200Hz, човек няма да забележи разликата в сравнение с 400 или 800.

В този случай 200Hz, 400Hz, 600Hz, 800Hz са маркетингови имена за същата технология и изобщо не означават, че телевизорът ви показва на тази честота. В технологиите е предвидено телевизионните предавания за зрителя с някои параметри, съизмерими с определената честота.

За сравнение, съвременните матрици на LCD телевизори също обикновено имат време за реакция от 2 мили в секунда. TN матрици не се използват в телевизори на водещи производители, основно се използват матрици, направени по IPS технология, тъй като осигуряват най-добри ъгли на гледане и качество на изображението, и имат време за реакция 6-16ms. Прочетете повече в статията

Но помислете за TN матрицата като най-идеалния вариант.

1 секунда-1000 мили секунди делят 1000/2=500Максималният брой кадри, които телевизионният екран може да изведе, е 500 кадъра в секунда. За да се преодолеят законите на физиката, производителите предвиждат, че например честотата на опресняване на екрана (като се вземат предвид възможни съдебни дела, са измислени различни имена, които не говорят директно за честотата на опресняване на екрана, като MCI, скорост на ясно движение, AMR ), увеличаването на честотата на показване на картина се постига чрез съвместно прилагане на увеличение на честотата, специална подсветка, процесор и др. В съвременните телевизори с декларирана честота над 400 Hz, производителите не посочват времето за реакция на екранната матрица, за да не предизвикват ненужни въпроси, а през 2013 г. такъв параметър като време за реакция обикновено беше премахнат от спецификациителевизор.

Плазмените панели имат много по-кратко време за реакция и на практика не отчитат времето за реакция, възможно е да се получи висока скорост на опресняване на изображението с плазма.

Увеличаването на честотата задължително се използва при гледане на активно 3D, тъй като има алтернативно затъмняване на телевизионния екран за лявото и дясното око и в резултат на това честотата на дисплея се намалява с 2 пъти.

Независимо от това, тези технологии визуално правят динамичните сцени по-гладки и по-лесни за гледане, това се постига не само чрез увеличаване на броя на показаните кадри, но и чрез използване на специални алгоритми за фоново осветление:

• изключете подсветката за кратко време, което ви позволява да премахнете замъгляването на картината.
• стробиране на подсветката на част от кадъра, на телевизора екранът се подчертава в определена последователност.

Комбинацията от всички тези техники прави изображението визуално по-гладко за зрителя.

Но всички телевизори могат да бъдат разделени на 3 групи

1. Телевизори с реална честота на кадрите на екрана от 50 или 60 в секунда.
2. Телевизорите от средния сегмент обикновено са с 3D 120 кадъра в секунда.
3. Премиум телевизори (скъпи телевизори) 240 кадъра в секунда през 2013 г. е най-високата честота на кадрите, постигната някога.

Какво можем да заключим: Да, ако гледате видео с начална честота на кадрите от 24 в секунда, тогава включването на функцията за динамично подобряване на изображението наистина ще го направи по-плавно, но ако гледате видео с начална честота на кадрите от 60 на второ, тогава всички тези технологии за вашето възприятие на практика няма да бъдат забележими.

Продължаваме нашата поредица от публикации за технологиите, използвани в съвременните LCD телевизори (препоръчваме също да прочетете първата статия от тази серия за LED подсветка). Днес ще говорим за различни опциитехнологии, използващи за осигуряване на кадрова честота от 200 Hz.

Заден план

Първите електронно-лъчеви тръби (и устройства, базирани на тях) се появяват през 20-те години на XX век. Поради несъвършенството на наличните по това време технологии, вертикалната честота в тях съвпада с честотата на променливите електрически токв гнездо, което е 50 Hz в Европа и 60 Hz в САЩ и Япония. В резултат на това именно тези стойности формираха основата на стандартите PAL / SECAM и NTSC, при които скоростта на актуализиране е съответно 50 и 60 полета в секунда. Моля, имайте предвид, че говорим за полета, а не за рамки, тъй като PAL / SECAM и NTSC по своята същност са преплетени. Преплетеното сканиране се различава от прогресивното сканиране по това, че не целият кадър се показва на екрана едновременно, а четните и нечетните редове на свой ред.

Преплитането обаче, особено при толкова ниска честота, причинява трептене на изображението на екрана. Ето защо скъпите CRT телевизори използват схеми, които удвояват честотата на сканиране до 100 или 120 Hz (в зависимост от стандарта на излъчване).

Лирическо отклонение:Повечето игрални филми, заснети на 35-милиметров филм, използват честота на опресняване от 24 кадъра в секунда, докато телевизорите PAL/SECAM са в състояние да показват видео с честота, кратна на 25 кадъра в секунда. Следователно във вашия дом такива филми ще се пускат с около 4% по-бързо, отколкото в киното. За да избегнете това, изберете телевизори със специална функция, която гарантира правилното възпроизвеждане на съдържание при 24 кадъра в секунда (обикновено наричано 24p Real Movie или подобно). Този проблем ще изчезне, когато телевизорите с честота на опресняване от 600 Hz станат широко достъпни, но това няма да се случи скоро.

При телевизорите, базирани на LCD панели, трептенето практически липсва, тъй като концепцията за размах не е приложима за тях (те нямат сканиращ лъч, изображението се показва веднага). Освен това те винаги показват прогресивен сигнал, който при необходимост се допълва от преплетения. Въпреки това, човешкото око може да различи артефакти, ако изображението на екрана се актуализира с честота по-малка от 60 Hz. А за динамични сцени, колкото по-висока е честотата на кадрите, толкова по-добре, защото в в противен случайможе да се забележи неравномерно движение. На английски това явление се нарича judder (на руски този термин може да се преведе като "потрепване"). Освен това, колкото по-малко кадъра в секунда показва една телевизия, толкова по-размазани движещи се обекти ще изглеждат на екрана. За да намалят потрепването и замъгляването на картината, производителите използват различни технологииза да увеличите честотата на опресняване на телевизионния екран.

Две технологии, два подхода: MEMC срещу сканиращо осветление

Почти всички производители използват технология, наречена MEMC (Motion Estimation and Motion Compensation, тоест прогнозиране и компенсация на движението). В същото време телевизионният процесор завършва „междинните“ кадри и ги показва в интервала между „реалните“, поради което се увеличава плавността и яснотата на изображението.

MEMC технология: истински 200Hz

По този начин можете ефективно да повишите честотата на кадрите до 200 Hz, но за да покажете 200 кадъра в секунда, имате нужда от мощен процесор за обработка на видео потока и бърза матрица с време за реакция от 5 ms или по-малко. Но ще бъде честно, истински 200 Hz. В момента две компании правят това - Samsung и Sony (тази прилика не е изненадваща, като се има предвид, че и двете компании произвеждат матрици за своите телевизори в съвместното предприятие S-LCD). Освен това Sony използва тази технология само в най-скъпите модели, докато Samsung е по-демократичен.

MEMC + сканираща подсветка: като 200 Hz

Други производители, включително Toshiba, Philips и LG, използват MEMC в комбинация с технология, наречена Scanning Backlight. MEMC осигурява показване от 100 кадъра в секунда, но подсветката на екрана се включва и изключва с честота от 200 Hz. В този случай се постига почти същият ефект като при истинско 200-Hz размахване, но има и странични ефекти, включително намалена възприемана яркост (не е изненадващо, тъй като подсветката е изключена през половината време), ореоли и трептене.

И ако в случай на две технологии за LED подсветка можем да кажем, че и двете имат своите предимства, то в този случай честните 200 Hz определено превъзхождат нечестните във всичко, с изключение на цената на готовия телевизор. Честно казано, трябва да се каже, че повечето производители, които използват подсветка за сканиране, честно пишат за това в характеристиките на своите продукти. Малки букви в долната част на страницата.