Naujausios technologijos kuriant didelės kadrų dažnio televizorius
Šiuolaikinės televizijos nebėra vien tik orientuotos į didesnius ekranų dydžius ar didesnę skiriamąją gebą. Pastaraisiais metais pramonės dėmesys taip pat nukrypo į didesnį kadrų dažnį, kad būtų užtikrintas sklandesnis judesys, greitesnis atsakas ir tikroviškesnė žiūrėjimo patirtis. Televizoriai su dideliu kadrų dažniu – paprastai nuo 120 Hz iki 144 Hz, o kai kuriuose modeliuose – dar didesnis – tampa vis paklausesne funkcija, ypač tarp sporto, veiksmo filmų ir konsolių / kompiuterinių žaidimų gerbėjų. Šiame straipsnyje nagrinėjamos naujausios technologijos, kurias gamintojai naudoja, kad sukurtų didelio kadrų dažnio televizorius, taip pat iššūkiai ir privalumai, kuriuos jos suteikia vartotojams.
Kadrų dažnio ir atnaujinimo dažnio supratimas
Prieš aptariant technologiją, svarbu atskirti du dažnai painiojamus terminus: kadrų dažnį ir atnaujinimo dažnį. Kadrų dažnis reiškia kadrų (vaizdų) skaičių, kurį vaizdo šaltinis siunčia per sekundę, pvz., 24 kadrai per sekundę (filmai), 50/60 kadrų per sekundę (transliacijos) arba 120 kadrų per sekundę (tam tikras turinys ir žaidimai). Tuo tarpu atnaujinimo dažnis (Hz) reiškia, kaip dažnai televizoriaus ekranas atnaujina vaizdą per sekundę, pvz., 60 Hz, 120 Hz arba 144 Hz. Didelio atnaujinimo dažnio televizorius gali rodyti daugiau vaizdo atnaujinimų, todėl judesys atrodo sklandesnis, ypač jei turinio šaltinis taip pat palaiko didelį kadrų dažnį.
120 Hz / 144 Hz ekranai ir ekranų technologijos evoliucija
Vienas iš pagrindinių didelio kadrų dažnio televizoriaus pagrindų yra ekrano, kuris iš esmės palaiko didelį atnaujinimo dažnį, naudojimas. Nors anksčiau daugelis „120 Hz“ televizorių rėmėsi programiniu apdorojimu (judesių interpoliacija), dabar vis daugiau vidutinės ir aukščiausios klasės televizorių naudoja 120 Hz arba 144 Hz ekrano plokštes.
Tokios ekranų technologijos kaip OLED, QLED (kvantinių taškų LCD) ir „Mini-LED“ pagerino pikselių perjungimo greitį, foninio apšvietimo valdymą ir atnaujinimo dažnio stabilumą. OLED ekranuose pikseliai yra savaime šviečiantys, todėl pikselių atsako laikas yra labai greitas ir padeda sumažinti suliejimą greito judesio metu. Šiuolaikiniuose LCD ekranuose geresnio atsako laiko ekranų naudojimas kartu su tiksliu foninio apšvietimo valdymu žymiai pagerina judesio atkūrimą, palyginti su ankstesnėmis kartomis.
HDMI 2.1: geriausias būdas mėgautis didelio kadrų dažnio turiniu
Didelio kadrų dažnio televizoriuose pažanga yra neatsiejamai susijusi su HDMI 2.1 atsiradimu. Šis standartas suteikia didesnį pralaidumą (per FRL – fiksuoto dažnio jungtį) ir leidžia palaikyti didelę skiriamąją gebą ir kadrų dažnį, pvz., 4K 120 Hz. Svarbiausios HDMI 2.1 funkcijos, kurios yra ypač svarbios, yra šios:
1. VRR (kintamas atnaujinimo dažnis): Reguliuoja televizoriaus atnaujinimo dažnį pagal įrenginio (konsolės / asmeninio kompiuterio) sukuriamą kadrų dažnį, kad sumažintų ekrano trūkčiojimą ir mirgėjimą.
2. ALLM (automatinis mažo delsos režimas): televizorius automatiškai persijungia į mažo delsos režimą, kai aptinka žaidimų įrenginį.
3. eARC (patobulintas garso grąžinimo kanalas): leidžia perduoti aukštos kokybės garsą (pvz., „Dolby Atmos“) į garso juostą / AV imtuvą be per didelio suspaudimo.
Dėl HDMI 2.1 televizoriai dabar yra geriau pasirengę priimti didelės kadrų dažnio signalus iš PS5, „Xbox Series X|S“ ir žaidimų kompiuterių.
Kintamas atnaujinimo dažnis (VRR) ir adaptyvus sinchronizavimas
VRR yra viena iš svarbiausių technologijų, užtikrinančių didelės kadrų dažnio patirtį, ypač žaidžiant. Kai GPU kadrų dažnis svyruoja – pavyzdžiui, nuo 90 kadrų per sekundę iki 110 kadrų per sekundę – televizorius su VRR dinamiškai reguliuoja atnaujinimo dažnį. Rezultatas – stabilesnis ir patogesnis vaizdas.
Kai kurie įprasti VRR diegimai apima „HDMI Forum VRR“, taip pat suderinamumą su tokiais standartais kaip AMD „FreeSync“ arba „NVIDIA G-SYNC“ (suderinama su pasirinktais modeliais). Ši parama leidžia televizoriams veikti kaip žaidimų monitoriams, ypač didesniuose ekranuose, kurie vis dažniau naudojami žaidimams.
Judesio interpoliacija ir dirbtinio intelekto apdorojimas
Nors originalūs 120 Hz / 144 Hz ekranai yra svarbūs, daugelis filmų ir transliacijų turinio šaltinių vis dar veikia 24 kadrų per sekundę, 30 kadrų per sekundę arba 60 kadrų per sekundę greičiu. Norėdami tai išspręsti, televizorių gamintojai sukūrė judesių apdorojimo technologijas, tokias kaip judesių interpoliacija (dažnai vadinama „muilo operos efektu“, jei nustatyta per agresyviai). Ši technologija dirbtinai sukuria papildomus kadrus, kad judesys būtų išlygintas.
Pastaruoju metu judesių apdorojimas vis labiau integruojamas su dirbtiniu intelektu ir mašininio mokymosi algoritmais, siekiant aptikti objektus, numatyti judėjimo kryptį ir sumažinti tokius artefaktus kaip suliejimas, aureolės ar iškraipymai aplink judančius objektus. Vartotojams paprastai suteikiama interpoliacijos lygio kontrolė, kad jie galėtų koreguoti savo nuostatas: filmo režimą, kuris išlieka „kinematografinis“, arba itin sklandų sporto režimą.
Juodo kadro įterpimas (BFI) ir judesio suliejimo mažinimas
Be interpoliacijos, yra dar vienas būdas pagerinti judesio aiškumą: juodo kadro įterpimas (BFI). Ši technika įterpia tamsius kadrus tarp vaizdo kadrų, kad sumažintų žmogaus akies suvokiamą suliejimą, panašiai kaip projektoriaus užraktas arba kineskopinio televizoriaus savybės. Šiuolaikiniuose televizoriuose BFI buvo dar labiau patobulintas, kad būtų išvengta per didelio ryškumo sumažėjimo ar erzinančio mirgėjimo.
BFI ypač naudingas žiūrint greito tempo sportą ar veiksmo scenas. Tačiau jo taikymas reikalauja pusiausvyros, nes įterpus tamsių kadrų ekranas linkęs pritemti, ypač kai HDR turiniui reikalingas didelis ryškumo piko taškas.
Greitesnis mini LED ir vietinis pritemdymas
LCD televizoriuose su „Mini-LED“ technologija tūkstančiai mažyčių šviesos diodų naudojami kaip foninis apšvietimas ir valdomi vietiniu pritemdymu keliose zonose. „Mini-LED“ privalumas yra ne tik geresnis kontrastas, bet ir tikslesnis bei jautresnis šviesos valdymas, kai scenos greitai keičiasi.
Dideliam kadrų dažniui vietinis pritemdymas turi veikti sinchroniškai su greitais kadrų pokyčiais, kad būtų išvengta per didelio „žydėjimo“ ar uždelstų šviesos perėjimų. Naujausia karta remiasi greitesniais vaizdo procesoriais ir prisitaikančiais pritemdymo algoritmais.
Galingesnis vaizdo procesorius ir mažas delsos laikas
Didelės kadrų dažnio televizijai reikalingas procesorius, galintis realiuoju laiku apdoroti didelius vaizdo duomenų kiekius. Šiuolaikiniai procesoriai vienu metu atlieka vaizdo konvertavimo, triukšmo mažinimo, HDR tonų atvaizdavimo, judesių išlyginimo ir foninio apšvietimo / pritemdymo valdymo funkcijas. Didžiausias iššūkis yra išlaikyti vaizdo kokybę nedidinant delsos.
Žaidimams įvesties delsa yra labai svarbi problema. Todėl daugelyje naujesnių televizorių siūlomas „žaidimo režimas“, kuris išjungia intensyvų apdorojimą ir teikia pirmenybę greitam reagavimui. Kai kuriuose modeliuose netgi yra informacijos skydelis (žaidimų juosta), skirtas stebėti VRR, kadrų dažnį, HDR ir delsos nustatymus.
120 kadrų per sekundę turinys ir transliacijų ateitis
Didelės kadrų dažnio turinio prieinamumas išlieka ribojančiu veiksniu. Filmai paprastai filmuojami 24 kadrų per sekundę greičiu, siekiant sukurti kinematografinį pojūtį, o televizijos transliacijos dažnai filmuojamos 50/60 kadrų per sekundę greičiu. 120 kadrų per sekundę turinys labiau paplitęs žaidimuose. Tačiau tendencijos gali keistis, tobulėjant transliacijų platformoms, gamybos kameroms ir tinklo pajėgumams.
Sportas yra stiprus kandidatas didesniam kadrų dažniui, nes veiksmas yra greitas, o detalės svarbios. Palaikant efektyvesnius kodekus (pvz., šiuolaikines kodekų kartas, tokias kaip AV1 ir jos įpėdiniai), didesnis kadrų dažnis gali tapti labiau tinkamas masiniam platinimui, nors tam vis tiek reikalingas didelis pralaidumas ir tinkama infrastruktūra.
Iššūkiai: šalutinis poveikis ir vartotojo prisitaikymas
Nors didelio kadrų dažnio technologija suteikia daug privalumų, reikia nepamiršti kelių dalykų:
– Muilo operos efektas: per didelė interpoliacija gali pakeisti filmo pojūtį ir padaryti jį panašų į muilo operą ar studijinę transliaciją.
– Ryškumas sumažėja, kai aktyvus BFI: ypač pastebimas HDR režimu.
– Įrenginių suderinamumas: ne visi televizoriaus HDMI prievadai palaiko visą HDMI 2.1; kartais tik 1–2 konkretūs prievadai.
– Optimalūs nustatymai skiriasi: filmams, sportui ir žaidimų turiniui idealiai naudojami skirtingi iš anksto nustatyti parametrai, siekiant optimalių rezultatų.
Todėl gamintojai dabar vis daugiau dėmesio skiria lengvai nustatomoms sąsajoms, dirbtiniu intelektu pagrįstiems automatiniams režimams ir programinės įrangos atnaujinimams, kad pagerintų VRR stabilumą ir įrenginių suderinamumą.
Išvada
Naujausios didelės kadrų dažnio televizorių technologijos yra daugelio inovacijų derinys: natūralios 120 Hz / 144 Hz ekrano plokštės, HDMI 2.1, VRR, ALLM, dirbtiniu intelektu pagrįstas judesio apdorojimas, BFI, „Mini-LED“ su tikslesniu vietiniu pritemdymu ir vis galingesni bei efektyvesni vaizdo procesoriai. Galutinis rezultatas – sklandesnė žiūrėjimo patirtis, ryškesnis vaizdas greito tempo scenose ir greitesnis reagavimas žaidžiant žaidimus. Ateityje, didėjant turinio palaikymui ir tobulėjant platinimo standartams, didelės kadrų dažnio televizoriai gali tapti nauja norma – nebėra tik aukščiausios kokybės funkcija.
Jei norite, galiu pridėti skyrių, kuriame rekomenduojamos idealios didelės kadrų dažnio televizoriaus specifikacijos (1) filmams, (2) sportui arba (3) žaidimams, kartu su sąrankos vadovais optimaliems rezultatams pasiekti.
