Բարձր կադրերի հաճախականությամբ հեռուստացույցներ պատրաստելու նորագույն տեխնոլոգիաները

Բարձր կադրերի հաճախականության հեռուստացույցներ պատրաստելու նորագույն տեխնոլոգիաները

Ժամանակակից հեռուստացույցների զարգացումները այլևս միայն մեծ էկրանների չափերի կամ ավելի բարձր թույլտվության վրա չեն կենտրոնանում: Վերջին տարիներին արդյունաբերության ուշադրությունը տեղափոխվել է նաև ավելի բարձր կադրերի հաճախականության վրա՝ ավելի հարթ շարժում, ավելի արագ արձագանք և ավելի իրատեսական դիտման փորձ ապահովելու համար: Բարձր կադրերի հաճախականությամբ հեռուստացույցները՝ սովորաբար 120 Հց-ից մինչև 144 Հց, իսկ որոշ մոդելներում՝ նույնիսկ ավելի բարձր, դառնում են ավելի ու ավելի պահանջված գործառույթ, հատկապես սպորտի, մարտաֆիլմերի և խաղային համակարգերի/համակարգչային խաղերի երկրպագուների շրջանում: Այս հոդվածը ուսումնասիրում է արտադրողների կողմից բարձր կադրերի հաճախականությամբ հեռուստացույցներ ստանալու համար օգտագործվող նորագույն տեխնոլոգիաները, ինչպես նաև դրանց կողմից օգտատերերի համար ստեղծվող մարտահրավերներն ու առավելությունները:

Կադրերի հաճախականության և թարմացման հաճախականության ըմբռնումը

Մինչև տեխնոլոգիայի մասին խոսելը, կարևոր է տարբերակել երկու հաճախ շփոթվող տերմիններ՝ կադրերի հաճախականությունը և թարմացման հաճախականությունը: Կադրերի հաճախականությունը վերաբերում է տեսանյութի աղբյուրի կողմից վայրկյանում ուղարկվող կադրերի (պատկերների) քանակին, օրինակ՝ 24 կադր/վրկ (ֆիլմեր), 50/60 կադր/վրկ (հեռարձակումներ) կամ 120 կադր/վրկ (որոշակի բովանդակություն և խաղեր): Միևնույն ժամանակ, թարմացման հաճախականությունը (Հց) վերաբերում է նրան, թե որքան հաճախ է հեռուստացույցի վահանակը թարմացնում էկրանը վայրկյանում, օրինակ՝ 60 Հց, 120 Հց կամ 144 Հց: Բարձր թարմացման հաճախականությամբ հեռուստացույցը կարող է ցուցադրել ավելի շատ պատկերի թարմացումներ, ինչը շարժումը կդարձնի ավելի հարթ, հատկապես, եթե բովանդակության աղբյուրը նաև աջակցում է բարձր կադրերի հաճախականություն:

120Hz/144Hz վահանակներ և էկրանի տեխնոլոգիայի էվոլյուցիան

Բարձր կադրերի հաճախականությամբ հեռուստացույցի հիմնական հիմքերից մեկը բարձր թարմացման հաճախականություն ապահովող վահանակի օգտագործումն է: Մինչդեռ շատ «120 Հց» հեռուստացույցներ նախկինում հիմնված էին ծրագրային մշակման (շարժման ինտերպոլյացիայի) վրա, այժմ ավելի ու ավելի շատ միջինից մինչև պրեմիում դասի հեռուստացույցներ են օգտագործում բնիկ 120 Հց կամ 144 Հց վահանակներ:

OLED, QLED (քվանտային կետերի LCD) և Mini-LED տեխնոլոգիաները, ինչպիսիք են վահանակները, բարելավումներ են գրանցել պիքսելների փոխարկման արագության, լուսավորության կառավարման և թարմացման հաճախականության կայունության մեջ: OLED-ում պիքսելները ինքնալուսավորվում են, ինչը հանգեցնում է պիքսելների շատ արագ արձագանքման ժամանակի, ինչը նպաստում է արագ շարժման ժամանակ մշուշոտության նվազեցմանը: Ժամանակակից LCD-ներում ավելի լավ արձագանքման ժամանակ ունեցող վահանակների օգտագործումը, զուգորդված լուսավորության ճշգրիտ կառավարման հետ, զգալիորեն բարելավում է շարժման կատարողականությունը նախորդ սերունդների համեմատ:

HDMI 2.1. Բարձր կադրերի հաճախականության բովանդակության վերջնական դարպասը

Հեռուստացույցներում բարձր կադրերի հաճախականության զարգացումը անբաժանելիորեն կապված է HDMI 2.1-ի գալուստի հետ: Այս ստանդարտը ապահովում է ավելի մեծ թողունակություն (FRL-ի միջոցով՝ Fixed Rate Link) և հնարավորություն է տալիս աջակցել բարձր թույլտվության և կադրերի հաճախականության, ինչպիսին է 4K 120Hz-ը: HDMI 2.1-ի հատկապես կարևոր առանձնահատկություններից են՝

1. VRR (Փոփոխական թարմացման հաճախականություն). Կարգավորում է հեռուստացույցի թարմացման հաճախականությունը սարքի (կոնսոլ/համակարգիչ) կողմից ստեղծված կադրերի հաճախականությանը համապատասխան՝ էկրանի պատռվածքը և կակազումը նվազեցնելու համար:
2. ALLM (Ավտոմատ ցածր լատենտության ռեժիմ). Հեռուստացույցն ավտոմատ կերպով անցնում է ցածր լատենտության ռեժիմի, երբ հայտնաբերում է խաղային սարք։
3. eARC (բարելավված աուդիո վերադարձի ալիք). Թույլ է տալիս բարձրորակ աուդիո (օրինակ՝ Dolby Atmos) փոխանցել սաունդբարին/AV ընդունիչին՝ առանց չափազանց սեղմման:

HDMI 2.1-ի շնորհիվ հեռուստացույցներն այժմ ավելի լավ են հագեցած PS5-ից, Xbox Series X|S-ից և խաղային համակարգիչներից բարձր կադրերի հաճախականության ազդանշաններ ստանալու համար։

Փոփոխական թարմացման հաճախականություն (VRR) և հարմարվողական համաժամեցում

VRR-ը բարձր կադրերի հաճախականության փորձառությունների, հատկապես խաղերի համար ամենակարևոր տեխնոլոգիաներից մեկն է: Երբ GPU-ի կադրերի հաճախականությունը տատանվում է, օրինակ՝ 90 կադր/վրկ-ից մինչև 110 կադր/վրկ, VRR-ով հեռուստացույցը դինամիկ կերպով կարգավորում է թարմացման հաճախականությունը: Արդյունքը ավելի կայուն և հարմարավետ պատկեր է:

VRR-ի որոշ տարածված իրականացումները ներառում են HDMI Forum VRR, ինչպես նաև համատեղելիություն AMD FreeSync կամ NVIDIA G-SYNC նման ստանդարտների հետ՝ ընտրված մոդելների վրա: Այս աջակցությունը թույլ է տալիս հեռուստացույցներին գործել որպես խաղային մոնիտորներ, հատկապես մեծ էկրանների վրա, որոնք ավելի ու ավելի են օգտագործվում խաղերի համար:

Շարժման ինտերպոլյացիա և արհեստական ​​բանականության մշակում

Թեև բնիկ 120Hz/144Hz վահանակները կարևոր են, ֆիլմերի և հեռարձակման շատ աղբյուրներ դեռևս աշխատում են 24fps, 30fps կամ 60fps հաճախականությամբ: Այս խնդիրը լուծելու համար հեռուստացույցների արտադրողները մշակել են շարժման մշակման տեխնոլոգիաներ, ինչպիսին է շարժման ինտերպոլյացիան (հաճախ հայտնի է որպես «օճառային օպերայի էֆեկտ», եթե չափազանց ագրեսիվ է կարգավորվում): Այս տեխնոլոգիան սինթետիկորեն ստեղծում է լրացուցիչ կադրեր՝ շարժումը հարթեցնելու համար:

Վերջերս շարժման մշակումը ավելի ու ավելի է ինտեգրվում արհեստական ​​բանականության և մեքենայական ուսուցման ալգորիթմների հետ՝ օբյեկտները հայտնաբերելու, շարժման ուղղությունը կանխատեսելու և շարժվող օբյեկտների շուրջը առաջացող արտեֆակտները, ինչպիսիք են մշուշոտությունը, լուսապսակները կամ աղավաղումը, նվազեցնելու համար: Օգտատերերին սովորաբար տրվում է ինտերպոլյացիայի մակարդակի կառավարում՝ իրենց նախընտրությունները կարգավորելու համար. ֆիլմի ռեժիմ, որը մնում է «կինեմատիկ», կամ գերհարթ սպորտային ռեժիմ:

Սև կադրի տեղադրում (BFI) և շարժման մշուշոտության նվազեցում

Ինտերպոլյացիայից բացի, շարժման պարզությունը բարելավելու մեկ այլ մոտեցում կա. Սև կադրի տեղադրում (BFI): Այս տեխնիկան պատկերի կադրերի միջև մուգ շրջանակներ է տեղադրում՝ մարդու աչքի համար մշուշոտության ընկալումը նվազեցնելու համար, նման պրոյեկտորի փակաղակի կամ CRT-ի բնութագրերին: Ժամանակակից հեռուստացույցներում BFI-ն ավելի է կատարելագործվել՝ պայծառության չափազանց նվազումը կամ նյարդայնացնող թարթումը կանխելու համար:

BFI-ը հատկապես օգտակար է արագընթաց սպորտային կամ մարտական ​​տեսարանների համար: Այնուամենայնիվ, դրա կիրառումը պահանջում է հավասարակշռություն, քանի որ մուգ կադրերի տեղադրումը հակված է մթագնել էկրանը, հատկապես, երբ HDR բովանդակությունը պահանջում է բարձր գագաթնակետային պայծառություն:

Ավելի արագ Mini-LED և տեղական մարում

Mini-LED-ով LCD հեռուստացույցներում հազարավոր փոքրիկ LED-ներ են օգտագործվում որպես հետին լուսավորություն և կառավարվում են բազմաթիվ գոտիներում տեղային մարման միջոցով: Mini-LED-ի առավելությունը ոչ միայն ավելի լավ հակադրությունն է, այլև ավելի ճշգրիտ և արագ արձագանքող լույսի կառավարումը, երբ տեսարանները արագ փոխվում են:

Բարձր կադրերի հաճախականության դեպքում, տեղային մարումը պետք է աշխատի կադրերի արագ փոփոխությունների հետ համաժամեցված՝ լույսի չափազանց մեծացումից կամ ուշացած անցումներից խուսափելու համար: Վերջին սերունդը հիմնված է ավելի արագ պատկերի պրոցեսորների և ավելի հարմարվողական մարման ալգորիթմների վրա:

Ավելի հզոր պատկերի պրոցեսոր և ցածր լատենտություն

Բարձր կադրերի հաճախականության հեռուստատեսությունը պահանջում է պրոցեսոր, որը կարող է իրական ժամանակում մշակել մեծ քանակությամբ տեսատվյալներ: Ժամանակակից պրոցեսորները միաժամանակ կատարում են մասշտաբի բարձրացում, աղմուկի նվազեցում, HDR տոնային քարտեզագրում, շարժման հարթեցում և հետին լուսավորության/մթնեցման կառավարում: Ամենամեծ մարտահրավերը պատկերի որակի պահպանումն է՝ առանց լատենտության ավելացման:

Խաղերի համար մուտքային ազդանշանի լագը կարևորագույն խնդիր է: Հետևաբար, շատ նոր հեռուստացույցներ առաջարկում են «Խաղի ռեժիմ», որը անջատում է ծանր մշակումը և առաջնահերթություն է տալիս արագ արձագանքին: Որոշ մոդելներ նույնիսկ ներառում են տեղեկատվական վահանակ (խաղի վահանակ)՝ VRR-ի, կադրերի հաճախականության, HDR-ի և լատենտության կարգավորումները վերահսկելու համար:

120fps բովանդակությունը և հեռարձակման ապագան

Բարձր կադրերի հաճախականությամբ բովանդակության հասանելիությունը մնում է սահմանափակող գործոն: Ֆիլմերը սովորաբար նկարահանվում են 24 կադր/վրկ արագությամբ՝ կինեմատոգրաֆիկ տպավորություն ստանալու համար, մինչդեռ հեռուստատեսային հեռարձակումները հաճախ աշխատում են 50/60 կադր/վրկ արագությամբ: 120 կադր/վրկ արագությամբ բովանդակությունն ավելի տարածված է խաղերում: Այնուամենայնիվ, միտումները կարող են փոխվել՝ հոսքային հարթակների, արտադրական տեսախցիկների և ցանցի հզորությունների զարգացմանը զուգընթաց:

Սպորտը կադրերի ավելի բարձր հաճախականության ուժեղ թեկնածու է, քանի որ գործողությունները արագ են, իսկ մանրամասները՝ կարևոր։ Ավելի արդյունավետ կոդեկների աջակցությամբ (օրինակ՝ ժամանակակից կոդեկների սերունդներ, ինչպիսիք են AV1-ը և դրա հաջորդները), կադրերի ավելի բարձր հաճախականությունը կարող է ավելի իրագործելի դառնալ զանգվածային տարածման համար, չնայած դրանք դեռևս պահանջում են զգալի թողունակություն և համապատասխան ենթակառուցվածք։

Խնդիրներ. Կողմնակի ազդեցություններ և օգտագործողի կողմից հարմարեցում

Թեև բարձր կադրերի հաճախականության տեխնոլոգիան առաջարկում է բազմաթիվ առավելություններ, կան մի քանի բան, որոնք պետք է հիշել.

– Սերիալի էֆեկտ. Չափազանց ինտերպոլյացիան կարող է փոխել ֆիլմի զգացողությունը՝ այն դարձնելով օճառային օպերայի կամ ստուդիական հեռարձակման նման։
– Պայծառությունը նվազում է, երբ BFI-ն ակտիվ է. Հատկապես նկատելի է HDR-ում։
– Սարքի համատեղելիություն. Հեռուստացույցի բոլոր HDMI միացքները չեն աջակցում լիարժեք HDMI 2.1-ը. երբեմն՝ միայն 1-2 որոշակի միացք։
– Օպտիմալ կարգավորումները տարբեր են. ֆիլմերի, սպորտային և խաղային բովանդակության համար իդեալական է օգտագործել տարբեր նախադրված կարգավորումներ՝ օպտիմալ արդյունքներ ստանալու համար:

Հետևաբար, արտադրողները այժմ ավելի ու ավելի են կենտրոնանում հեշտ կարգավորման ինտերֆեյսների, արհեստական ​​բանականության վրա հիմնված ավտոմատ ռեժիմների և ներկառուցված ծրագրի թարմացումների ապահովման վրա՝ VRR կայունությունը և սարքերի համատեղելիությունը բարելավելու համար։

Եզրակացություն

Բարձր կադրերի հաճախականությամբ հեռուստացույցների ամենաժամանակակից տեխնոլոգիաները բազմաթիվ նորարարությունների համադրություն են՝ բնօրինակ 120Hz/144Hz վահանակներ, HDMI 2.1, VRR, ALLM, արհեստական ​​բանականության վրա հիմնված շարժման մշակում, BFI, Mini-LED՝ ավելի ճշգրիտ տեղային մարմամբ, և ավելի ու ավելի հզոր և արդյունավետ պատկերի պրոցեսորներ: Վերջնական արդյունքը ավելի սահուն դիտման փորձառություն է, ավելի սուր՝ արագընթաց տեսարաններում և ավելի արագ արձագանքող՝ խաղերում: Առաջիկայում, բովանդակության աջակցության աճի և տարածման ստանդարտների բարելավման հետ մեկտեղ, բարձր կադրերի հաճախականությամբ հեռուստացույցներն ունեն նոր նորմա դառնալու ներուժ՝ այլևս ոչ միայն պրեմիում գործառույթ:

Եթե ​​ցանկանում եք, կարող եմ ավելացնել մի բաժին, որտեղ կառաջարկվեն (1) ֆիլմերի, (2) սպորտի կամ (3) խաղերի համար նախատեսված բարձր կադրերի հաճախականության հեռուստացույցի իդեալական տեխնիկական բնութագրերը, ինչպես նաև կցվեն օպտիմալ արդյունքների համար նախատեսված կարգավորման ուղեցույցներ։