F styr p frekvensen
100/200/... Hz?

04 Nov 2010 | Torben Rasmussen (@flatpanelsdk) |

I din frd omkring i fladskrmsverdenen er du uden tvivl stdt p flere forskellige tal i listen over specifikationer, hvor Hz optrder. Enheden Hertz (Hz) bruges i disse sammenhnge typisk som ml for opdateringsfrekvens, men er sagen nu ogs s simpel som s? I denne artikel ser vi nrmere p hvad producenternes angivelse for opdateringsfrekvens og begreberne 100 Hz, 200 Hz, 400 Hz og scanning backlight egentlig dkker over.

Baggrund


I tidernes morgen, hvor CRT-TV (billedrrs-Tv) regerede, var en frekvensangivelser i specifikationerne synonym med det antal gange skrmbilledet blev gentegnet hvert sekund. Da CRT-TV benytter sig af fosfor til at skabe farve p skrmen, som beskydes med elektroner og derved lyser op, og da disse lysglimt er forholdsvist korte, s var det ndvendigt at f hvert billedpunkt til at lyse op adskillige gange i sekundet. Alternativet var at billedet blev opfattet som flimrende. I de sidste generationer af CRT-TV nede frekvensen op p 100 Hz, hvilket endte med at vre et kvalitetsstempel, som hvede et TV over masserne (selvom det egentlig slet ikke var en garant for noget som helst ud over et mindre flimrende billede).



Men hvad med fladskrmene? Princippet med fosforen er det samme i plasma-TV, hvor man ogs typisk benytter sig af opdateringsfrekvenser p 100 Hz for at undg flimren p skrmen. P et LCD-TV er der derimod en konstant lyskilde, som lyser igennem nogle rde, grnne og bl farvefiltre og hvor lysintensiteten reguleres med flydende krystaller. Med andre ord, s er der ikke noget der blinker p en LCD-skrm. Men hvor kommer frekvensangivelserne s fra?

LCD-TV genopfrisker selvflgelig stadig billedet, hvor de flydende krystaller reguleres. Dette gres ved en given frekvens, som typisk er 50 Hz ligesom vores TV-signal herhjemme (60 Hz for US, men et TV understtter bde 50 og 60 Hz opdatering). Dvs. 50 gange pr. sekund sendes der informationer til hver enkelt sub-pixel om hvor meget lys den skal slippe igennem. Mellem hver opdatering holder en sub-pixel p sin lysgennemstrm, hvilket kendetegnes som sample and hold-effekten.

Evnen til bde at opdatere ved 50 og 60 Hz er praktisk, da man s kan slge samme TV i regioner med hhv. 50 og 60 Hz TV-signaler, hvilket ogs passer med frekvensen af AC-forsyningen fra stikkontakten. Det gr endvidere dit TV, solgt her i Danmark, i stand til at virke problemfrit med signaler fra eks. en spillekonsol eller en PC, som typisk vil sende 60 Hz afsted.

Frame interpolation - de frste Hz


Med LCD-teknologien fik vi ogs et nyt problem i form af slr eller trailing. Problemet opstr idet det tager en vis tid at dreje de flydende krystaller.


Dt problem sgte LCD-producenterne i frste omgang at kompensere for ved at indfre dobbelt s mange opdateringer af billedet, s de i stedet opdaterer ved 100 Hz (eller 120 Hz for US - TV'et understtter begge frekvenser ligesom med 50/60 Hz). Problemet var blot, at der manglede noget at opdatere billedet til - der var kun 50 billeder fra antennesignalet og at opdatere skrmen uden nye informationer bidrager ikke med noget. Det nye koncept blev til frame interpolation eller i mere jordnre termer indsttelse af kunstige billeder. Iden gr ud p at se p to p-hinanden-flgende billeder fra kildematerialet (eks. antennesignalet) og udregne forskellen mellem disse to billeder. Ud fra forskellen kan man da udregne hvordan et mellemliggende billede skulle have set ud. Denne nye udregning bliver da til det billede som skrmen opdateres med. Dette er illustreret herunder.


P denne mde gik man fra at opdatere skrmen 50 gange pr. sekund til at gre det 100 gange hvoraf de 50 billeder rent faktisk var kunstige. 100 Hz systemet var genopfundet. Samtidigt med at afhjlpe slr p billeder, s har teknikken ogs potentialet til at give en mere flydende bevgelser, da der nu er dobbelt s mange billeder i en bevgelse. I dag benyttes teknikken ikke udelukkende med 100 Hz opdatering, men ogs med eks. 200 Hz opdatering, hvor der i stedet er 150 kunstige billeder indsat hvert sekund. Teknikken er ikke begrnset til brug med LCD-skrme og da plasma-TV i forvejen opdaterer sit billede ved 100 Hz (samme billede 2 gange), erstatter teknikken blot repetitionen med et kunstigt udregnet billede.

Frame interpolation har dog et par bivirkninger, som kan vre delggende for oplevelsen. Frst og fremmest s er det vigtigt at have for je, at der er tale om en algoritme som udregner et billede og dermed bnes der ogs for muligheden for regnefejl. Den mest grelle form for fejl opleves som soap opera-effekten, hvor billedet fr et unaturligt skr over sig. Grunden til parallellen til soap opera er, at denne type serier blev skudt ved 60 fps p billige videobnd (frem for 24 fps p filmruller) s udseendet bliver lidt af det samme. Derudover s er det sjldent muligt at foretage interpolationen uden at introducere en vis mngde stj omkring de objekter der er i bevgelse. Isr ved fodboldkampe er disse fejl tydelige omkring spillere og bold i bevgelse. Da udregningerne er baseret p mindst 2 billeder (dvs. du er mindst 1 billede bagud i fremvisningen), s vil teknikken ogs introducere en vis portion inputlag, som kan have delggende virkning hvis man spiller konsolspil p sin skrm.


Artefakter som flge af frame interpolation. Lg mrke til omrdet omkring bolden, som er i bevgelse.


Grundet de mange kedelige bivirkninger anbefales det oftest at sl den feature der relaterer til frame interpolation fra p sit TV. I enkelte situationer kan systemet give et lft, men det er mere undtagelsen end reglen. Her br det ogs nvnes at der er stor forskel p hvor godt hver enkelt TV-producent klarer opgaven - ingen nvnt, ingen glemt. Du finder en liste over hvad de individuelle producenter kalder deres frame interpolation nederst i artiklen.

Efterhnden som LCD-panelerne er blevet hurtigere og hurtigere, s er reduktionen af slr ikke lngere det primre ml med brugen af frame interpolation. Det nste afsnit beskriver derimod den teknik som for tiden stormer frem, der tager hnd om en langt mere fundamental rsag til slr-problematikken.

Black frame insertion og scanning backlight - de sidste Hz


Netop sample and hold-effekten, som nvnt i baggrundsafsnittet, er dr hvor problemerne begynder at opst. Det menneskelige syn har en vis hukommelseseffekt, hvilket gr at de konstant lysende billeder fra en LCD-skrm er svre at viske bort fra nethinden. P et plasma/CRT-TV er skrmen faktisk sort det meste af tiden, men pga. hukommelseseffekten opfattes det ikke sdan. P denne mde introducerer man sledes selv en smule slr til bevgelserne p en LCD-skrm (eller andre sample and hold-skrme), som der m kompenseres for vha. andre krumspring.

Her kommer begreberne scanning backlight og black frame insertion ind. Det er muligt at emulere de sorte pauser kendt fra CRT- og plasma-TV ved at indstte sorte perioder i billedstrmmen. P et LCD-TV vil det sledes svare til at gre skrmen helt mrk i en kort periode, hvilket vil viske billedet p nethinden vk.

For at tage det sidste begreb black frame insertion frst, s bliver der her indsat t helt sort billede mellem hver af de gte 50 billeder, s man stadig har et 100 Hz billede. Det sorte billede opns ved at lukke for lyset vha. de flydende krystaller og ikke ved at justere p baggrundsbelysningen. Brugen af denne teknologi er ikke s udbredt, da den typisk har en dramatisk negativ indvirkning p kontrastforholdet og ved 100 Hz opdatering vil det ogs give anledning til flimren da man reelt er tilbage ved noget der ligner et blinkende 50 Hz signal. Se demonstrationen herunder.


En anden mere populr metode til at mindske slret dit eget je introducerer, er brugen af scanning backlight. I dette scenarie er det selve baggrundbeslysningen som skaber de sorte perioder, men frem for at blinke med hele skrmpanelet p n gang, s benytter man sig af en sektionsvis slukning af belysningen (heraf ordet scanning). P illustrationen herunder er det vist hvordan baggrundsbelysningen p et LCD-TV slukkes i sektioner ned over skrmfladen i samme retning som selve skrmpanelet opdaterer sine pixels (oppefra og ned). Synkroniseringen mellem slukningen af belysningen og opdateringen af de enkelte pixels er essentiel for at systemet har den nskede virkning. Typisk vil scanning backlight derfor ogs kre ved samme frekvens som opdateringen af panelet gr.


Der kan vre forskel p hvor mange sektioner en producent har valgt at inddele belysningen i, men i jeblikket er det typisk 3-5 sektioner der benyttes p Edge LED skrme - jo flere sektioner des mindre lys gr der til spilde. P Backlit LED har man langt flere linjer at gre med da de bagvedliggende LEDs sidder tttere. Som en lille bonus, s kan scanning backlight booste effektiviteten af den dynamiske kontrast man ogs typisk benytter p LCD-skrme, da styringen af belysningen er langt hurtigere og mere prcis end den normalt ville vre p TV uden scanning backlight. Dette kan dog ogs vre en medvirkende faktor til, at TV med denne teknologi typisk er lidt dyrere end TV uden.

At scanning backlight er den rigtige vej at g mht. reduktion af slr p LCD-paneler er der meget lidt tvivl om. I de tests vi indtil nu har udfrt, s er det ogs helt klart at paneler med scanning backlight djer vsentlig mindre med slr, end tilsvarende modeller uden denne teknologi. Eksempler p Tv med scanning backlight er: LG LE850N, B&O BeoVision 7-55, Philips 8605H, Sharp LE925

100 Hz og 100 Hz er da 200 Hz?


Nu har vi snakket om forskellige begreber som alle kan flettes sammen med enheden Hz, og den vgne lser har mske ogs undet sig over vore overskrifter p de to foregende sektioner. Finten er nemlig, at frekvensopgivelserne man finder i specifikationerne mske slet ikke er s gennemskuelige som man ellers troede. I den seneste tid har vi set frekvensangivelser, som gr fra 100 Hz og helt op til mere end 600 Hz, men der ligger lidt skjult talgymnastik i visse af disse tal.

Efter devisen more is better jagter producenterne til stadighed at overg hinanden p tal i specifikationerne og Hz er noget befolkningen er vandt til at hre om fra ting som processorer, mobilnetvrk osv. I den forbindelse har man i de forskellige marketingsafdelinger besluttet at man godt m sl alle disse frekvenser sammen, selvom systemerne mske egentlig krer parallelt med hinanden. Et display med et 100 Hz frame interpolationssystem og et 100 Hz scanning backlight system kan sledes pludselig blive til 200 Hz nr specifikationerne skal nedfldes. Det er dog ikke en selvflge at dette gres, s du kan ikke umiddelbart se af specifikationerne om et 200 Hz system rent faktisk har 200 opdateringer, eller om det er 100 Hz med frame interpolation krydret med et 100 Hz scanning backlight system...

Hos plasma-producenterne har man gravet en underliggende frekvens frem i systemet (sub-field drive), som angiver hvor mange gange skrmens pixels blinker pr. sekund - uagtet af skrmen stadig kun opdateres ved 100 Hz. Begrebet sub-field drive er i vrigt benyttet siden tidernes morgen, men er frst blevet offentligt kendt for nyligt, da man begyndte at bruge det i forbindelse med Hz-krigen. Ser du sledes en 600 Hz betegnelse p et plasma-Tv, er det ikke sammenlignelig med Hz-betegnelsen for LCD-TV.


24p og judder


Den sidste krlle p frekvens-roderiet indtrder nr vi begynder at blande andet end blot TV-signaler i suppen. Film skydes typisk ved 24 billeder pr. sekund (BluRay, Netflix mm.) og med en standard opdateringsfrekvens p et TV-panel p 50 eller 60 Hz, s vil den stadig vgne lser kunne regne ud, at det ikke helt gr op. 50 Hz er tydeligvis helt tosset ift. 24 billeder pr. sekund, men nr skrmen opdaterer ved 60 Hz, s kan den benytte den skaldte "telecine" eller "3:2 pulldown" teknik, som basalt set blot gr ud p, at man viser frste billede fra 24 Hz kilden 2 gange, andet billede 3 gange, tredje billede 2 gange osv. s man fr en 2:3:2:3:2... sekvens. Dette kan ganges op i 60, men naturligvis ikke uden omkostning. P illustrationen herunder er teknikken illustreret.


Som det ses, s str billede 2 50% lngere p skrmen end billede nr. 1 hvilket vil give hak (judder kaldes det) i billedet. Den elegante mde, at omgs dette er, at booste frekvensen p TV'et til 120 Hz, som godt kan hndtere en input-frekvens p 24 Hz, da dette blot svarer til at hvert billede vises 5 gange pr. sekund (5*24 = 120).

I relation til den ovenstende problematik med frekvenssystemer, s betyder dette, at et panel, som er i stand til at opdatere ved 100/120 Hz har bedre forudstninger for at hndtere 24 Hz signaler, end et panel, som kun opdaterer ved 50/60 Hz.

Afsluttende bemrkninger


P nuvrende tidspunkt skulle du gerne have en id om hvad der reelt ligger bag salgstalerne og lovprisningerne af disse frekvenssystemer, men er det s noget man br smide sine surt tjente penge efter? I sidste ende m det naturligvis vre op til den enkelte, men vi vil godt give en anbefaling med p vejen at hvis man endelig vil g op i Hz s sats p noget hvor du fr scanning backlight (hvis du kber LCD). Frame interpolation vil oftest vre en blandet fornjelse som man enten elsker eller hader - vi har vores forbehold. At vlge et TV, som har hjest mulig frekvens giver dog mening i relation til at undg judder.

De fleste TV vil have mulighed for at aktivere en eller anden form for frame-interpolation, men afhngigt af frekvensen af panelet, s vil der vre forskel p hvilken type input-materiale man kan tilfje effekten p. Med et 50/60 Hz panel, s er der ikke plads til at tilfje interpolation til signaler med samme frekvens, s dr skal man op i paneler med hjere opdateringsfrekvens. Med mindst n mulighed for tilfjelse af interpolation, s vil et 50 Hz panel dermed ogs typisk figurere med en betegnelse p "100 Hz" efterfulgt af navnet p producentens algoritme (se herunder). Paneler med 100 Hz opdatering vil typisk vre angivet med mere end "100 Hz". Forvirrende? Yes... Vi er p et stadie, hvor 50 Hz panelerne normalvist findes i de billige versioner af TV'ene, hvilket vil sige lige under mid-range-modellerne.

P listen herunder finder du de gngse navne p producenternes frame interpolation, som du vil stde p nr du lser deres specifikationer (eller kigger i menuerne nr du vil sl det fra).

  • LG - TruMotion
  • Mitsubishi - Smooth 100 Hz
  • Panasonic - Intelligent Frame Creation (IFC)
  • Philips - HD Digital Natural Motion, (Clear LCD xxx Hz for scanning backlight)
  • Samsung - Motion Plus
  • Sharp - Fine Motion Enhanced
  • Sony - MotionFlow (Pro hvis der er scanning backlight)
  • Toshiba - ClearScan



  • Flere fokusartikler

    Black Friday

    Black Friday 2018: Guides, tips & vores TV-anbefalinger

    16 Nov 2018 | Rasmus Larsen |
    TV2 Play

    Interview: TV2 Play styrkes med bl.a. profiler, bedre apps & aktualitets-indhold

    25 Oct 2018 | Rasmus Larsen |
    TV-databasen

    Flatpanels introducerer TV-databasen

    21 Sep 2018 | Torben R, Rasmus L |
    Samsung 8K TV

    Frste indtryk af Samsung Q900R 8K TV (& teknisk information)

    10 Sep 2018 | Torben R, Rasmus L |
    HDMI ARC

    HDMI ARC (Audio Return Channel) og eARC forklaret

    03 Aug 2018 | Rasmus Larsen |
    Sony Master TV

    Frste indtryk af Sony AF9 og ZF9

    02 Aug 2018 | Torben Rasmussen |
    Apple TV

    Guide: 9 tips til Apple TV

    06 Jul 2018 | Rasmus Larsen |
    LG wallpaper OLED

    Flatpanels ger fokus p TV-lyd

    27 Jun 2018 | Rasmus Larsen |