Значение интерполяции телевизора что это

Содержание

1 Ещё одна копия хабора

Сменить шрифт на обычный короткая ссылка на новость:
↑ следующая новость | предыдущая новость ↓

В обсуждениях телевизоров 4K постоянно поднимается вопрос о частоте обновления кадров. На то есть весомые причины. С одной стороны, частота обновления кадров напрямую влияет на получение удовольствия от просмотра видео контента, будь то фильмы или спортивные видео трансляции.

С другой стороны, производители телевизоров сами запутывают покупателей специфическим жаргоном, которым они описывают данную функцию в спецификациях. Главная проблема их описаний в том, что это либо откровенный обман, либо неверно технически. В результате даже специалист не всегда может разобраться в их описаниях.

Данная статья написана с целью отбросить все жаргонные словечки и маркетинговую терминологию, чтобы доходчиво объяснить читателю три простые вещи: что такое частота обновления кадров применительно к видео, что такое «естественная» (native) и «улучшенная» (enhanced) частота обновления кадров, и какой эффект оба типа развертки оказывают на качество картинки, которую показывает телевизор.

Все современные премиумные 4K телевизоры, такие как Samsung KS9500, работают с «естественной» (native) частотой развертки в 120 Гц.

Что же такое частота обновления кадров?

На самом фундаментальном уровне частота обновления кадров является тем, что обозначает ее название. Это частота, с которой ваш телевизор обновляет картинку каждую секунду. Чем выше частота обновления, тем более плавную и естественную картинку вы видите на экране. Частота обновления кадров имеет особое значение для динамичного видео высокого разрешения. У каждого видео есть предел, до которого можно увеличивать частоту обновления кадров.

Важно понимать, что телевизор не может добавлять «детализации» к видеоисточнику. Все детали уже находятся внутри видео, а телевизор может лишь обрабатывать сигнал.

Если в качестве примера взять пленку, которую крутят в кинотеатре, то там эквивалентом частоты кадров будут 24 кадра в секунду. Затем эти 24 кадра конвертируются в 30 кадров для телевещания. После этого проводятся некоторые манипуляции с видео и получаются 60 кадров в секунду, которые соответствуют «развертке» в 60 Гц – формате, в котором сегодня выпускается большинство цифрового видео.

4К телевизоры способны работать как в режиме 60 Гц, так и в режиме 120 Гц (60 или 120 картинок в секунду). Старые HD телевизоры работают в основном при 60 Гц (многие модели на самом деле при 50 Гц). Поскольку от 4K телевизоров ожидают высочайшего качества, 60 Гц тут же стали чем-то вроде устаревшей технологии, и сейчас все 4K телевизоры поддерживают частоту развертки равную 120 Гц.

Как связаны частота обновления кадров и количество кадров в секунду видео источника?

И конечно же возникает еще один вопрос: что происходит при просмотре видео 60 Гц на телевизоре со 120 Гц? Телевизор распознает 60 Гц источника и после этого может совершить несколько манипуляций или «улучшений», чтобы показать корректное изображение.

Кадровая интерполяция

Первый метод, который мы рассмотрим, называется кадровой интерполяцией, и эту технологию используют все современные телевизоры, в том числе и 4K телевизоры. Суть данной технологии в том, что берутся два или более разных видео кадра, после чего они накладываются друг на друга и результат данной операции показывается между реальными кадрами. В результате картинка получается немного более смазанной.

Следующий метод называется «вставка черных кадров» (black frame-insertions, BFI). Данная технология заключается в том, что вместо пропущенных кадров вставляются черные кадры. Данный метод позволяет бороться с размытием при движении в кадре (motion blur).

Пример метода BFI.

Что же такое motion blur в 4K телевизорах?

Размытие при движении это проблема видео источника. Оба метода, описанные выше, нужны для того чтобы избежать подобного эффекта при 120 Гц и 60 Гц. Нужно так же понимать, что телевизоры со 120 Гц намного лучше контролируют размытие, чем их 60 Гц аналоги. Размытие, как явление, которое мы воспринимаем своим глазом – это составная честь нескольких факторов. Прежде всего это размытие, свойственное типу матрицы телевизора. Второе, это рассинхронизация развертки и количества кадров в секунду. Третье, это размытие, которое было «зафиксировано» камерой при съемках.

Телевизор не может ничего сделать с размытием, которое возникло при съемках. Интерполяция и BFI нужны для борьбы с первыми двумя причинами возникновения размытия. Оба способа «обманывают» наш мозг так, что мы видим более четкую картинку при просмотре фильма или спортивной трансляции.

Чем лучше 4K телевизор может «подгонять» картинку (24p, 30fps, 60fps) под свои 120 Гц, тем естественней и приятней она будет смотреться. Разумеется, это еще и означает уменьшение дрожания картинки и снижение уровня размытия. Одно из ключевых отличий хорошего 4K телевизора от плохого, в методах обработки картинки с движением в кадре. Чем дешевле телевизор, тем хуже он устраняет вышеперечисленные негативные эффекты.

Отличными примерами телевизоров 4K с разверткой в 120 Гц и хорошим подавлением размытия и дрожания картинки являются телевизоры Samsung 2015 и 2016 годов выпуска, а так же телевизоры LG OLED 4K, которые начали выпускать в этом году.

Как связаны частота обновления кадров и компьютерные игры?

4K телевизоры сегодня очень часто используют в качестве гигантских игровых мониторов и подключают их к компьютерам через HDMI.

Большая часть современных 4K телевизоров отлично работают в роли мониторов, потому что их частоты обновления кадров поддерживают две функции. С одной стороны, все основные брэнды, выпускающие 4K телевизоры в 2015 и 2016 годах, отлично работают при 60 кадрах в секунду, из-за того, что их частота развертки равна 60 Гц. С другой стороны, практически все телевизоры поддерживают 120 Гц, что делает комфортной игру при 120 кадрах в секунду.

Примеры моделей 4K телевизоров, которые отлично подойдут для игр при 60 Гц: Samsung JU7100, LG OLED 4K EF9500, Samsung SUHD KS8000.

4K телевизоры, которые поддерживают Full HD при 120 Гц это Sony X810C и X850C.

Что же значат «улучшения» частоты кадров применительно к 4K телевизорам?

Прежде чем мы продолжим, запомните одну фундаментальную и простую вещь, которая позволит избежать недопонимания в будущем. Частота развертки может быть только 60 Гц или 120 Гц.

Любая, указанная производителем, частота развертки выше 120 Гц является следствием действия более интенсивных версий интерполяции или BFI. Такие «улучшенные» развертки могут достигать 240 Гц. У каждого производителя данная «технология» называется по своему.

Если 4K телевизор предлагает частоту развертки 60 Гц, то «улучшенной» (enhanced) разверткой будут 120 Гц, если обычная развертка телевизора 120 Гц, то «улучшенная» будет 240 Гц. Примеры таких разверток и их названия включены в список, с которым вы можете ознакомиться ниже:

Sony: MotionFlow

120 Гц при 60 Гц native refresh и 240 Гц при 120 Гц «родной» (native) развертке

Samsung: Motion Rate

120 Гц при 60 Гц native и 240 Гц при 120 Гц native развертке

LG: TruMotion

120 Гц при 60 Гц native и 240 Гц при 120 Гц native

Vizio: Effective Refresh Rate

120 Гц при 60 Гц native и 240 Гц при 120 Гц native. Vizio предлагает развертку “Clear Action”, которая удваивает переработанную картинку. В итоге получаются цифры наподобие 480 Гц и 720 Гц для 60 Гц или 960 Гц для 120 Гц. Эти цифры ничего не значат и были придуманы для того, чтобы впечатлить потенциального покупателя.

Panasonic: Image Motion

120 Гц при 60 Гц native и 240 Гц при 120 Гц native

Графики, подобные этому, обманывают покупателей и заставляют их думать, что существует развертка выше 240 Гц. На самом деле развертки выше 240 Гц никак не влияют на качество картинки.

Заключение

В большинстве случаев обычной развертки в 120 Гц будет достаточно. Некоторые телевизоры предлагают отличное качество картинки и контроль движения в кадре при 60 Гц. Разница между 60 Гц и 120 Гц будет едва заметна на видео, которое сделано под 60 Гц. Дополнительные технологии улучшения движения в кадре (такие как удвоение частоты обновления) являются хорошим бонусом в специфических ситуациях, например при просмотре спортивных состязаний, где размытие добавляет эффект присутствия. На все технологии, делающие частоту развертки выше 240 Гц, можно смело не обращать внимания.

Ещё одна копия хабора

Первая часть вызвала определенный интерес, поэтому было решено продолжить эту животрепещущую тему.
Хочу сказать отдельное спасибо, тем кто уделил внимание первой части. Я не думал, что моя скромная статья вызовет такой немалый интерес.

Можем продолжить. Во второй части я хотел бы поделиться своими размышлениями о выборе диагонали телевизора для различных применений, поговорить о типах 3D, их практическом различии и некоторых нюансах, о которых не говорят продавцы в магазинах, а так же о кадровой интерполяции и попытаться развенчать некоторые мифы касательно современных телевизорах.

После того, как я разобрался с матчастью, я решил, что теперь мне нужно узнать, что на практике влияет на изображение и как, зная это, можно выбирать телевизор.

Шасси

Нужно вспомнить о таком понятии, как шасси. Грубо говоря — это вся электроника внутри телевизора. Телевизоры на одном шасси имеют полностью одинаковый видеотракт. Телевизоры с одинаковым шасси обязательно несут один и тот же набор входов и имеют совершенно одинаковую обработку изображений.
Именно из-за разных шасси (не считая некоторых других параметров, о которых мы поговорим ниже) телевизоры с одинаковым шасси имеют одинаковую обработку сигнала.
Модели шасси чаще всего описаны в сервисных инструкциях, но сравнивать напрямую их нельзя: шасси не имеет характеристик, по которым можно было бы производить сравнение.
Когда LCD-матрицы производят всего несколько игроков на рынке (это Samsung, Sharp и LG), то шасси разрабатывает почти каждый производитель телевизоров. Из крупных игроков этим не занимается только Sharp (как ни странно, производящий лучшие матрицы на рынке и неспособный разработать шасси), который покупает шасси у Philips. В основном, шасси различаются от серии к серии (чем ниже серия — тем проще шасси), одна модель шасси может захватывать несколько серий (тогда телевизоры разных серий будут похожими).
Интересный, с позволения сказать, казус в этом году сотворила Philips — она построила все телевизоры от 6-й до 9-й серии на одном шасси, а это значит, что помимо всего прочего, у всех этих телевизоров один процессор обработки изображения, который отвечает за кадровую интерполяцию. Разные типа обработки Philips называет красивыми маркетинговыми названиями «Perfect Pixel HD», «Pixel Precise HD» и если раньше между этими названиями были реальные различия в обработке, то теперь все различия стерлись. Я понимаю, почему Philips оставила разные названия для одной, по сути, обработки — телевизоры старших серий должны чувствовать свое превосходство. Но это нечестно.

LCD, Плазма — что выбрать?

Если вы не читали 1-ю часть статьи и не знаете основных различий между разными технологиями вывода изображений, матрицами и различными типами подсветки LCD — советую прочитать.

Если вы выбираете телевизор, для начала стоит определиться, какой технологии отдать предпочтение. И это самая сложная часть. Продавцы в один голос говорили, что кроме LCD ничего не существует, на «продвинуты» видео-форумах советовали только плазму. Все оказалось немного проще — всему свое предназначение и каждая технология подходит для своей задачи.

Какие факторы влияют на выбор в пользу LCD

— Вы смотрите телевизор в яркой комнате
Плазма — это стекло по сути и каким бы «крутым» не был антибликовый фильтр, плазма на ярком свету ведет себя хуже. Добавьте сюда высокую яркость LCD LED и получите ответ — если вы смотрите телевизор в яркой комнате, вам стоит обратить внимание на LCD.

— Вы хотите использовать телевизор как монитор (интернет, обработка изображений)
Как известно, LCD практически не обладает эффектом памяти, когда изображение «застывает» на экране, поэтому идеально подходит как технология для мониторов. Плазма обладает эффектом остаточного изображения. Ко всему прочему, градации на плазменном дисплее происходят при помощи дизеринга, поэтому вблизи четкой сетки пикселов не виднов: все «шевелиться». Плазма как монитор не годится.

— Вы хотите телевизор небольшой диагонали
Небольшие диагонали — это то, где безраздельно властвует LCD. FullHD-плазма начинается только с 42".

— Ваши глаза не воспринимают технологию формирования изображения плазменным ТВ
Есть люди (их всего несколько процентов), которым не подходит плазма из-за того, что они видят мерцание. Если вы видите мерцание, выставьте режим 96 Гц, выключите весь свет («энергосберегающие» лампы тоже имеют свою частоту и она может мешать плазме), покрутите настройки, если вы используете ПК. Только тогда можно будет говорить о «мерцании».

— Вы любите перенасыщенные цвета
Я не не отношусь к этой категории людей, но такие люди есть.

Какие факторы влияют на выбор в пользу Плазмы

— Вы хотите просматривать в основном HD-контент
Blu-Ray, BD-рипы — это все про плазму. Это ее лучшие друзья и она наиболее полно раскрывает качественный контент.

— Вы чаще смотрите телевизор с приглушенным светом или в темноте
Если свет — главный враг плазмы, то темнота — ее лучший друг. Именно в темноте изображение раскрывается в полную силу.

— Вы выбираете телевизор для домашнего кинотеатра
Кино — это то, ради чего покупают плазму. Именно она создает эффект «объема» 2D-изображения, имеет глубокий уровень черного, славиться отсутствием засветов, имеет отличные контрастные переходы.

— Вам нужен телевизор большой диагонали:
50"—65" это именно те диагонали, в которых стоит выбирать плазму. 65" LCD-телевизор для домашнего кинотеатра — очень странный выбор.

— Вы любите естественные цвета:
Я немного занимаюсь фотографией и представляю, что такое эталонные цвета. Это совсем не тусклые, как вы бы могли подумать, а яркие, насыщенные и глубокие цвета.

Выбор диагонали:

Пришло время выбрать диагональ для телевизора. На выбор этой самой диагонали влияют следующие факторы:
— Расстояние до телевизора. Внимание — только расстояние, размер комнаты на выбор диагонали не влияет.
— Разрешение контента. Абсолютно ясно, что чем выше четкость контента, тем ближе можно смотреть телевизор.
— Предназначение. Если вы выбираете телевизор для домашнего кинотеатра — это одна диагональ, телевизор на дачу, другая.
— Бюджет. Если, как часто бывает, бюджет ограничен, не обязательно покупать рекомендуемую диагональ, можно купить и по-меньше.

Есть такая организация: THX Джорджа Лукаса, она раздает сертификаты на изображение и устанавливает стандарты в области телевидения. Именно ее рекомендациями я предлагаю воспользоваться (тем более, что это рекомендации не одной THX а множества и множества компаний и экспертов.

Предлагаю на ваш суд таблицу диагоналей:

Когда я покупал свой первый современный телевизор с диагональю 42" для просмотра с 3-х метров, эта таблица меня бы шокировала, но не сейчас. Теперь я понял, что диагональ имеет свойство «усыхать» (когда сначала телевизор кажется большим). Прошу обратить внимание, что таблица актуально при выборе телевизора для домашнего кинотеатра. Если вы не такой «гурман» и выбираете телевизор для приятного просмотра передач вечером, можете обратить внимание на диагонали поменьше.
При выборе обозначенной THX диагонали для 1080 диагональ не кажется большой, глаза не бегают по экрану и совершенно не устают.

Тут действует одно простое правило — диагонали много не бывает. Выбираете телевизор для домашнего кинотеатра и не ограничены в бюджете — берите диагональ из таблицы.

А как же глаза?

Вот мы и подобрались к самому распространенному мифу, оставшемуся у нас в памяти со времен ЭЛТ. Связано это с излучениями, создаваемыми этим типом телевизоров. Современные ТВ лишены этого.
Миф гласит, что чем больше диагональ телевизора, тем она вреднее для глаз в конечно итоге.
«Ломается» в основном аккомодационная мышца, которая отвечает за фокусировку. Она растягивает хрусталик, чтобы лучи сошлись в нужной точке. Когда функции аккомодационной мышцы нарушаются — наступает спазм аккомодации и глазу становится все труднее фокусироваться на дальних объектах. У детей школьного возраста высока вероятность наступления близорукости.
Из-за чего при просмотре телевизора «портится» зрение? В общем, из-за того же, из-за чего оно портится при чтении книги, особенно при тусклом свете — глаз фокусируется на одном расстоянии, напрягается, способность аккомодационной мышцы нарушается. Мышца напрягается тем больше, чем ближе и чем меньше объект, на котором нужно сфокусироваться.

Какие выводы можно вынести из этого?
— Чем ближе расстояние до ТВ, тем больше устают глаза и тем выше вероятность нарушения зрения. Но зависимость не линейна (то есть 2 метра не в 2 раза вреднее 1-го метра), а скорее, экспоненциальна или близка к ней, и большой разницы между 2-мя и 3-мя метрами нет.
— Чем меньше объект, на котором нужно сфокусироваться, тем больше устают глаза и тем больше вроятность нарушения функций аккомодации.
То есть, в теории, маленькая диагональ вреднее большой. Мне не удалось найти исследований на этот счет, но с уверенностью можно сказать, что при прочих равных большая диагональ LCD или плазменного телевизора не вреднее маленькой.

Кадровая интерполяция

Многие пользователи задают вопрос, почему на одних телевизорах быстрое движение объектов или панарамирование выглядит плавно, а на других нет. Начать стоит с того, что стандарт 24 кадра в секунду для телевидения был принят в первой половине XX века, когда требования к кино были несколько иными и чрезмерное расточительство пленки не приветствовалось. Такое «дерганье» изображения называется строб.
Абсолютный факт — 24 к/с недостаточно для передачи быстродвижущихся объектов или панорамного движения камеры.
Это значит то, что при отключении софтовой обработки все без исключения телевизоры будут отображать такой тип движения не лучшим образов. Мы заложники стандарта.
Реальных решений этой проблемы несколько, но все они сводятся к повышенной частоте кадров.
1) Кадровая интерполяция. То, что в разной степени успешности умеют все современные ТВ от средней ценовой категории. Телевизор на лету анализирует 2 соседних кадра и дорисовывает еще один или даже 2 на свое усмотрение.
2) HFR (hight frame rate). Съемка изначально в повышенном кадровом формате. Избавляет от артефактов обработки изображения процессором телевизора, но требует особой съемки, и главное — носителя. Первый и единственный фильм снятый с HFR — Хоббит: Нежданное путешествие. Мне пока не ясно, на каких носителях он будет распространяться и будет ли вообще он распространяться в HFR.

Все методы повышения кадровой частоты несут в себе один серьезный недостаток — потерю «киношности» изображения. Фильм выглядит неестественно, непривычно. Пока киномир стоит на раздорожье — снимать и смотреть в HFR или привычной частоте кадров. Какой путь будет выбран — никто не знает.
Лично я смотрю документальные фильмы и мультфильмы с кадровой интерполяцией, но отключаю ее для художественных фильмов.

Кадровая интерполяция призвана не только бороться со стробом, но и повышать динамическое разрешение LCD-телевизоров (только современные плазмы Panasonic способны отображать 1080 строк динамического разрешения с отключенной кадровой интерполяцией).

Вот мы и подошли к тому, почему одни телевизоры показывают динамическую картинку так, а другие — иначе.
Чтобы проводить сравнения, нужно выставить значение интерполяции в одно положение или вовсе выключить (у разных производителей этот пункт называется по разному). Только тогда можно говорить о разном отображении динамики.

Режимы

Мне кажется, это самый главный пункт на начальном этапе выбора телевизора. Я часто слышал слова о том, что модели одного класса разных производителей показывают совершенно разную картинку (вроде того, что Philips 5-й серии гораздо лучше 6-й серии Samsung’а и т.д.). С вероятностью 99% это ошибка и дело в деталях.
На этом этапе почти все зависит от выставленного режима. Неправильно выставленным режимом можно на лучшем телевизоре в мире сделать наихудшее изображение.

Выбирая телевизор внимательно относитесь к режимам — на всех кандидатах просмотрите все, выберите те, которые понравятся больше всего. Если что-то не будет устраивать, выставляйте «Пользовательский» режим и крутите настройки цвета, контраста.

Отсюда исходят несколько других мифов. Например, о том, что самсунги показывают «ядерные» цвета. Это справедливо для телефонов, где почти невозможно или сложно проводить настройку и калибровку. В телевизорах абсолютно все параметры настраиваются. Отсюда мы плавно переходим к калибровке.

Калибровка

Этот пункт будет очень коротким, так как это совсем не моя среда, но пару слов стоит сказать. Абсолютно все в нашем мире имеет допуски. особенно при серийном производстве. Параметры каждого выпущенного телевизора отличается как от эталона, так и от своих собратьев. Степень отклонения цвета от эталона измеряется комплексной характеристикой DeltaE (об этом было вскользь упомянуто в первой части в разделе «характеристики изображения». Чем больше отклонение от нуля, тем больше отклонения цвета от эталонного. Как человек, немного занимающийся фото, могу сказать, что эталонные цвета очень глубокие, яркие и насыщенные, им не нужна никакая обработка.

Калибровка телевизора — это процесс, когда из эталонного источника на вход подается сигнал, который измеряется на выходе колориметром. Затем мастер настраивает телевизор так (полные возможности калибровки есть только у топовых и предтоповых моделях), чтобы он выдавал максимально близкие к эталону цвета. В среднем удается добиться значений 2—3 Delta E, что считается неотличимым от эталона человеческим глазом.

Вместо вывода или краткие тезисы

В краткой форме хочу написать все, что я хотел донести:
1) Каждой технологии свое предназначение. Плазма — для домашнего кинотеатра, больших диагоналей, просмотра в темноте. LCD для просмотра в ярких комнатах, на дачах, при выборе небольших диагоналей, при работе с компьютером или если вы видите мерцание плазмы.
2) Выбирая ТВ обращайте внимание на режимы. Они решают очень многое. Посмотрите режимы всех кандидатов на покупку, выберите наиболее понравившиеся, смотрите в них. Не сравнивайте телевизоры по режимам, выставленным продавцами в магазине.
3) Выбирая диагональ отталкивайтесь от задачи. Если вы выбираете телевизор для домашнего кинотеатра и не стеснены в средствах — диагонали много не бывает. В таком случае для 2.5 м и 1080-контента идеальной диагональю будет 65". Если вы выбираете телевизор для других целей — можно и иногда нужно выбрать диагональ поменьше. Не забывайте, что те телевизоры, которые поначалу кажутся огромными, по прошествии времени кажутся гораздо меньше.
4) Кадровая интерполция — скользкая штука. Хотя она и помогает создать плавное движение, не всем она прийдется по вкусу. Важно знать, что универсального способа добиться плавного движение быстродвижущихся объектов нет. Есть компромиссы и вам нужно выбрать, чего вы хотите.
5) Если вы покупаете топовый телевизор для домашнего кинотеатра, возможно, есть смысл провести его калибровку. Для некоторых телевизоров это особенно важно. В частности для тех, которые из коробки имеют очень большое отклонение DeltaE. К примеру, Samsung ES8000 (8007), Sony HX923.

Так как статья вышла гораздо больше, чем я предполагал, сюда не вместилось многое, что я хотел сказать. Оставим это для заключительной 3-й части. Если вам будет интересно, я расскажу о типах 3D, их практическом различии, подводных камнях (сложностях и особенностях, о которых не говорят продавцы), об источниках воспроизведения 2D, и что самое важно, 3D контента (с этим есть огромные сложности), ну и о своем выборе, конечно.

Спасибо за внимание к моим скромным размышлениям.

Сменить шрифт на обычный короткая ссылка на новость:
↑ следующая новость | предыдущая новость ↓

Все современные премиумные 4K телевизоры, такие как Samsung KS9500, работают с «естественной» (native) частотой развертки в 120 Гц.