Re: [求助] 離不開crt的人,lcd的更新頻率是關鍵嗎?

看板LCD作者web2312時間10年前 (2014/02/21 17:45)推噓9(9推 0噓 20→)

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: 推 coldcolour:LCD這種hold type的顯示器在動態畫面的表現本來就沒辦 02/20 23:38 : → coldcolour:法像CRT這種impulse type的顯示器那麼清晰 02/20 23:38 : → coldcolour:不過你可以參考看看這個http://tinyurl.com/bsgul9k 02/20 23:41 : → coldcolour:LCD光高更新率不夠還必須模擬CRT的顯示方式才能達到 02/20 23:46 : → coldcolour:高動態解析度 02/20 23:47 cold大給的這個網站很好,該站站長Mark對於顯示器動態清晰相關方面非常擅長, 前幾年開始建立這個網站,內容含有關於達成高動態清晰度的各種可行途徑與相關科學研究. : → AllForUs:所以有Lightboost功能的是最接近crt的impulse type嗎? 02/21 00:31 : → AllForUs:以模擬crt技術來說.黑插入的技術.是否可以比高刷新的 02/21 00:34 : → AllForUs:Lightboost相比黑插入還要更接近crt 的impluse type嗎? 02/21 00:36 : 推 web2312:Lightboost基本上就是背光掃描,黑插入則單純是指frame之間 02/21 00:39 : → web2312:插入全黑影格 02/21 00:40 : 黑插入等於背光全暗 : 跟背光掃描(scanning blacklight),不是同樣模擬crt的技術嗎? : 只是一個全暗的背光,一個用掃描的背光?(有誤請指正) 黑插入指的是在原始影格之間插入一格黑色的影格,黑色影格的液晶陣列全關閉 (相當於顯示黑色,背光仍開起),而背光掃描(或閃爍)則是讓背光完全關掉使螢幕全黑無任何光. == About 黑插入由於black level(黑色的亮度)沒有變,畫面亮的時間縮短(原本1/60s的frame 變成1/120s原始frame + 1/120s全黑frame),會造成對比與亮度的衰退,且由於需在極短時間讓液晶不斷從0(黑)-f1(frame1原始灰階值)-0(黑)-f2(frame2原始灰階值)-... 轉換,若液晶反應速率不夠快,會造成黑插入效果不佳(液晶來不及顯示黑就馬上要顯示下一個frame的灰階值),且液晶在灰階轉換時,各灰階之間轉換的反應速率不一致,造成黑插入後螢幕的色彩產生偏差. 黑插入可以透過軟體方式產生, 一般PC上若要實現黑插入,則首先了解您螢幕可接受的最高螢幕更新率, 若為60hz,則可以實現30hz的黑插入,若為120hz則可以實現60hz的黑插入, 若為72hz則可以實現24hz的黑插入(24hz黑插入為2/72s長度黑影格+1/72s原影格), 以下提供Windows PC簡單的黑插入實作方式, (1)下載與安裝MPC-HC (2)安裝Avisynth (3)安裝ffdshow (4)開啟MPC-HC,在選項方塊外部濾鏡部分加入ffdshow raw video filter,選為偏好 (5)點開ffdshow raw video filter,左側Avisynth部分,將Avisynth打勾並於右側空白處填入 (注意"加入ffdshow視訊來源"不需要打勾) Original = ffdshow_source() Black=Original.Blankclip() Interleave(Original,Black) 第一行相當於"加入ffdshow視訊來源",取得來源的frame放在Original 第二行產生與原始影片相同解析度與色彩格式的空白影格(全黑)放在Black 第三行針對每一個來源影格,產生((原始)-(黑))-((原始)-(黑))-...這樣的pattern 完成之後使用MPC-HC開起30fps的影片時,就會實行30hz的黑插入, 由於插入頻率太低,很容易就會查覺閃爍,但可以注意到,這時畫面的動態清晰度提升到相當於60fps. 如您螢幕支援48hz或72hz,則可以試試24hz的黑插入,然後播放24fps的影片, 您會發現動態模糊大大的減少,且eye tracking(眼睛追蹤)物體變得相當容易, (但因24hz插入頻率相當低,閃爍將非常嚴重) == About 背光掃描(or 背光閃爍) 背光掃描無法透過軟體方式實現,需要具有strobing backlight(閃爍式背光)的螢幕, 例如支援Lightboost的3D電腦螢幕,Eizo的FG2421 Turbo240,Mitsubish的 MDT231WG等. 由於背光閃爍時,背光會全關使black level降到最低,因此對畫面的對比不會造成影響,只影響亮度.LED背光點亮與熄滅的切換速度可以非常快,相較CCFL背光更適合進行背光掃描或閃爍的應用.使用背光閃爍不會有黑插入因液晶反應速率不夠快造成插黑不徹底的情況(但背光閃爍仍要求液晶反應速率至少要能在一個frame 的時間內將該frame灰階值顯示出來,因此若為120hz背光掃描,則液晶反應速率至少需低於8ms,否則會有部分來不及轉換的液晶被背光照出來,產生鬼影現象) : : → web2312:並且需要注意的是,對於使用背光掃描的impulse type顯示器, 02/21 00:41 : → web2312:刷新率並非影響動態清晰度的變數,strobe length(每次掃描 02/21 00:42 : → web2312:背光開啟的時間長度)才是影響動態清晰度主要變數,並且調整 02/21 00:42 : → web2312:strobe length也同時會影響亮度,因此Lightboost 10%動態 02/21 00:43 : → web2312:清晰度最好,但是亮度最低 02/21 00:43 : 所以背光掃的越快,清晰度越好嗎? 關於動態清晰度,我們簡單舉個例子具體來了解動態模糊的產生原因. 人眼在空間上與時間上都有觀測的極限存在, -- 空間上例如您可以看到螢幕5cm^2範圍出現的25個灰階方格,但若是同樣範圍出現625個灰階方格則可能開始感覺到"模糊",如果是5cm^2範圍內出現390625個方格,則根本看不出來每一個方格具體的灰階是多少. 時間上例如您可以看到螢幕5秒內快速切換出現的5個灰階,但若是同樣5秒內快速切換10個灰階,您可能開始感覺到"模糊",開始看不太清楚某幾個灰階, 若是5秒內切換500個灰階,則根本看不出來. -- 以上的例子, 空間上例如5-100兩個灰階方格非常靠近超過了感知極限, 則人眼會將5-100這兩個灰階方格平均化成一個灰階值, 您可以看看拿放大鏡看看顯示白色時的螢幕,會發現每個像素有RGB三色的液晶陣列, 明確的看到"三個顏色",使用肉眼觀看時,除非距離夠近,否則您看到的會是白色(混合之後的結果),又例如部分印刷品上使用的網點印刷也是同樣原理. 時間上例如0-100兩個灰階畫面高速切換超過了感知極限, 則人眼會將0-100這兩個灰階畫面平均化成一個灰階值, 您可以看看當CRT螢幕更新率夠高(閃爍頻率高),您將不會查覺到白色畫面是黑與白快速切換而成,又例如部分電漿電視與投影機採用三色交錯式輸出法,若使用高速攝影機觀察白色畫面,會發現畫面是R-G-B三色不斷跳轉,明確的看到"三個顏色",使用肉眼時, 除非您是神人,否則您看到的會是白色(混合之後的結果). (有一種狀況下會查覺到三色分離,並一般稱之為色割,主要是因眼睛動態追蹤時, 時間維度上的R-G-B序列被拉到空間方向,您可以對著有PWM的螢幕或使用三色交錯的投影機與PDP,然後用小畫家畫全黑畫面,中間再畫一條垂直白線,眼睛焦點快速往左與往右來回擺動,您將查覺到色割或被分離出來的黑白黑白閃爍序列) -- 了解到人眼感知的混合特性後,回到動態清晰度的部分, 拿出您的手指快速的左右來回晃動,並此時您的眼睛焦點固定在擺動路徑中央, (眼睛不要追蹤手指,固定住!) 此時您會發現手指擺動軌跡的區域被"印下來了",尤其當您手指擺的越快時, 為了您更好的體會,假設您的手指每秒600hz左右擺動,則此時您會看到一塊膚色區域,而不是"一根手指",這主要是因為手指的速度超越了人眼時間感知極限. 圖1. 手指實際擺動 (+為手指位置) + + 時 + + 間 + + 維 + + 度 + + (t) + + + + + + + ------------------- 空間維度 (x) 水平圖2. 人眼感知手指擺動 +++ 時間 +++ 維 +++ 度 (t) ++ +++ ++ ------------------- 空間維度 (x) 水平對比圖1., 人眼感知時,時間方向上發生了混合,若手指晃動頻率更高, 圖2.將會趨近於將圖1.上下完全壓扁,從頭到尾穩定的看到+++++++的晃動區域(混合之後的結果). -- 到此您了解了在眼睛焦點固定時,物體晃動會造成混合,使物體移動軌跡像油畫未乾時被抹糊了一般. 接著我們來看看非背光掃描的hold-type lcd呈現影像的方式, 顯示卡每秒送60張frame至LCD,LCD會將每張frame完整呈現1/60s, 例如一串灰階從0~60的frame,則0會hold住1/60s,1會hold住1/60s,etc.. 而若顯示的是一顆球由左往右移動,那眼睛追蹤該物體會發生什麼事呢? 球實際上是"一卡一卡"的移動,因此若您的眼睛非與電腦螢幕相同每秒卡60次的方式移動著追蹤那顆球,並只是跟隨著那顆球的平均速度穩定的線性移動追蹤,則會因人眼追蹤的不精確導致物體在人眼焦點左右來回搖擺, (非線性移動物體vs.線性移動追蹤的人眼,之間的誤差導致物體在追蹤時"搖擺") 而這個搖擺就會造成如剛剛手指快速擺動時,產生的模糊現象(時間混合). -- 接著看看背光閃爍的impulse-type螢幕, 顯示卡每秒送60張frame至LCD,LCD的"液晶"會將每張frame完整呈現1/60s, 但背光只在該frame時間(1/60s)內的一瞬間點亮(例如1/240s),其他時間則保持關閉(例如239/240s),點亮的時間可稱為strobe length或hold time, 為一張frame實際hold住的時間長度. 接著再來考慮一顆球由左往右移動,眼睛追蹤時會如何呢? 由於 (1)隨著背光點亮的時間越短暫,物體越可以被視為線性移動, 眼睛焦點追蹤會越順暢,並且上面提到的物體移動人眼追蹤之間的誤差將越來越小. 圖3. Hold-type 顯示器的球移動 + 時 + + 間 + + 維 + + 度 + + (t) + + + + + + + + + + + ------------------- 空間維度 (x) 水平圖4. Impulse-type 顯示器的球移動 + 時間 + 維度 + (t) + + ------------------- 空間維度 (x) 水平 (2)背光關閉的時間,只要背光頻率夠高,時間混合下,人眼將不會感知到黑-f0-黑-f1... 的閃爍序列,亦即可以視為穩定畫面. 以上兩項因素,可使動態清晰度大增,人眼可以穩定的跟隨物體移動,並且不會看到物體左右擺晃的情形(追蹤不精確造成). -- 綜合以上, 若Hold-type 顯示器要將動態模糊削減,則需要將每秒顯示的影格張數提高, 例如提升至600fps,則1秒內球移動的軌跡將由原本的60卡成為600卡,也將趨近於線性移動,以圖3.來看,相當於削減了圖3.中的時間"鋸齒"(透過提升時間解析度). 若Impulse-type 顯示器要將動態模糊進一步削減,可以將hold time(背光點亮時間) 再縮短,hold time越短,則追蹤時的清晰度就增加越多, 簡單的比較impulse type與hold type顯示器之間的動態清晰度可用 hold time去算,例如1ms hold time的impulse-type 120hz顯示器,與 8.3+2ms的hold-type 120hz顯示器,前者會比後者清晰10倍. (2ms為液晶反應時間,目前LCD動態模糊主因是"hold-type顯示方式",而非液晶反應時間, 液晶反應時間在早期動輒25ms,40ms的時代才是動態模糊主因,因此若您買了1ms 60hz TN 發現怎麼動態還是沒更清晰,因為貢獻動態模糊的兩個主要因子的反應速率已經無法在更好,縱使為0ms反應速率仍有動態模糊,原因在"hold-type顯示方式",這是接下來要改善的方向(可使用動態補插或高fps影像源或改用impulse-type顯示) 題外話前面提到的混合現象還可應用在LCD上,抖色(dithering or FRC)正是透過快速交錯呈現某個灰階序列來達到能夠呈現中間值的方法之一,例如8bit抖到10bit, 原本在8-bit 256個灰階中,無法顯示出像是128.25這種在10bit精度下才能顯示的灰階, 可以透過抖色(例如使用128與129的交替顯示達成)來達成,抖色實作的好的話, 理論上人眼會看不出8-bit抖到10-bit與真10-bit的差別. 電腦螢幕使用校色器校正後產生的曲線會由於顯卡的DVI輸出為8-bit, 使例如127.3被rounding,產生色塊(banding),現在HTPC(拿電腦看電影)的玩家可以透過 madVR的renderer,其擁有3dlut的色彩管理(不只校灰階與色溫,同時作gamut mapping), 並使用**16-bit抖色**輸出最終結果,將能夠達到非常好的灰階平滑度(幾乎看不到任何 banding跡象,hardly visible),對於HTPC玩家可說是一大福音. : : → web2312:關於動態清晰度,之前曾有板友來信詢問LB跟Eizo的Turbo240, 02/21 00:45 : → web2312:小弟回了一篇簡單了解動態清晰度與hold and impulse type 02/21 00:46 : → web2312:顯示器之間的關係,如果原PO想看看的話,我再將他PO上來xd 02/21 00:46 : 麻煩大大分享了個人認知hold and impulse的差別就是 : hold的點與點之間是一張圖片,訊號是階梯狀 : impulse的是單點一張圖片,點與點之間是黑的,人類會把中間黑的連起來,訊號比較曲線 : 不知道這樣解釋對嗎? : 所以不才覺得會不會黑插入也是不錯的所擇,當然反應時間是個問題 : : 另外一提we大提到高更新與背光掃描可以讓動態模糊減少 : : 讓不才想要即將推出的g-sync : http://www.geforce.com.tw/hardware/technology/g-sync : 看60fps簡介影片是,機器與顥示器畫面同步不出現破裂畫面 : 不才用crt看影片是有比較好.. : 但仍有一點抖動的感覺..(會是60fps的關係.嗎?) : : 是否g-sync配上lightboost是目前lcd動於動態模是最佳解決方案? 依我目前所了解的資訊,g-sync是為了解決垂直同步問題的方案, 由於遊戲時,輸出的fps若非與螢幕更新率同步,例如53fps->60hz, 則有可能產生stuttering("不規律"的卡)與tearing(畫面水平撕裂), 透過支援g-sync的螢幕與顯卡,將可完全消除這兩種現象, 因為g-sync的螢幕支援浮動式螢幕更新率,當遊戲跑53fps顯卡就送 53hz,45fps就送45hz,所以不會drop frame與repeat frame,每張 frame進來顯卡的時間也與輸出到螢幕的更新率很好的吻合,從而避免 tearing的產生. -- 目前解決LCD動態模糊的方案包括 (1) 使用impulse-type顯示器,如電漿電視、有背光掃描的螢幕(上文有列舉)與有背光掃描的液晶電視 (2) 使用有動態補插功能的顯示器,通常是電視才會有這功能,電腦螢幕可能只有 Mitsubishi有做,或者可使用Windows PC上的軟體SVP來達成動態補插. (動態補插演算法可能因分析預測不合理而產生一些人造的瑕疵) (3) 使用高螢幕更新率的顯示器,例如144hz電競螢幕等. 以上三種中,第一種效果最好,動態清晰度輕易的超越任何hold-type顯示器, 並且來源fps不需太高即有高動態清晰效果(Impulse-type動態清晰度看hold time) 以上提供小弟個人想法,有錯誤請務必指正,謝謝:) -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 1.34.195.173

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wallacelin

02/21 18:42, , 1^F

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rabbit2004x

02/21 20:08, , 2^F

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