Несколько визуальных артефактов
Размытие изображения при движении на дисплее , также называемое размытием HDTV и размытием изображения на ЖК-дисплеях , относится к нескольким визуальным артефактам (аномалиям или непреднамеренным эффектам, влияющим на неподвижные или движущиеся изображения), которые часто встречаются на современных потребительских телевизорах высокой четкости и плоских дисплеях компьютеров.
Причины
Многие факторы размытия движения существуют уже давно в кино и видео (например, медленная скорость затвора камеры). Появление цифрового видео и технологий отображения HDTV внесло много дополнительных факторов, которые теперь способствуют размытию движения. Следующие факторы, как правило, являются первичными или вторичными причинами воспринимаемого размытия движения в видео. Во многих случаях несколько факторов могут возникать одновременно во всей цепочке, от исходного носителя или трансляции, вплоть до приемника.
- Время отклика пикселей на жидкокристаллических дисплеях (CD) – размытость изображения, вызванная медленным временем отклика пикселей
- Более низкая скорость затвора камеры распространена в голливудских фильмах (размытие содержания фильма), а также распространена в миниатюрных датчиках камер , которым требуется больше света.
- Размытость изображения от слежения взглядом за быстро движущимися объектами на ЖК -дисплее с выборкой и хранением , плазменном дисплее или микродисплее. [1] [2]
- Изменение разрешения (размытие из-за изменения размера изображения для соответствия собственному разрешению HDTV); не размытие движения.
- Деинтерлейсинг дисплеем и обработка телекино студиями. Эти процессы могут смягчить изображения и/или внести неравномерности скорости движения.
- Артефакты сжатия , присутствующие в цифровых видеопотоках, могут вносить дополнительную размытость во время быстрого движения.
Размытость изображения при движении стала более серьезной проблемой для ЖК-дисплеев из-за их принципа выборки и хранения. [3] Даже в ситуациях, когда время отклика пикселя очень короткое, размытость изображения при движении остается проблемой, поскольку их пиксели остаются светящимися, в отличие от люминофоров ЭЛТ, которые просто мигают на короткое время. Уменьшение времени свечения пикселя ЖК-дисплея может быть достигнуто путем отключения подсветки на часть обновления. [4] Это уменьшает размытость изображения при движении из-за отслеживания взгляда за счет уменьшения времени включения подсветки. Кроме того, стробируемую подсветку также можно комбинировать с интерполяцией движения для уменьшения размытости изображения при отслеживании взгляда. [5] [6] Время, когда загорается пиксель, также может уменьшить последствия медленного времени отклика пикселя, отключая его во время перехода или перерегулирования.
Исправления
Стробоскопическая подсветка
Различные производители используют множество названий для своих технологий стробированной подсветки для уменьшения размытости движения на ЖК-дисплеях с выборкой и удержанием. Общие названия включают в себя вставку черного кадра и сканирующую подсветку .
- Компания Philips создала Aptura, также известную как ClearLCD, для стробирования подсветки с целью сокращения времени выборки и, следовательно, размытия сетчатки из-за выборки и хранения. [7] [8]
- Samsung использует стробированную подсветку как часть своей технологии «Clear Motion Rate». [9] В некоторых предыдущих дисплеях Samsung это также называлось «LED Motion Plus». [10]
- Компания BenQ разработала технологию SPD (Simulated Pulse Drive), также более известную как «вставка черного кадра», и утверждает, что ее изображения такие же стабильные и четкие, как у ЭЛТ. [11] [12] Это концептуально похоже на стробирующую подсветку.
- Корпорация Sharp использует «сканирующую подсветку» [13] [14] , которая быстро мигает подсветкой в последовательности сверху донизу экрана в каждом кадре.
- Nvidia лицензировала технологию стробоскопической подсветки [15] под названием LightBoost для производителей дисплеев. Обычно она используется для уменьшения перекрестных помех во время 3D Vision , в которых используются очки с затвором ; однако она также устраняет размытость изображения благодаря своей способности сохранять переходы пикселей в темноте между обновлениями ЖК-дисплея. [16] Для использования преимуществ подсветки LightBoost для уменьшения размытости необходим метод «хака» или утилита.
- BenQ позже разработала собственную технологию «BenQ Blur Reduction», интегрированную в несколько игровых мониторов. Она предлагает стробоскопическую подсветку, которую пользователь может легко включать и выключать. Пользователь не может управлять временем или длиной строба, хотя для этой цели были созданы сторонние утилиты. Более новая прошивка для мониторов BenQ Blur Reduction позволяет пользователю напрямую управлять импульсом строба (временем) и длиной строба (постоянством) непосредственно из меню «Сервис». Доступны дополнительные настройки за счет использования более высокого значения Vertical Total (от 1498 до 1502, в зависимости от того, что не вызывает ошибок), что фактически обманывает масштабировщик Mstar, заставляя его работать с большим интервалом гашения, как если бы вертикальный размер экрана был больше. Это фактически сдвигает перекрестные помехи строба дальше вниз по нижней части дисплея, улучшая качество изображения строба, но с некоторыми недостатками (например, слабый эффект сканирующих линий, также наблюдаемый в режиме стробоскопа LightBoost).
- Eizo также представили свою опцию «Turbo 240», которая до сих пор использовалась на игровом дисплее Eizo Foris FG2421. Она позволяет пользователю легко управлять включением/выключением стробоскопической подсветки, чтобы уменьшить воспринимаемую размытость изображения
- LG представила похожую опцию «Motion 240» на своем игровом мониторе 24GM77
- ULMB — это технология, предоставляемая вместе с технологией G-Sync от Nvidia и связанная с модулем монитора G-Sync. Это альтернативный вариант использования G-Sync (и не может использоваться одновременно), предлагающий пользователю вместо этого режим «Ultra Low Motion Blur». Это было реализовано на различных мониторах, уже поддерживающих G-sync (например, Asus ROG Swift PG278Q, Acer Predator XB270HU). Для новых игр с более высокими требованиями к графической мощности G-Sync предпочтительнее ULMB. [17]
Интерполяция движения
Некоторые дисплеи используют интерполяцию движения для работы на более высокой частоте обновления , например 100 Гц или 120 Гц, чтобы уменьшить размытость движения. Интерполяция движения создает искусственные промежуточные кадры, которые вставляются между реальными кадрами. Преимущество заключается в уменьшении размытости движения на дисплеях с выборкой и удержанием, таких как ЖК-дисплеи.
Могут быть побочные эффекты, включая эффект мыльной оперы , если интерполяция включена во время просмотра фильмов (материал 24 кадра в секунду). Интерполяция движения также добавляет задержку ввода , что делает ее нежелательной для интерактивной деятельности, такой как компьютеры и видеоигры. [18]
Недавно стала доступна интерполяция 240 Гц, а также дисплеи, которые заявляют об эквивалентности 480 Гц или 960 Гц. Некоторые производители используют другую терминологию, например, Samsung's "Clear Motion Rate 960" [9] вместо "Гц". Это позволяет избежать неправильного использования терминологии "Гц" из-за использования нескольких технологий снижения размытости движения, включая как интерполяцию движения, так и стробированную подсветку.
Терминология производителя:
- JVC использует «Clear Motion Drive». [19]
- LG использует «TruMotion». [20]
- Samsung использует «Auto Motion Plus» (AMP), [21] «Clear Motion Rate» (CMR) и «Motion Rate».
- Sony использует «Motionflow». [22]
- Toshiba использует «Clear Frame». [23]
- Sharp использует «AquoMotion». [24]
- Vizio использует «Четкое действие».
Лазерное ТВ
Лазерный телевизор имеет потенциал для устранения двойного изображения и артефактов движения, используя архитектуру сканирования, похожую на ту, что работает в ЭЛТ. [25] Лазерный телевизор , как правило, пока не доступен у многих производителей. Были сделаны заявления в телевизионных передачах, таких как KRON 4 News' Coverage of Laser TV от октября 2006 года, [26] но ни один потребительский лазерный телевизор не добился каких-либо существенных улучшений в уменьшении любой формы артефактов движения с того времени. Одной из последних разработок в области лазерных дисплеев стал возбуждаемый фосфором лазер, как продемонстрировали новейшие дисплеи Prysm. Эти дисплеи в настоящее время сканируют с частотой 240 Гц, но в настоящее время ограничены входом 60 Гц. Это дает эффект представления четырех отдельных изображений при отслеживании глазом быстро движущегося объекта, наблюдаемого с источника входного сигнала 60 Гц. [27]
Также был выпущен лазерный пико-проектор Microvision на основе MEMS, в котором не было задержки отображения, задержки ввода, а также инерционности или размытости изображения при движении. [28]
Светодиоды и OLED-дисплеи
Оба дисплея OLED и Crystal LED от Sony используют независимый источник света для каждого пикселя, без традиционной подсветки CCFL или LED, используемой в LCD. Crystal LED от Sony [29] использует отдельные светодиоды для каждого пикселя вместо использования светодиодов в качестве подсветки. Несколько дисплеев, продемонстрированных на выставке CES 2012, стали первыми современными телевизорами высокой четкости, которые преодолели артефакты движения путем выборочного затемнения частей экрана. [30] Технологии OLED и «Crystal LED» также имеют время отклика намного меньше, чем технология LCD, и могут значительно уменьшить размытость движения. Однако все потребительские OLED-дисплеи являются дисплеями выборки и хранения, [2] [31], что приводит к такому же количеству размытости движения, как и обычные LCD.
Смотрите также
Ссылки
- ^ Пойнтон, Чарльз (12 мая 2004 г.). «Изображение движения, отслеживание глаз и развивающиеся технологии отображения» (PDF) . poynton.com .
- ^ ab Stanley H. Chan; Truong Q. Nguyen (23 сентября 2010 г.). Моделирование и имитация размытия движения на ЖК-дисплеях . Международная конференция IEEE по мультимедиа и выставкам, 19–23 июля 2010 г. Сингапур: IEEE . doi :10.1109/ICME.2010.5583881. eISSN 1945-788X.
- ^ Didyk, Piotr; Eisemann, Elmar; Ritschel, Tobias; Myszkowski, Karol; Seidel, Hans-Peter (2010). T. Akenine-Möller; M. Zwicker (ред.). Perceptually-motivated Real-time Temporal Upsampling of 3D Content for High-refresh-rate Displays (PDF) . Eurographics 2010. Computer Graphics Forum . Vol. 29, no. 2. Norrköping: Blackwell Publishing . pp. 713–722 – via MPI-INF .
- ^ Фэн, Сяо-фан (9 февраля 2006 г.). Анализ, восприятие и уменьшение размытости изображения на ЖК-дисплее с использованием синхронизированной вспышки подсветки . Зрение человека и электронная визуализация XI. Т. 6057. SPIE . С. 213–226. Bibcode : 2006SPIE.6057..213F. doi : 10.1117/12.643893.
- ^ Someya, Jun (май 2005 г.). Корреляция между воспринимаемым размытием движения и измерением MPRT (PDF) . Сборник технических документов симпозиума SID. Том 36. Общество отображения информации (опубликовано 5 июля 2012 г.). стр. 1018–1021. doi :10.1889/1.2036171.
- ^ "LCD Motion Blur". Архивировано из оригинала 2010-10-31 . Получено 2012-10-03 .
- ^ "Брошюра Philips, рекламирующая подсветку Aptura, которая значительно уменьшает размытость сетчатки" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 9 марта 2008 г. . Получено 8 сентября 2007 г. .
- ^ "Обзор набора Philips Aptura, в котором кратко обсуждается Aptura". Архивировано из оригинала 20-09-2007 . Получено 08-09-2007 .
- ^ ab Samsung Clear Motion Rate, включая использование стробирующей подсветки
- ↑ Руководство пользователя для телевизоров Samsung серии 81 с технологией LED Motion Plus. Архивировано 29 ноября 2007 г. на Wayback Machine.
- ^ "BenQ описал "вставку черной рамки" на мониторе FP241VW, выпущенном в 2006 году". Архивировано из оригинала 2007-12-15 . Получено 2007-12-13 .
- ^ "BenQ описывает "Simulated Pulse Drive", который, похоже, является той же технологией, но переименованной в соответствии с их новой линейкой мониторов, анонсированной в декабре 2007 года". Архивировано из оригинала 2007-12-08 . Получено 2007-12-13 .
- ^ Sharp Corporation сканирующая подсветка Архивировано 13 ноября 2012 г. на Wayback Machine
- ^ Технология сканирующей подсветки Elite LCD HDTV Архивировано 22 сентября 2012 г. на Wayback Machine
- ^ Высокоскоростное видео стробоскопической подсветки nVidia LightBoost
- ^ Устранение размытости изображения при движении с помощью стробоскопической подсветки, обычно разработанной для nVidia 3D Vision
- ^ Когда использовать G-Sync или ULMB?
- ^ Решение проблем с задержкой в видеоиграх HDTV
- ^ Терминология Clear Motion Drive компании JVC
- ^ Терминология TruMotion от LG
- ↑ Терминология Auto Motion Plus от Samsung. Архивировано 12 января 2008 г. на Wayback Machine.
- ↑ Терминология Motionflow от Sony. Архивировано 8 декабря 2008 г. на Wayback Machine.
- ^ Терминология Clear Frame компании Toshiba
- ^ Терминология Sharp's AquoMotion
- ^ "Evans и Southerland используют лазер со сканирующим столбом для устранения размытости изображения в своей высококлассной лазерной проекционной системе". Архивировано из оригинала 28.07.2007 . Получено 31.07.2007 .
- ^ Новости KRON 4 в Bay Area освещают совместный проект лазерного телевидения Coherent и Novalux
- ^ "Prsym создает возбуждаемый лазером фосфорный дисплей, предназначенный для рекламного рынка и позволяющий размещать в нем более мелкие дисплеи". Архивировано из оригинала 26-08-2020 . Получено 13-08-2023 .
- ^ «Лазерные дисплеи — это нулевое запаздывание, нулевое размытие, нулевое послесвечение».
- ↑ Sony разрабатывает дисплей следующего поколения «Crystal LED Display», идеальный для высокого качества изображения на больших экранах. Архивировано 14 февраля 2012 г. на Wayback Machine.
- ^ Технический специалист Sony объясняет, как Sony обрабатывает отображение движения на OLED-дисплеях
- ^ Почему на некоторых OLED-дисплеях наблюдается размытие движения?
Внешние ссылки
- Подсветка для уменьшения размытости изображения
- Фотосъемка размытия движения на ЖК-дисплее с помощью камеры преследования
- Статья в журнале HDTV Magazine, в которой подробно рассматривается проблема размытия изображения на ЖК-панелях.
- Ссылка, описывающая причину размытия движения при использовании методов выборки и хранения, а также уменьшение размытия с помощью светодиодной подсветки
- TestUFO.com: Тестовые анимации движения, которые также демонстрируют размытость изображения при движении
- Techmind.org: Технология ЖК-дисплеев и стационарные тестовые шаблоны
- Объяснение 1080p и частоты кадров
- Методы для 3:2 Pull Down
- Монитор BenQ, который использует стробирование для уменьшения артефактов выборки и хранения из-за отслеживания движения глаз
- Приложение Windows, демонстрирующее размытие сетчатки из-за выборки и удержания дисплеев [ постоянная неработающая ссылка ]