Frame Rates en Geoptimaliseerde Frame Rates

Door Dimens op vrijdag 1 augustus 2014 00:00 - Reacties (11)
Categorie: LCD, Views: 17.092

Er is veel onduidelijkheid hier op Tweakers wat nu het verschil is tussen de Refresh Rate en de Geoptimaliseerde Refresh Rate van een LCD-televisie en wat voor een functie het heeft. In deze blog bekijken we beide aspecten en het nut van de functies.

De Refresh Rate is hardwarematig en de Geoptimaliseerde Refresh Rate is softwarematig.

Dit is een van de meestvoorkomende uitleggen van zowel de verkopers in de Media Markt en de BCC als veel gebruikers op het forum van Tweakers. Helaas is dit niet correct. Om te begrijpen wat het verschil dan wel is, is het handig om te weten waar de Refresh Rate bij LCD-televisies voor gebruikt worden.

LCD's hebben last van Motion Blur, ook wel bewegingsonscherpte genoemd. Motion blur is het vervagen van het beeld bij bewegende beelden. Dit is een typisch probleem bij LCD's door trage pixels die uitgedrukt worden in responsetime (responsietijd). De Liquid Crystls van het LCD-paneel zijn namelijk niet in staat om van de ene kleur direct naar de andere kleur toe. Ga je dus van rood naar blauw toe, dan kost dat veel tijd.

http://i.imgur.com/m7oWwgf.gif http://i.imgur.com/pLHioN0.gif

In de bovenstaande afbeeldingen is dit zichtbaar. De linker afbeelding is op pixelniveau, de rechter afbeelding laat zien wat wij op de televisie zien. Zoals te zien is, zal de pixel niet direct van kleur veranderen. De Rood, groen en blauwe subpixel hebben tijd nodig om van kleur te veranderen waardoor je dus als het ware tussenkleuren krijgt. Ga je van de kleur rood naar blauw, dan zul je hiertussen paars tegenkomen.Dit kan zelfs zo lang duren, dat de volgende frame al moet worden getoond voordat die pixel zijn kleur heeft bereikt. Gevolg? Een blur.

http://i.imgur.com/wtbKo.gif

Bij oude LCD-panelen is dit al heel goed te zien. Neem dit oude telefoontoestel met een oud LCD-paneel, daar is de responsietijd enorm groot.



Zie je hoe het beeld van de vorige frame nog lang blijft "nagloeien"? Dat heeft dus te maken met de responsietijd.

Nou hebben LCD televisies wel een betere responsietijd dan deze oude telefoon. Gelukkig maar, anders zou het beeld een grote waas zijn waar de bal niet van het gras zou zijn te onderscheiden.

Het verhogen van de responsiesnelheid heeft bij LCD nut tot een bepaalt punt waarna de pixel uit zichzelf niet sneller meer zal reageren. Dat punt zijn wij allang gepasseerd en daarom worden andere technieken toegepast om die responsiesnelheid te verhogen zoals Panel Overdrive en en het verhogen van de Frame Rate.

Bij panel overdrive wordt het voltage van elke pixel bij elke frame versterkt. De kristallen krijgen dus als het ware een boost om sneller te moeten werken en dat doen ze ook. Deze techniek zie je voornamelijk terug in monitoren (voornamelijk TN- en VA-panelen voor de wat meer ge´nformeerden) en zo ook in bijvoorbeeld de Nokia Lumia 920.

Nokia heeft hier ook een mooie documentatie van waar dit goed staat uitgelegd. Kun je HIER vinden. Pagina 2 - 5 gaan hierover. Interessante stof om te lezen.

Maar panel overdrive heeft een nadeel en dat is onjuiste kleurreproductie. Doordat een pixel een hogere voltage toegekend krijgt, heb je kans dat een pixel teveel kleur toelaat dan eigenlijk zou moeten. Een pixel die paars-rood zou moeten zijn, zou daardoor paars kunnen worden doordat de blauwe pixel teveel kleur toelaat.

Daarom wordt deze techniek nauwelijks gebruikt in televisies. Bij een game-monitor is het niet zo erg als incorrecte kleuren weergegeven worden, als het beeld maar snel genoeg is en scherp blijft tijdens bewegingen. Maar bij een film op een televisie kan dit onaangenaam zijn.

Daarom is de optie om een hogere Frame Rate te gebruiken bij televisies vele malen interessanter. Maar hoe doe je dat? Films hebben vrijwel altijd een Frame Rate van 24 beelden per seconde en de Nederlandse televisie bestaat uit 25 beelden per seconde. Of de films moeten met meer beelden moeten komen (Zoals de Hobbit met een Frame Rate van 48 beelden) of er wordt gewoon een beeld tussen gevoegd wat eigenlijk niet bestaat. En dat laatste gebeurt. Hier zijn verschillende namen voor zoals motion interpolation, frame interpolation, frame insertion, frame creation etc.. maar zelf gebruik ik het liefst beeldinterpolatie.

Tussen elk beeld van de 24 beelden die een film ons te bieden heeft, berekent de televisie met een complex algoritme een nieuw beeld.

http://i.imgur.com/ysraFzv.gif

Hierdoor krijg je dus 48 beelden bij een film en 50 beelden bij Nederlandse televisie (Nederlandse televisie 25 + 25 ge´nterpoleerde beelden = 50 beelden). Wanneer je deze hogere frame rate gaat combineren met snelle LCD pixels, zie je dat de kristallen sneller reageren. Je houdt de pixels scherp met waar ze mee bezig zijn en dit zorgt voor een scherper plaatje tijdens bewegende beelden.

Dit noem je een 100Hz LCD paneel. Ironisch, aangezien het in werkelijkheid dan een 48Hz / 50Hz televisie is en een 50Hz televisie eigenlijk een 24Hz / 25Hz. Maar je kunt moeilijk een 25Hz LCD televisie verkopen als je vroeger 50Hz CRT hebt verkocht, dus is men 50Hz blijven gebruiken.

Bij een 100Hz LCD televisie is motion blur echter nog niet verdwenen en nog steeds zichtbaar. Maar dit is simpel op te lossen door het beeldinterpolatie proces nogmaals uit te voeren. Nadat er dus tussen elk beeld van de 25 beelden een nieuw beeld is ge´nterpoleerd, wordt er tussen die beelden ook weer een nieuw beeld ge´nterpoleerd. Hiermee krijg je dus 100 beelden in totaal (96 beelden bij films met een Frame Rate van 24 beelden). Dit noemen we een 200Hz LCD televisie en met een 200Hz LCD televisie is ook het verhaal met motion blur grotendeels opgelost en is de bewegingsscherpte een stuk beter. Op het moment van schrijven zijn er nog geen 400Hz LCD-televisies en die zullen er waarschijnlijk ook niet gaan komen.

Nou klinkt dat allemaal mooi, maar ook deze techniek heeft nadelen. Het creŰren van een tussenbeeld is namelijk nooit perfect en er zijn altijd fouten te vinden.



Let goed op de letters. Bij bewegingen zie je af en toe dat er rare fouten (artefacten) ontstaan. Voornamelijk rondom de P wanneer "Druk op Play" groot in het beeld komt te staan.

http://i.imgur.com/r54uu0V.png

Hoe complex en goed het algoritme ook is wat de televisie toepast, perfect is het nooit. Er zitten altijd fouten tussen en die zullen ook nooit verholpen worden. De sterkte van dit algoritme is ook weer verschillend per model televisie.

Deze combinatie van paneelfrequentie en beeldinterpolatie is wat wij hier op Tweakers in de Pricewatch de Frame Rate noemen. Dit is dus een combinatie van hardware (het paneel) en van software (het berekenen van beelden / beeldinterpolatie), niet alleen de hardware. Zonder de software (beeldinterpolatie) zou je dus namelijk niets aan de hardware hebben en blijven de pixels traag.
Nu weet ik wat de Frame Rate is, maar wat is dan toch die Geoptimaliseerde Frame Rate en Clear Motion Rate en zo?
Het antwoord is eigenlijk heel simpel: Marketing Bullshit. Het is een marketingtruc om interessant te doen met cijfers om zo tot hogere verkoopcijfers te komen.

Elke fabrikant doet hieraan mee en het is voor de consument heel vervelend om te zien wat nou beter is. Fabrikanten gebruiken namelijk allemaal een leuke marketingnaam zoals:

Samsung = Clear Motion Rate (CMR)
Philips = Perfect Motion Rate (PMR)
LG = Motion Clearity Index (MCI)
Sony = Motionflow XR
Panasonic = Backlight Scanning (BLS)

Om als voorbeeld te noemen. De pricewatch: LG 42LA6908 Zilver maakt gebruik van MCI 400. Het paneel van deze televisie heeft echter een Frame Rate van slechts 50Hz. De pricewatch: Samsung UE40H6400AW Zwart met een CMR van 400 heeft daarentegen een paneel van 100Hz. Een MCI van 400 staat dus niet gelijk aan een CMR van 400 en kun je dus niet met elkaar vergelijken. Stel dat je de oudere 100Hz LCD-televisie dus vervangt met de LG 42LA6908, dan ga je er wat betreft bewegingsscherpte op achteruit.

Maar waar komt die MCI 400 dan vandaan? Als eerst voert deze 42LA6908 van LG backlight blinking (ook wel black frame insertion / BFI) uit. In plaats van tussen elke beeld een nieuw beeld te interpoleren, wordt er gewoon een zwart beeld tussen geplaatst. Althans, de LED achtergrondverlichting gaat tijdelijk uit terwijl de pixels naar de volgende frame gaan om daarna pas weer aan te gaan. Onze ogen zien dan die overgang niet tussen de frames door en worden daarmee gereset.

In de video van BlurBusters wordt dit mooi in beeld gebracht. Hier wordt de techniek LightBoost genoemd.



Dit is een mooie techniek, maar in de praktijk werkt dit niet goed genoeg bij 50Hz televisies. Want nadat het scherm tijdelijk zwart is geweest, is nog steeds het beeld van de vorige frames te zien. Het voegt dus nauwelijks iets toe aan de beeldkwaliteit, maar het is wel interessant omdat LG ermee kan zeggen dat hun paneel "100Hz" is. Want er worden twee beelden getoond. Namelijk een normaal beeld en een zwart beeld. Ik noem het liever Pseudo 100Hz.

Daarmee hebben we dus Pseudo 100Hz, maar nog geen 400Hz zoals de MCI 400 zou moeten doen geloven. Waar komt dat dan vandaan. Technieken zoals Dynamisch contrast, Randverbetering, Ruisverwijdering etc.. Technieken die LG niet vrijgeeft.

Samsung en Philips zijn hier wat transparanter in. In Deze Brochure van Samsung is bijvoorbeeld te lezen dat de CMR 600 van de Samsung C7700 een optelsom is van het paneel (200Hz), Backlight Blinking (200Hz) en Beelprocessing / Beeldinterpolatie (200Hz) waarmee dus het cijfer CMR 600 uit te leggen valt.

Philips legt dit eveneens uit in een video waarin ook Dynamisch contrast benoemd wordt.



Mijn advies: Kijk dus niet naar de Geoptimaliseerde Frame Rate maar liever naar de Frame Rate / Paneelfrequentie. En lees vooral de professionele reviews van televisies door waarin dit soort aspecten worden gemeten en geloof niet alles wat de verkoper vertelt.

Reacties


Door Tweakers user woekele, vrijdag 1 augustus 2014 06:16

Wie gebruikt er in godsnaam dynamisch contrast? Je ziet gewoon elke scene de helderheid van het scherm zich ontzettend aanpassen. Geen gezicht. Waarom niet gewoon tonen zoals de cameraman/regisseur het bedoeld heeft? Op 1 contrast/helderheidsniveau.

Door Tweakers user Foritain, vrijdag 1 augustus 2014 07:50

Leuk stuk om te lezen, was wel bewust waar op te letten, maar inhoudelijk nog niet van veel van deze details op de hoogte.. interessant!

Door Tweakers user -RetroX-, vrijdag 1 augustus 2014 08:18

Mooie uitleg. Klasse!

Door Tweakers user Donool, vrijdag 1 augustus 2014 11:37

Mooie uitleg, bedankt! :)

Door Tweakers user tilburgs82, vrijdag 1 augustus 2014 16:55

Let nergens op. Ga naar een goede winkel (dus geen media markt e.d) en ga zelf ervaren wat het mooiste beeld is.

Door Tweakers user Snowhite0901, zaterdag 2 augustus 2014 14:43

top stuk dimens! Thx/

Door Tweakers user Enai, maandag 4 augustus 2014 13:17

woekele schreef op vrijdag 01 augustus 2014 @ 06:16:
Wie gebruikt er in godsnaam dynamisch contrast? Je ziet gewoon elke scene de helderheid van het scherm zich ontzettend aanpassen. Geen gezicht. Waarom niet gewoon tonen zoals de cameraman/regisseur het bedoeld heeft? Op 1 contrast/helderheidsniveau.
Zelfde reden als waarom men met opzet dynamic range compression toepast op muziek: wanneer er een stoorzender op de achtergrond is (lawaai, fel licht) en je dus een volume of lichtsterkte wil die consistent boven de hinder uitkomt zonder onplezierig luid of fel te worden.

Door bever!, dinsdag 2 september 2014 20:25

Helaas houden fabrikanten bij de 2014 lineup de kaarten dicht bij de borst betreft de refresh.
Deze worden ook weer anders berekend dan bijv vorig jaar of jaar daarvoor,
Zie bijvoorbeeld Sony om het geheel nog onduidelijker te maken.
42w805 zogenaamde 200hertzen (50hz echt)
en de 49x8509 200hertzen maar wel een 100hz panel.

Je kan er dus ook niets meer aan afleiden..

Door Tweakers user jasper623, zondag 12 oktober 2014 16:03

Leuk en interessant om te lezen! Dank voor deze info! :)

Door Tweakers user hstrr, zondag 11 januari 2015 22:22

Hallo dimens , ik heb je blog gelezen , ben op zoek naar een 42 inch tv niet groter hij past anders niet in de kast waar hij in komt , heb al heel wat reacties op tweakers gelezen en ben op dit moment bij Sony terecht gekomen vanwege goede beoordelingen over zwartwaardes / contrast . Ik zoek het in de prijs van 500 / 600 euro . 3 d vind ik niet belangrijk , ben geen filmliefhebber . Nu loop ik vast omtrent refresh raten / beeldoptimalisatie / hz nu heb ik gelezen dat de w 8 en misschien ook de w 7 tv s boven de 50 insch betere specificaties hebben over boven vermelde termen dan hun kleinere broertjes is dit juist ? Kunt u mij op weg helpen zodat ik een goede keuze maak bij Sony of misschien ook een ander merk . Bij voorbaat mijn hartelijke dank . Mvg Henk .

Door Tweakers user Dimens, maandag 12 januari 2015 00:03

hstrr schreef op zondag 11 januari 2015 @ 22:22:
Hallo dimens , ik heb je blog gelezen , ben op zoek naar een 42 inch tv niet groter hij past anders niet in de kast waar hij in komt , heb al heel wat reacties op tweakers gelezen en ben op dit moment bij Sony terecht gekomen vanwege goede beoordelingen over zwartwaardes / contrast . Ik zoek het in de prijs van 500 / 600 euro . 3 d vind ik niet belangrijk , ben geen filmliefhebber . Nu loop ik vast omtrent refresh raten / beeldoptimalisatie / hz nu heb ik gelezen dat de w 8 en misschien ook de w 7 tv s boven de 50 insch betere specificaties hebben over boven vermelde termen dan hun kleinere broertjes is dit juist ? Kunt u mij op weg helpen zodat ik een goede keuze maak bij Sony of misschien ook een ander merk . Bij voorbaat mijn hartelijke dank . Mvg Henk .
Open even een topic in CEA met deze vraag. Ik wil deze blog graag vrij van aankoopadvies houden.

Reageren is niet meer mogelijk