Найноўшыя тэхналогіі ў стварэнні тэлевізараў з высокай частатой кадраў
Сучасныя распрацоўкі ў галіне тэлебачання больш не сканцэнтраваны выключна на большых памерах экрана або больш высокім разрозненні. У апошнія гады ўвага галіны таксама пераключылася на больш высокую частату кадраў, каб забяспечыць больш плаўны рух, хутчэйшую рэакцыю і больш рэалістычнае ўражанне ад прагляду. Тэлевізары з высокай частатой кадраў — звычайна ад 120 Гц да 144 Гц, а ў некаторых мадэлях нават вышэй — становяцца ўсё больш запатрабаванымі, асабліва сярод аматараў спорту, баевікоў і гульняў для кансоляў/ПК. У гэтым артыкуле разглядаюцца найноўшыя тэхналогіі, якія вытворцы выкарыстоўваюць для дасягнення высокай частаты кадраў у тэлевізарах, а таксама праблемы і перавагі, якія яны прыносяць карыстальнікам.
Разуменне частаты кадраў і частаты абнаўлення
Перш чым абмяркоўваць тэхналогію, важна адрозніваць два тэрміны, якія часта блытаюць: частата кадраў і частата абнаўлення. Частата кадраў адносіцца да колькасці кадраў (малюнкаў), якія крыніца відэа адпраўляе ў секунду, напрыклад, 24 кадры ў секунду (фільмы), 50/60 кадраў у секунду (трансляцыі) або 120 кадраў у секунду (пэўны кантэнт і гульні). Тым часам частата абнаўлення (Гц) адносіцца да таго, як часта панэль тэлевізара абнаўляе дысплей у секунду, напрыклад, 60 Гц, 120 Гц або 144 Гц. Тэлевізар з высокай частатой абнаўлення можа адлюстроўваць больш абнаўленняў выявы, што робіць рух больш плыўным, асабліва калі крыніца кантэнту таксама падтрымлівае высокую частату кадраў.
Панэлі 120 Гц/144 Гц і эвалюцыя тэхналогій дысплеяў
Адной з ключавых асноў тэлевізара з высокай частатой кадраў з'яўляецца выкарыстанне панэлі, якая ўбудавана падтрымлівае высокую частату абнаўлення. У той час як многія тэлевізары з частатой абнаўлення 120 Гц раней абапіраліся на праграмную апрацоўку (інтэрпаляцыю руху), цяпер усё больш тэлевізараў сярэдняга і прэміяльнага класа выкарыстоўваюць убудаваныя панэлі з частатой абнаўлення 120 Гц або 144 Гц.
Такія тэхналогіі панэляў, як OLED, QLED (квантавыя кропкі LCD) і Mini-LED, палепшылі хуткасць пераключэння пікселяў, кіраванне падсветкай і стабільнасць частаты абнаўлення. У OLED пікселі самападсвятляюцца, што прыводзіць да вельмі хуткага часу водгуку пікселяў, што дапамагае паменшыць размыццё падчас хуткага руху. У сучасных LCD-дысплеях выкарыстанне панэляў з лепшым часам водгуку ў спалучэнні з дакладным кіраваннем падсветкай значна паляпшае якасць руху ў параўнанні з папярэднімі пакаленнямі.
HDMI 2.1: Канчатковы шлях да кантэнту з высокай частатой кадраў
Пашырэнне высокіх частот кадраў на тэлевізарах непарыўна звязана з з'яўленнем HDMI 2.1. Гэты стандарт забяспечвае большую прапускную здольнасць (праз FRL — Fixed Rate Link) і дазваляе падтрымліваць высокія разрозненні і частату кадраў, такія як 4K 120 Гц. Ключавыя асаблівасці HDMI 2.1, якія асабліва важныя, ўключаюць:
1. VRR (зменная частата абнаўлення): рэгулюе частату абнаўлення тэлевізара ў адпаведнасці з частатой кадраў, якая ствараецца прыладай (кансоллю/ПК), каб паменшыць разрыў і заіканне экрана.
2. ALLM (аўтаматычны рэжым нізкай затрымкі): Тэлевізар аўтаматычна пераходзіць у рэжым нізкай затрымкі пры выяўленні гульнявой прылады.
3. eARC (палепшаны канал зваротнага аўдыё): Дазваляе перадаваць высакаякасны гук (напрыклад, Dolby Atmos) на саўндбар/AV-рэсівер без празмернага сціскання.
Дзякуючы HDMI 2.1 тэлевізары цяпер лепш падрыхтаваны для прыёму сігналаў з высокай частатой кадраў ад PS5, Xbox Series X|S і гульнявых ПК.
Зменная частата абнаўлення (VRR) і адаптыўная сінхранізацыя
VRR — адна з найважнейшых тэхналогій для высокай частаты кадраў, асабліва ў гульнях. Па меры ваганняў частаты кадраў графічнага працэсара, напрыклад, ад 90 кадраў у секунду да 110 кадраў у секунду, тэлевізар з VRR дынамічна рэгулюе частату абнаўлення. У выніку атрымліваецца больш стабільная і камфортная выява.
Сярод распаўсюджаных рэалізацый VRR — HDMI Forum VRR, а таксама сумяшчальнасць са стандартамі, такімі як AMD FreeSync або NVIDIA G-SYNC Compatible на асобных мадэлях. Гэтая падтрымка дазваляе тэлевізарам функцыянаваць як гульнявыя маніторы, асабліва на вялікіх экранах, якія ўсё часцей выкарыстоўваюцца для гульняў.
Інтэрпаляцыя руху і апрацоўка з дапамогай штучнага інтэлекту
Нягледзячы на важнасць натыўных панэляў з частатой 120 Гц/144 Гц, многія крыніцы кіна- і тэлевізійнага кантэнту ўсё яшчэ працуюць з частатой 24, 30 або 60 кадраў у секунду. Каб вырашыць гэтую праблему, вытворцы тэлевізараў распрацавалі тэхналогіі апрацоўкі руху, такія як інтэрпаляцыя руху (часта вядомая як «эфект мыльнай оперы», калі яна ўсталявана занадта агрэсіўна). Гэтая тэхналогія сінтэтычна стварае дадатковыя кадры для згладжвання руху.
У апошні час апрацоўка руху ўсё часцей інтэгруецца з алгарытмамі штучнага інтэлекту і машыннага навучання для выяўлення аб'ектаў, прагназавання кірунку руху і памяншэння артэфактаў, такіх як размыццё, гало або скажэнні вакол рухомых аб'ектаў. Карыстальнікам звычайна даецца кантроль над узроўнем інтэрпаляцыі, каб яны маглі наладзіць свае перавагі: рэжым фільма, які застаецца "кінематаграфічным", або звышплыўны спартыўны рэжым.
Устаўка чорнага кадра (BFI) і памяншэнне размыцця руху
Акрамя інтэрпаляцыі, існуе яшчэ адзін падыход да паляпшэння выразнасці руху: устаўка чорнага кадра (BFI). Гэтая тэхніка ўстаўляе цёмныя кадры паміж кадрамі выявы, каб паменшыць успрыманне размыцця для чалавечага вока, падобна да засаўкі на праектары або характарыстык ЭЛТ. У сучасных тэлевізарах BFI быў дадаткова ўдасканалены, каб прадухіліць празмернае зніжэнне яркасці або раздражняльнае мігценне.
BFI асабліва карысны для дынамічных спартыўных сцэн або экшн-сцэн. Аднак яго прымяненне патрабуе балансу, бо ўстаўка цёмных кадраў, як правіла, прыводзіць да зацямнення экрана, асабліва калі HDR-кантэнт патрабуе высокай пікавай яркасці.
Хутчэйшы міні-святлодыёд і лакальнае зацямненне
У ВК-тэлевізарах з Mini-LED тысячы малюсенькіх святлодыёдаў выкарыстоўваюцца ў якасці падсветкі і кіруюцца лакальным зацямненнем у некалькіх зонах. Перавага Mini-LED заключаецца не толькі ў лепшай кантраснасці, але і ў больш дакладным і спагадлівым кіраванні асвятленнем пры хуткай змене сцэн.
Для высокай частаты кадраў лакальнае зацямненне павінна працаваць сінхранізавана з хуткімі зменамі кадраў, каб пазбегнуць празмернага пералівання святла або затрыманых пераходаў святла. Апошняе пакаленне абапіраецца на больш хуткія працэсары апрацоўкі малюнкаў і больш адаптыўныя алгарытмы зацямнення.
Больш магутны працэсар апрацоўкі малюнкаў і нізкая затрымка
Для тэлебачання з высокай частатой кадраў патрабуецца працэсар, здольны апрацоўваць вялікія аб'ёмы відэададзеных у рэжыме рэальнага часу. Сучасныя працэсары адначасова выконваюць задачы маштабавання, падаўлення шуму, танальнай карэкцыі HDR, згладжвання руху і кіравання падсветкай/зацямненнем. Найбольшая праблема — падтрыманне якасці выявы без павелічэння затрымкі.
Для гульняў затрымка ўводу з'яўляецца вырашальнай праблемай. Таму многія новыя тэлевізары прапануюць «гульнявы рэжым», які адключае інтэнсіўную апрацоўку і аддае прыярытэт хуткаму водгуку. Некаторыя мадэлі нават маюць інфармацыйную панэль (гульнёвую панэль) для кантролю налад VRR, частаты кадраў, HDR і затрымкі.
Кантэнт з частатой 120 кадраў у секунду і будучыня вяшчання
Даступнасць кантэнту з высокай частатой кадраў застаецца абмежавальным фактарам. Фільмы звычайна здымаюцца з частатой 24 кадраў у секунду для кінематаграфічнага адчування, у той час як тэлевізійныя трансляцыі часта працуюць з частатой 50/60 кадраў у секунду. Кантэнт з частатой 120 кадраў у секунду часцей сустракаецца ў гульнях. Аднак тэндэнцыі могуць змяняцца па меры развіцця стрымінгавых платформаў, камер вытворчасці і сеткавых магчымасцей.
Спартыўныя перадачы з'яўляюцца важкім кандыдатам на больш высокую частату кадраў, таму што дзеянне адбываецца хутка, і дэталізацыя мае важнае значэнне. З падтрымкай больш эфектыўных кодэкаў (такіх як сучасныя пакаленні кодэкаў, такія як AV1 і яго пераемнікі), больш высокая частата кадраў можа стаць больш рэальнай для масавага распаўсюджвання, хоць яны ўсё яшчэ патрабуюць значнай прапускной здольнасці і адпаведнай інфраструктуры.
Праблемы: пабочныя эфекты і адаптацыя карыстальніка
Нягледзячы на тое, што тэхналогія высокай частаты кадраў прапануе шмат пераваг, варта памятаць пра некалькі рэчаў:
– Эфект мыльнай оперы: празмерная інтэрпаляцыя можа змяніць адчуванне фільма, нагадваючы яго мыльную оперу або студыйную трансляцыю.
– Яркасць памяншаецца пры ўключаным BFI: асабліва прыкметна ў HDR.
– Сумяшчальнасць прылад: Не ўсе парты HDMI на тэлевізары падтрымліваюць поўны HDMI 2.1; часам толькі 1–2 пэўныя парты.
– Аптымальныя налады адрозніваюцца: для дасягнення аптымальных вынікаў у фільмах, спартыўных праграмах і гульнявым кантэнце ідэальна выкарыстоўваюцца розныя прэсеты.
Таму вытворцы цяпер усё больш увагі надаюць забеспячэнню простых інтэрфейсаў налады, аўтаматычных рэжымаў на аснове штучнага інтэлекту і абнаўленняў прашыўкі для паляпшэння стабільнасці VRR і сумяшчальнасці прылад.
Выснова
Найноўшыя тэхналогіі ў тэлевізарах з высокай частатой кадраў — гэта спалучэнне многіх інавацый: натыўныя панэлі 120 Гц/144 Гц, HDMI 2.1, VRR, ALLM, апрацоўка руху на аснове штучнага інтэлекту, BFI, Mini-LED з больш дакладным лакальным зацямненнем і ўсё больш магутныя і эфектыўныя працэсары апрацоўкі малюнкаў. Канчатковым вынікам з'яўляецца больш плыўнае ўражанне ад прагляду, больш выразная карцінка ў дынамічных сцэнах і больш хуткая рэакцыя ў гульнях. У будучыні, па меры пашырэння падтрымкі кантэнту і паляпшэння стандартаў распаўсюджвання, тэлевізары з высокай частатой кадраў маюць патэнцыял стаць новай нормай, а не проста прэміяльнай функцыяй.
Калі хочаце, я магу дадаць раздзел з рэкамендацыямі па ідэальных характарыстыках тэлевізара з высокай частатой кадраў для (1) фільмаў, (2) спорту або (3) гульняў, а таксама інструкцыі па наладзе для дасягнення аптымальных вынікаў.
