החלקת תנועה ו- 120HZ

המושג 120HZ נחשב כיום מותג. יש מסכים עם, יש מסכים בלי. מהי משמעות המושג הזה, כיצד זה תורם לנו לאיכות ...
15:00
  /  
22.07.2012
  
מאת: עפר לאור

הקדמה

כאשר מסכי LCD רק התחילו, היו להם כל מני בעיות. שתי הבעיות העיקריות היו זמן תגובה ויחס ניגודיות. בעוד שיחס ניגודיות זה משהו שהשתפר עם השנים, ליצרניות היו לא מעט בעיות עם זמן התגובה. 

זמן תגובה נמדד אז בזמן שלוקח לעבור משחור לחלוטין (ה-LCD חוסם אור) ללבן לחלוטין (ה-LCD מעביר אור). האתגר היה לרדת עם המספר הזה ככל הניתן. כאשר המספר היה גבוה, תופעות הלוואי היו בעיקר מריחות של התמונה – שובלים אחרי אובייקטים זזים, אך גם תופעות נוספות שמתחברות לכיווץ, ואשר היו גורמות לכך שתמונות מכווצות היו נראות מאוד רע על גבי המסכים הללו.

עם הזמן גילו החוקרים שהבעיה האמיתית היא לא במעבר משחור ללבן או ההיפך, אלא בכלל מאפור לאפור אחר. נניח שתת פיקסל מסויים היה צריך לעבור מרמת שקיפות של 80 (מתוך 256 דרגות שקיפות) ל-81. כאן הפאנל היה מתקשה מאוד לבצע את העבודה. לעיתים זה לא היה קורה בכלל, ולעיתים היה לוקח המון זמן, הרבה יותר מאשר הזמן שהוקצה לפריים בודד.

120HZ

מה עושים? הפיתרון של היצרניות היה פשוט להפליא. מתברר שאם מריצים את הפאנל במהירות כפולה, כלומר כותבים כל ערך פעמיים, זה משפר משמעותית את זמן התגובה ולרוב יכפיל אותו. היצרנים החליטו לנצל את התדר הכפול והוסיפו פיצ'ר נוסף – הוספת פריימים ביניים. או Intelligent Frame Creation.למה לא, כך הם חשבו לעצמם, שנייצר פריימים בין לבין? הרי אנחנו ממילא מריצים את הפאנל בתדר כפול.

כמובן שזה דרש צ'יפים חזקים שידעו לייצר את הפריימים המיוחדים. זה לא היה הממוצע של התמונות (כי זה היה מטשטש את התמונות), אלא ממש זיהה איזה פיקסל נע במרחב התמונה ולאן הוא נע והיה ממפה את תמונת הביניים שלו.

מכיוון שבארה"ב הטלויזיות רצות ב-60HZ (בישראל ב-50HZ), הם קראו ליכולת הזו "120HZ". הדבר הפך כמעט לשם דבר. אנשים היו רוכשים בחנות מסך עם 120HZ. בישראל ההכפלה היתה מייצרת תדר של 100HZ (כמובן שזה 50HZ כפול 2).

אבל זה לא הספיק. בדור הבא של המסכים, היה צורך לשפר עוד את זמני התגובה, וחלק מהחברות עברו ל-240HZ. בשלב הזה היו מספר פתרונות. ב-240HZ מסוג אחד היו מוסיפים שלוש תמונות "מומצאות" בין כל 2 רגילות.

Scanning backlight

פאנלים באותה תקופה היו בעלי זמני תגובה שנעו בין 8-16 אלפיות השניה. זה המון וזה היה נקלט בקלות בעין. הבעיה שגם מעבר דרך שחור היה נקלט בעין מכיוון ש-LCD אינו עובר באופן מיידי מערך מסויים לערך אחר אלא עובר בדרך דרך כל הגוונים (מ-80, ל-79, ל-78, ל-77 ועד ל-0) ולמרות שזה קרה מהר מאוד, זה עדיין נקלט בעין. בכדי להסתיר את התופעה, אפשר היה לכבות את התאורה האחורית לזמן קצר כאשר הפאנל עסוק בלהשתנות. 

בכדי שלא נראה הבהוב מציק על כל התמונה, היו מכבים בכל פעם מקטע (לרוב פס אופקי) שונה, כך ההבהוב היה מתחלק בין האיזורים ולא תוקף אותנו במכה אחת (שהיתה מציקה לנו בעין). לתופעה קוראים Scanning Backlight.

ההבהוב הזה אפקטיבי יותר ככל שאנחנו עוסקים בו מהר יותר, וכך פיליפס לקחה את זה לקיצוניות והכריזה על PMR 1200HZ – מסך LED שהתאורה האחורית שלו מהבהבת ב-1200HZ (פי 20 מקצב שינוי התוכן). עוד שיפור שהבהוב כזה נותן, הוא מניעת זליגות תמונה מעין לעין כאשר מדברים על תלת מימד אקטיבי. שם, ככל שנגביר את קצב ההבהובים, כך התמונה תהיה חלקה יותר. רוב החברות משתמשות כיום בסריקה של 240HZ (כלומר 120HZ לכל עין).

מה שניתן לעשות על מנת לשפר את זמן התגובה יותר, הוא שכאשר מחשיכים איזור מסויים על ידי התאורה האחורית, ניתן להעביר את הפיקסלים הקדמיים לשחור. זה מכריח אותם להתעדכן ומאלץ את הפאנל בעצם לשפר את זמן התגובה של עצמו.

מתי 120HZ איננו 120HZ?

"לפעמים אני איננו אני" שר לו קוני למל. מתברר שלא תמיד כל המערכות זהות. חלק מהחברות מכניסות 240HZ (כלומר 3 תמונות ביניים) ומעבר לכך מגבירים את הקצב בעזרת Scanning Backlight. דוגמא למי שממש את השיטה באופן אופטימלי היא חברת סוני שקוראת לשיטה שלהם Motion Flow.

אבל לא תמיד זה נכון. סמסונג למשל, משתמשת ב-120HZ ואת המעבר ל-240HZ היא מבצעת תוך שימוש בתאורה אחורית סורקת. זה כמובן לא נורא. המשמעות היא שיש פחות פריימים מומצאים וזה עדיין בסדר.

HD GURU גילה שבמודל 55LM6700 של LG, התאורה האחורית שלו עובדת באופן שונה לחלוטין. הגילוי הוא שבגלל שיטת התאורה של המסך שאינה אופקית בעצם אלא מסגרתית – המסך תחילה מכבה את האור בצדדים ולאחר מכן במרכז (כלומר, שני מקטעים בלבד).

כאן ניתן לראות את הוידאו של התופעה:

 

הסיבה לכך היא שבניגוד למסכי LED רגילים שלרוב מציבים את הלדים בצידי המסך, במודל הזה מקורות התאורה הם בחלק העליון והתחתון של המסך. הבעיה שמנגנוני החלקת התנועה לא מתואמים לכך ובעצם מתקבל כך מסך 60HZ עם הבהוב 120HZ…

פלזמה

בפלזמה המצב עוד יותר מסובך. זמן התגובה של תת פיקסל בפלזמה הוא נמוך מאוד. במידה ועובדים ב-60HZ תוכן ורוצים 8 ביט של גוון לכל תת פיקסל – נקבל 480HZ. ואכן, לפני כמה שנים זה היה קצב העדכון של הפיקסלים. עם הזמן, החברות החליטו שגם פלזמה צריכה לקבל החלקת תנועה והגבירו את הקצב. הגברת הקצב גם נתנה לפלזמה אפשרות לייצר יותר גווני צבעים (אם כי אף אחד לא באמת זקוק ליותר מ-24 ביט צבע – 3X8 צבעי יסוד).

אז החברות העלו ל-600HZ את הקצב (9 ביט לכל תת פיקסל + הכפלת קצב הפריימים ל-120HZ).

בהמשך ראינו גם 960HZ Subfield Drive – כמובן שהדבר דורש שינוי משמעותי של הכימיה שמרכיבה את הפלזמה.

כיום פנסוניק מציגה 2500FFD (שימו לב, אין כאן הרץ יותר!). כאן כבר השיטה שונה, במקום לדחוס המון תוכן לאורך כל הזמן, דוחסים את הזמן שהאור מופעל בפועל לחלק קטן של הזמן. בשאר הזמן המסך מוחשך. מדובר בשיטה שככל הנראה הושאלה מרעיון של פיוניר שהוצג בסדרת KURO. על ידי שמירת הפיקסל כהה רוב הזמן, ניתן לגרום לפיקסלים שיש להם מעט מאוד אור להפיק, להראות חשוכים הרבה יותר. הלבנים לא נפגעים כי בסה"כ ניתן להרחיב את הזמן לפי הצורך, כך שאפשר לגרום לפיקסל כזה להוציא אותה כמות אור כמו פיקסל בדורות הקודמים של הטכנולוגיה. כך שעבור פנסוניק, הגברת קצב ההבהוב משרת תפקיד אחר לחלוטין מאשר ב-LCD. בעוד שב-LCD המטרה היא להחליק את התנועה ולקצר את זמן התגובה (קרי: להפחית את מריחת התמונה), המטרה כאן היא להגיע לשחורים עמוקים יותר…

סיכום

המסקנות העיקריות מכל הנושא הזה הוא שהחברות ככל הנראה מרוצות מאוד מכך שאין שם אחיד ליכולות העיבוד הללו והן מצליחות להמשיך ולבלבל אותנו עם מונחים ושיטות חדשות.

אם הפונקציות של החלקת תנועה חשובות לכם, השיטות הטובות ביותר הן הכפלת קצב הפריימים (או פי 3 למי שבאמת מאוהב בפיצ'ר) וטיפול בתאורה סורקת. מכיוון שהחברות לא ששות לפרסם את השיטה המדוייקת שהן עובדות מה, תצטרכו לעשות עבודת מחקר לא קלה בכדי לברר איזה מהמסכים תומכים בכל אחת מהשיטות הללו.

וכל מה שנותר לומר הוא שחבל שאין תקן אחיד (כמו HD READY או FULL HD) אשר ניתן לאכוף אותו במונחים הללו…

לדיון בנושא: החלקת תנועה ו- 120HZ


15:00
  /  
22.7.2012
  
מאת: עפר לאור

1