Малое время отклика – это не что иное, как искусство измерения.
Время реакции, или время отклика пиксела, как правило, указывается в технической документации на монитор и считается одной из важнейших характеристик монитора. В ЖК-мониторах время реакции пиксела до сих пор измерялось десятками миллисекунд. Для статической картинки такое время реакции не критично, но если говорить о просмотре видео или динамической игре, то «инертность» пикселов приводит к смазанности границ и эффекту наложения кадров, то есть ко всему тому, что именуется артефактами. Всё это делает ЖК-мониторы малопригодными для игровых и мультимедийных ПК, которые используются, в том числе, и в качестве замены телевизору и бытовому DVD-проигрывателю. Да и сами ЖК-телевизоры, которых в последнее время расплодилось хоть отбавляй, выглядят на фоне этой проблемы не слишком эффектно.
Однако и прогрессивные умы человечества не стоят на месте. Надо сделать время реакции пиксела меньше – не вопрос, сделаем. Было бы финансирование и время. И видимо, было и то и другое. Ну а результат налицо – на рынке стали появляться новые модели ЖК-мониторов с рекордно низким на сегодняшний день временем реакции пиксела, составляющим 8, 4, 5 и даже 3 мс.
Время отклика монитора: что это и на что влияет?
Правда, вместе с указанием этого рекордно низкого времени производители мониторов стали указывать, что речь идёт не о банальном времени, к которому, надо сказать, все уже привыкли, а о новой методике измерения Gray-to-Gray (GTG).
Возможно, все дело именно в этой самой методике измерения и всё это не более чем маркетинговые уловки производителей? В этой статье мы попробуем детально разобраться, что представляет из себя новая методика измерения GTG и за счёт каких фокусов производители добиваются рекордно малого времени реакции пиксела.
Определимся с понятиями
Прежде чем продолжить наше повествование, давайте немного определимся с терминологией и, заодно, напомним основные принципы функционирования ЖК-мониторов. Впрочем, сразу оговоримся, что в этой статье мы не станем углубляться в подробности функционирования и особенности различных типов ЖК-матриц (благо, на эту тему написано уже немало, в том числе и на нашем сайте).
Всё, что нас будет интересовать в дальнейшем – это инерционные свойства ЖК-пикселов. Поэтому для простоты мы будем в дальнейшем считать, что ЖК-монитор состоит из набора пикселов, каждый из которых, в свою очередь, состоит из трёх базовых субпикселов – красного, синего и зеленого.
Цвет субпиксела формируется с помощью цветовых фильтров, и если не рассматривать эти фильтры, то все субпикселы абсолютно идентичны. Для того, чтобы получить произвольный цвет пикслела, базовые цвета субпикселов смешиваются в определенной пропорции. Чтобы получить нужную пропорцию базового цвета, нужно научиться менять яркость каждого субпиксела.
Вот тут-то мы и подходим к понятию ЖК-ячейки, которая и отвечает за регулирование яркости субпиксела. В ЖК-ячейке жидкие кристаллы под воздействием приложенного к ячейке напряжения поворачиваются на определённый угол, что, в свою очередь (детали про поляризаторы и т.п. мы опускаем), позволяет регулировать количество света, формируемого лампами подсветки и проходящего через ЖК-ячейки.
В современных цифровых мониторах напряжение, подаваемое на ЖК-ячейку, дискретно, и всего можно задать 256 (от 0 до 255) различных уровней напряжения, что, в свою очередь, определяет 256 различных углов поворота ЖК-молекул. Соответственно, каждый субпиксел может находиться в одном из 256 различных состояний, каждому из которых соответствует свой уровень яркости пиксела. В закрытом состоянии ЖК-ячейки она полностью непрозрачна, что соответствует чёрному цвету субпиксела, а в открытом состоянии ЖК-ячейка полностью прозрачна, что соответствует белому цвету (цветофильтры нас не интересуют). Все промежуточные яркости пиксела соответствуют различным градациям, или оттенкам, серого цвета (Gray Level, GL), поэтому в дальнейшем вместо яркости пиксела мы будем говорить о 256 градациях серого: от 0 (обозначается, как GL 0) до 255 (обозначается, как GL 255).
Информацию о требуемом цвете и яркости пиксела монитор получает от видеокарты. Далее в работу включается контроллер монитора, который определяет требуемый для этого GL-уровень каждого субпиксела и, просматривая собственную таблицу соответствия уровней серого и требуемых для этого напряжений, задаёт необходимое напряжение на каждом субпикселе (это, конечно, слишком упрощённая схема работы монитора, но, как мы уже говорили, подробности нас пока не интересуют). Задание напряжения на субпикселах происходит не в произвольные моменты времени, а синхронизированно с кадровой развёрткой. То есть в начале каждого кадра за относительно малый промежуток времени электроника монитора подаёт напряжения на все субпикселы ЖК-матрицы и до начала следующего кадра напряжение на субпикселах, а значит, и их яркость, не меняется.
Проблема, однако, заключается в том, что субпикселы достаточно инертны и не могут переключиться из одного состояния в другой мгновенно. Для поворота ЖК-молекул на требуемый угол требуется определённое время, причём это время измеряется десятками миллисекунд.
Учитывая, что при частоте кадровой развёртки 60 Гц (типичная частота для ЖК-мониторов) длительность одного кадра составляет 16,7 мс, получается, что из одного состояния в другое пикселы не успевают переключать даже за время одного кадра. Если, к примеру, в каждом следующем кадре цвет и яркость пикселов не меняется (статическая картинка), то инертность пикселов не представляет большую проблему. Но вот если картинка на мониторе постоянно меняется, то в каждом следующем кадре пикселу будут присваиваться новые значения и цвета, и яркости. Вот тут-то и начинаются проблемы: пиксел ещё не успел переключить в требуемое состояние, а уже приходит команда на переключение в другое состояние.
Итак, минимальная информация, которая нам потребуется в дальнейшем, изложена, поэтому можно перейти к рассмотрению того, что понимают под временем реакции пиксела.
Стандартизированное время реакции пиксела (Black-White-Black)
Различают время включения и выключения пиксела. Под временем включения пиксела понимается промежуток времени, необходимый для открытия ЖК-ячейки (переход с GL 0-GL 255), а под временем выключения — промежуток времени, необходимый для закрытия ЖК-ячейки (переход GL 255-GL 0). Когда же говорят о времени реакции пиксела, то понимают суммарное время включения и выключения пиксела, то есть переход Black-White-Black (BWB).
Методика измерения времени реакции пиксела определяется стандартом ISO 13406-2. В этом же стандарте оговаривается, что под временем включения пиксела понимается время, необходимое для изменения яркости пиксела от 0 до 90% (а не от 0 до 100%), а под временем выключения пиксела понимается время, необходимое для изменения яркости пиксела от 100 до 0%.
Время включения пиксела и время его выключения могут существенно отличаться друг от друга. На рис. 1 показаны типичные временные диаграммы включения и выключения пиксела ЖК-матрицы.
Источник: www.ferra.ru
Что такое время отклика пикселя на телевизоре
Сегодня старые ЭЛТ-технологии сменяются новыми ЖК (LCD) дисплеями. Нет никаких сомнений, что за ними будущее, но также существуют и некоторые недостатки этой технологии.
В этой статье будет рассматриваться один из главных недостатков ЖК, но немного под другим углом. Речь идет о времени отклика пикселей. Может быть, вы знаете, что этот термин означает, или, по крайней мере слышали из рекламы. Производители спешат объявить о все более низких значениях и, следовательно, завоевать большую долю рынка, доходы и престиж.
После того как ViewSonic мониторы сделали заявку на мировой рекорд с временем отклика 1 мс, в каждую минуту может появляется еще один кандидат на эту славу. Но средний потребитель обычно не знает, что измерение этого значения очень субъективны и их результаты во многом зависят от техники измерений (как в бодибилдинге, например).
Время отклика пикселей, указанное в технической документации на мониторы и считается одной из наиболее важных характеристик. Если оно имеет слишком высокое значение , при динамическом обновлении картинка становится «размытой» или быстро движущиеся объекты оставляют характерный «хвост» на экране.Предполагается, что значение 25 миллисекунд является максимумом для комфортной игры и другого мультимедийного контента, хотя это тоже несколько субъективно и зависит от восприятия каждого отдельного человека. В настоящее время наиболее популярные значения — 16, 12, 8 и 4, и еще меньше миллисекунд. На первый взгляд, это замечательно, но как вы знаете — всегда есть «но».
Стандартный метод измерения — расчет времени прохождения пикселя из состояния полного черного до полностью белого и в черный снова. И в соответствии с новой методологией учитывается время перехода от серого к серому (GTG). Не будем обсуждать детали ЖК-технологии — они обсуждаются достаточно.
Отметим только, что каждый пиксель состоит из трех суб-пикселей — красного, зеленого и синего. Общий цвет формируется, когда фильтры цветов субпикселей смешаны в разных пропорциях. Эти фильтры могут иметь до 256 позиции (от 0 до 255), и весь процесс находится под контролем напряжения и вращения кристалла молекулы.
Основная проблема заключается в том, что субпикселей есть инерция и они не могут переходить от одного состояния к другому мгновенно. В типичных ЖК-дисплеях частота 60 Гц времени и отображение одного кадра сос окростью 16,7мс означает, что в некоторых случаях пиксели не могут перейти из одного состояния в другое в пределах этого интервала. И если в следующем кадре цвет и яркость пикселей остаются (стоп-кадр), задержка не является проблемой. Но если картинка монитора постоянно меняется, то в изображении возникают дефекты.
Метод измерения времени отклика черный-белый-черный
В этом методе применяютс два разных понятия: время от времени включения и исключения из пикселей. К моменту включения открытый интервал фильтра (от 0 до 255), выходной — интервальный таймер (переход от 255 до 0). Когда мы говорим о времени отклика пикселей, мы имеем в виду сумму в два раза большую — черный-белый-черный. Методология измерения определяется стандартом ИСО 13406-2. Этот стандарт устанавливает, сколько времени требуется с начала включения для изменения яркости от 0 до 90% (а не от 0 до 100%), и время обратного процесса — от 100 до 0% . Следует отметить еще один важный момент: не исключено, что эти два значения существенно различаются.
Метод измерения серого к серому
В отличие от стандарта ISO 13406-2, который принимает во внимание изменения, от белого до черного, есть еще один неофициальный метод. Часто происходит сравнение двух мониторов по этому показателю и предполагается, что время отклика 20 мс, например, покажет лучшее качество изображения чем 30 мс . Но в реальных ситуациях изменение времени от 0 до 255 и от 255 до 0, очень редки.
В большинстве случаев изменение происходит между различными оттенками, которые можно назвать различными градациями серого, стоящими между двумя крайними позициями — черным и белым. Здесь возникает вопрос, как измерить время, необходимое для переключения между двумя такими полутонами. Оказывается, что у большинства ЖК-матрицы для этого переход времени требуетс больше, чем для перехода от черного к белому. Из этого факта можно сделать разные выводы, но в первую очередь это означает, что время, отведенное стандартом ИСО 13406-2 не может быть реальным критерием для динамических характеристик различных мониторов и используются в чисто маркетинговых целях.
Всго позиций оттенков серого — 256 х 256 = 65 536. Но даже для измерения всего, какое именно время следует рассматривать как решающее? В качестве решения этой очень серьезной проблемы многие производители согласились принять техническую документацию о среднем времени переключения пикселей между градациями серого. Это не идеальное занчение, но это, безусловно, гораздо лучше, чем измерения в ISO 13406-2. В этом году ожидается принятие нового стандарта, который будет использоваться для измерения времени переключения серый-серый и определит как его выполнять.
RTC технологии для ускорения времени отклика пикселей
Интересным в этой технологии является то, что она была основана на мониторах с жидкими кристаллами и никакого отношения к технологии изготовления матриц ЖК не имела. Транзитное время пикселей из одного состояния в другое зависит от напряжения, которое его представляет.
Поэтому переключение может быть ускорено более с помощью напряжения, в зависимости от того, какое необходимо для прохода между серым уровнем. Эта технология называется Время реакции компенсации (RTC), но есть производители, которые используют технологию под другим именем, хотя по существу она такая же самая.
Она может быть использована, чтобы сократить время переключения между различными градациями серого до длины одного кадра, следовательно, она не будет применяться при переключении с черного на белый и наоборот. RTC также является эффективной только тогда, когда время реакции больше, чем длина одного кадра — в противном случае она не только не будет полезной, но может даже стать причиной возновения артефактов. Для правильного осуществления измерения времени отклика требуется чтобы для каждого перехода между градациями серого в первом кадре было представлено соответствующее напряжение компенсирующей. И это зависит не только от уровня серого в начале переходного периода, но и также от уровня в конце, так что мониторный сигнал должен иметь буфер кадров, в котором хранятся предыдущие кадры. Необходимые расчеты, для поддержания монитора заносятся в специальную таблицу Look-Up Table (LUT), в которой хранится корреляция между базовыми уровнями серого из прошлого и текущего кадра.
Заключение
Мы надеемся, что нам удалось убедить вас в том, что не всегда можно безоговорочно доверять техническим данным, с помощью которых производители рекламируют свою продукцию. Во многих случаях опубликованое время отклика не более чем маркетинговый инструмент.
На это обращалось много внимания, но я еще раз повторяю: когда вы покупаете новый монитор, никогда не выбирайте его только по внешнему виду и цене. Это компонент в компьютерной системе используется дольше всего и и имеет наибольшее влияние на ваше здоровье. Поэтому нужно пойти в магазин и полностью изучить устройство. Как говорится, глаза, чтобы увидеть, руки, чтобы прикоснуться!
Новости по этой теме
- Расширение модельного ряда домашних кинозалов от BBK Electronics Corp., LTD
- PRIVILEG предлагает TFT ЖК-мониторы для офисов для профессионального использования
- SED дисплеи — сочетание ЖК и ЭЛТ
- Как выбрать домашний кинотеатр
- Типы LCD матриц
Добавлено в Мониторы и ТВ 
Метки: ЖК
Источник: vlkrus.ru
Определяем лучшее время отклика монитора на 2022-2023 год для различных задач
Характеристики
Обычный пользователь разумно уделяет внимание размеру экрана, разрешению, частоте обновления, но не только они влияют на комфорт использования монитора. Динамика в фильмах и компьютерных играх будет отражаться полнее при наиболее оптимальной скорости отклика.
Высокая стоимость не гарантирует динамичную скорость, хотя монитор будет качественно демонстрировать видео. Актуальные модели игровой направленности производитель оснащает функцией компенсации, чтобы можно было увеличить скорость отклика пикселя до разумных пределов.
Что такое время отклика пикселя монитора?
Параметр времени отклика характеризует скорость изменения свечения пикселя. Чем он короче, тем быстрее экран выдает новую картинку, а значит в динамичных сценах становятся заметными все передвижения героев. В играх со стрельбой миллисекунды иногда становятся решающими.
Эксплуатационные характеристики могут не вполне отражать действительные возможности монитора. Производителями используются разные методики измерения времени отклика. Отсюда существенная разница в параметрах, которую в рабочих условиях не всегда можно заметить.
Способы измерения отзыва пикселя:
- Black-White-Black (BWB) – первоначально использовался стандарт ISO 13406-2, который учитывал переход из выключенного состояния до включенного белого и обратно$
- Black to White (BtW) – переключение от черного к полноценному белому считается устаревшим методом$
- Grey to Grey (GtG) – переход от серого к серому предполагает измерение перехода от насыщенности 90% до 10%. Показатель не стандартизирован. Некоторые компании используют переход от 30 до 80%, от 20 до 70% по своему усмотрению$
- Motion picture response time (MPRT) – параметр отклика движущегося изображения или кинематографический отклик. Показывает время, за которое исчезнет шлейф. Связывает отзыв пикселя с частотой обновления.
В современных моделях мониторов с компенсацией отклика указывается показатель GtG, иногда в одном ряду с MPRT. Параметр от черного к белому не может отражать преимущества усовершенствования, потому что технология компенсации действует только на полутонах.
Методы измерения среднего отклика тоже могут быть различными. Одни компании вычисляют среднее арифметическое между определенным количеством полутонов, другие между всеми. Не стоит вестись на минимальные цифры.
Существует закономерность, которую технологии пока не в силах преодолеть. Минимальная задержка матрицы свойственна TN-типу. IPS и VA приближаются к рубежу, но пока немного проигрывают.
Отличить устаревший монитор от снабженного компенсацией времени отклика просто. Для матриц характерен определенный показатель, который зависит от ее типа:
- 16 мс для VA и IPS-матриц – с компенсацией 6-12 мс и 6 мс соответственно,
- 8 мс для TN-матриц – с компенсацией не больше 6 мс.
Если в технических характеристиках стоят параметры ниже, то либо они могут быть получены при разгоне, либо отражают особенности измерения на заводе-производителе.
Мониторы с каким временем отклика стоит выбирать в 2022-2023 году?
Время отклика важно для игровых моделей. Скоростные и стрелялки требуют реакции от игрока и дисплея. Для киберспорта есть мониторы с заявленной задержкой матрицы до 1-2 мс. Для обычного развлечения хватит 5 мс.
При работе с графикой и цветом больше внимания уделяется качеству выводимой картинки. Для дизайнерской работы достаточно 8-10 мс. Сохранится насыщенность цвета, естественность цветопередачи.
Просмотр контента, серфинг по интернету и, тем более, работа в офисных программах устроит отзыв пикселя 8-14 мс.
Разгон монитора
Способы для снижения времени отклика существуют уже не только теоретически. Технология подразумевает подачу дополнительного напряжения на кристаллы матрицы для форсирования процесса перехода пикселя в другое состояние. Реально разгоном можно воспользоваться лишь при поддержке в мониторе функции RTC (response time compensation) или OD (overdrive).
- В экранном меню нужно найти настройки изображения. Они могут обозначаться RTC, Overdrive или располагаться в подменю TraceFree.
- Из нескольких уровней разгона нужно выбрать подходящий.
- Если полученный результат приемлем, сохранить настройки.
Принудительный разгон монитора нередко приводит к дополнительным искажениям изображения. Может ухудшиться цветопередача, потому что разгонный импульс напряжения невозможно рассчитать, а развертка меняется с определенной частотой.
Переход от одного цвета к другому происходит за различные периоды времени. В зависимости от ориентации одному кристаллу понадобится 1 мс, чтобы перейти в другое состояние, а другому 5 мс. В результате движущиеся объекты могут оставлять шлейф.
Технология разгона отклика показала свою эффективность, но следует учитывать и частоту смены кадра. Показатели взаимосвязаны и оптимизируются взаимно, и лучше их подбирать изначально во время покупки монитора соответственно назначению.
Источник: monitortop.ru