UPD: жидкий метал попал под процессор, в результате короткое замыкание

AMD FreeSync — технология адаптивной синхронизации кадров, позволяющая играм выдавать картинку без разрывов при наличии поддерживаемого устройства вывода изображения. За годы присутствия на рынке FreeSync набрала популярность и используется в огромном количестве разнообразных моделей мониторов, ноутбуков и телевизоров. Как она работает, и чем отличаются ее продвинутые вариации FreeSync Premium и FreeSync Premium Pro?

Немного истории

В 2015 году компания AMD выпускает на рынок технологию FreeSync как ответ на Nvidia G-Sync, появившуюся годом ранее. Несмотря на то, что обе технологии преследуют общую цель — плавность изображения при отсутствии разрывов, — их реализация отличается. Разработка NVIDIA для полноценной работы требует специального чипа с собственной оперативной памятью на стороне монитора. Это усложняет внутреннюю конструкцию устройства и ощутимо удорожает монитор. Именно поэтому широкого массового распространения такие мониторы не получили, а существующие модели заметно дороже своих одноклассников без поддержки G-Sync.

В противовес этому, технология AMD не требует специальных аппаратных «добавок» в устройстве отображения. Это программное решение, использующее для регулировки частоты экрана в реальном времени открытый стандарт DisplayPort Adaptive-Sync. Ее поддержка может быть внедрена производителем в любой монитор без каких-либо специальных приспособлений.

В 2017 AMD анонсировала второе поколение своей технологии — FreeSync 2 HDR, предназначенную для продвинутых игровых мониторов. В начале 2020 года компания провела ребрендинг, переименовав FreeSync 2 HDR в AMD FreeSync Premium Pro, и добавив промежуточный вариант — AMD FreeSync Premium. Разберем подробнее, чем они отличаются друг от друга.

AMD FreeSync

Разрывы экрана возникают в играх тогда, когда частота кадров, выдаваемая видеокартой, и частота обновления дисплея не совпадают друг с другом. Ранним решением, предназначенным для устранения этого недостатка, была технология V-Sync. Она ограничивала скорость кадров, поступающих с графического процессора, до той частоты, на которой работает монитор.

Однако у данного метода есть один недостаток — если частота кадров игры ниже частоты обновления дисплея, то монитору приходится «ждать» видеокарту и какую-то часть времени отображать старые кадры в ожидании новых. Это приводит к видимой задержке изображения. Если же V-Sync отключен, вместо задержек из-за несовпадения частот кадров возникают заметные разрывы картинки.

Технология FreeSync призвана бороться с этой проблемой. Монитор с ее поддержкой способен обновлять изображение с переменной частотой кадров в некоторых пределах. При подключении к видеокарте он «сообщает» о них, и драйвер AMD ограничивает верхнюю планку частоты кадров его возможностями. Если количество кадров в игре не падает меньше нижнего значения переменной частоты, с которой может работать монитор, то разрывов и задержек в игре не будет.

Сама технология поддерживает частоту от 9 до 240 Гц. Но матрицы современных мониторов на нижней планке этой частоты работать неспособны. Обычно их диапазон начинается от 48 Гц, значительно реже встречаются значения от 30 Гц. При падении частоты кадров ниже этого уровня технология работать не будет. Именно поэтому она получила дальнейшее развитие в ответвлениях FreeSync Premium и FreeSync Premium Pro.

AMD FreeSync Premium

Версия Premium лишена главного недостатка первой FreeSync. В этом ей помогает бороться технология Low Frame Compensation — компенсация низкой частоты кадров. Ее суть в том, что при падении частоты кадров ниже минимальной рабочей частоты матрицы, эти кадры удваиваются. То есть, при падении частоты до 25 кадров, монитор отображает их как 50. Это позволяет снизить минимальную необходимую для работы технологии частоту кадров вдвое.

Для устройств отображения FreeSync Premium вводит еще одно обязательное условие — минимальная частота обновления матрицы 120 Гц при разрешении 1920 на 1080 точек. Для простого пользователя это означает, что все оснащенные технологией мониторы обладают быстрой матрицей и прекрасно подойдут для киберспортивных игр.

Все мониторы с пометкой FreeSync Premium могут отображать картинку без разрывов и артефактов от 30 до 120 Гц. В некоторых случаях интервал рабочих частот может быть и выше. В противовес этому, базовые модели с обычным FreeSync работают только с интервалом от 48 до 75 Гц, и только продвинутые модели могут работать с более широким частотным диапазоном.

AMD FreeSync Premium Pro

Версия Premium Pro, ранее известная как FreeSync 2, добавляет технологии возможность работы с HDR — расширенным динамическим диапазоном изображения. Для этого предъявляются дополнительные требования к матрице устройства отображения: она должна поддерживать пиковую яркость не менее 400 нит. К тому же все устройства с поддержкой технологии должны пройти проверку на предмет точной настройки яркости и широкой цветовой гаммы.

В остальном «профессиональная» версия технологии содержит в себе все плюсы FreeSync Premium, включая компенсацию низкой частоты кадров. Требования к разрешению и максимальной частоте матрицы у нее такие же: не менее 120 Гц при разрешении 1920 на 1080.

Реализация HDR в технологии отличается от обычного HDR в играх. В случае с FreeSync Premium Pro монитор передает на компьютер данные об особенностях цветового охвата матрицы и ее пиковой яркости. Это позволяет самим играм настраивать изображение для достижения наилучшей картинки, минуя настройки драйвера. Базовые требования к расширенному динамическому диапазону у технологии выше, чем у базового стандарта VESA DisplayHDR 400. Это позволяет передавать на экране до двух раз больше различных оттенков цветов.

Однако есть у технологии и нюансы. Работа обычного FreeSync и FreeSync Premium не зависит от используемой игры. А вот FreeSync Premium Pro для полноценной работы должен поддерживаться самой игрой. Список совместимых с технологией проектов доступен на официальном сайте AMD.

Впрочем, покупателю монитора с поддержкой FreeSync Premium Pro расстраиваться не стоит. В играх, не включенных в список, такой монитор позволит насладиться основными прелестями технологии, аналогичных FreeSync Premium без приставки Pro. AMD активно сотрудничает с создателями игр, и ассортимент проектов с поддержкой FreeSync Premium Pro постоянно пополняется.

Итоги

Как видите, технология постоянно развивается, приобретая все новые фишки, которые позволяют оставаться ей актуальной. В отличие от конкурентного Nvidia G-Sync, на стороне FreeSync — отсутствие дополнительных затрат для производителей мониторов при тех же преимуществах выдаваемой картинки.

Именно поэтому AMD FreeSync получила широкое распространение в современных моделях мониторов практически всех ценовых категорий – от бюджетных до топовых. На данный момент поддержкой FreeSync обладают более тысячи моделей разных производителей. Постоянно растет и число моделей с поддержкой «премиальных» версии технологии – FreeSync Premium и FreeSync Premium Pro. Помимо мониторов, на данный момент поддержкой технологии обладают множество ноутбуков, а также более полусотни моделей телевизоров.

Распространено убеждение, что тёмная тема экрана у электронных устройств позволяет им дольше проработать в автономном режиме. Мы проверили, подтверждается ли такая точка зрения экспериментально.

Спойлер для ЛЛ: эффективность не очень, да и зависит от типа экрана

О том, что использование тёмной темы на экране смартфона, планшета или ноутбука помогает отсрочить его подзарядку, пишут СМИ и техноблогеры. Одни делают это утверждение безоговорочно, другие уточняют, что оно справедливо не для всех устройств — всё зависит от типа экрана и режима использования гаджета.

Хотя тёмная тема, при которой приложение отображает светлые буквы на тёмном фоне, кажется относительным новшеством (например, для iOS она появилась в 2019 году, а для десктопной версии «ВКонтакте» — только в 2022-м), такое отображение текста на экранах электронных устройств на самом деле «старше» привычных тёмных букв на светлом фоне. До разработки визуальных оболочек операционных систем мониторы с электронно-лучевой трубкой обычно работали именно в тёмной теме (например, с зелёными буквами).

В современных гаджетах используются дисплеи двух типов: LCD (жидкокристаллические, ЖК-дисплеи) и OLED (органические светодиодные). LCD-экраны не излучают свет сами по себе, а полагаются на подложку, которая равномерно подсвечивает дисплей, так что в этом случае переключение со светлой темы на тёмную и наоборот никак не влияет на энергопотребление. В OLED-дисплеях свет излучают светодиоды, поэтому при включении тёмной темы пиксели, отвечающие за тёмные участки, работать и потреблять энергию не будут.

В 2018 году компания Google рассказала об эксперименте, который провела со своим смартфоном Pixel, выпущенным двумя годами ранее и оснащённым OLED-экраном. Инженеры сравнили, как будет расходоваться заряд батареи в тёмной и светлой теме при открытом приложении YouTube. Выяснилось, что тёмная тема позволила сэкономить от 14% (при половине от максимальной яркости) до 60% заряда (при максимальной яркости).

Более скромные результаты получили исследователи из американского Университета Пердью. Они сравнили работу смартфонов Pixel 2, Moto Z3, Pixel 4 и Pixel 5 (все с OLED-дисплеями). Для тестирования были выбраны шесть самых скачиваемых приложений в Google Play: Google Maps, Google News, Google Phone, Google Calendar, YouTube и Calculator. Каждое из них включали на 60 сек., после чего исследователи фиксировали энергозатраты устройств. Авторы эксперимента также учли, что многие пользователи предпочитают автоматическую настройку яркости — её уровень устройство подбирает самостоятельно в зависимости от внешней освещённости. Выяснилось, что при яркости экрана в 30–50%, которую гаджет обычно использует в помещении, тёмная тема позволяет сэкономить всего 3–9% заряда по сравнению со светлой. Как уточняют исследователи, этот процент настолько мал, что большинство пользователей не заметят разницы в продолжительности работы смартфона. Поэтому учёные считают, что подбирать тему устройства, стремясь сохранить заряд, не стоит. Единственный сценарий, при котором переключение темы с этой целью будет, по их словам, оправданно, — это использование смартфона с автоматической регулировкой яркости на улице в солнечный день. В таком случае устройство автоматически поставит самый высокий уровень яркости, и переход на тёмную тему, действительно, сбережёт ощутимый процент заряда (39–47%).

Хотя оба исследования и зафиксировали некоторое снижение энергозатрат при использовании тёмной темы, работу смартфона в них изучали без учёта пользовательского опыта. Этот недостаток устранили в своём исследовании инженеры BBC Research & Development. Они посадили десять добровольцев на расстоянии 50 см от десяти ноутбуков MacBook Pro 2017 года выпуска и попросили установить на устройствах комфортную яркость для просмотра главной страницы BBC Sounds. Сайт стриминга позволяет использовать как светлую, так и тёмную тему.

Исследование в PDF

При использовании тёмной темы 80% добровольцев значительно повысили яркость экрана. Они продолжали называть её комфортной даже при постепенном затемнении помещения, где проходил тест, хотя эксперименты, проведённые без участия людей, предполагали, что пользователи по мере затемнения пространства будут снижать яркость дисплея. Такое поведение, по оценке исследователей, сводит на нет все преимущества тёмной темы с точки зрения сохранения заряда. Они назвали это эффектом отскока и порекомендовали тем, кто хочет продлить время автономной работы гаджета, выбирать не тёмную тему, а меньшую яркость дисплея.

«Проверено» уже разбирало другой популярный миф о тёмной теме экрана — Правда ли, что тёмная тема экрана на электронных устройствах более полезная для зрения?. Выяснилось, что незначительные преимущества она обеспечивает только людям с нарушениями зрения, вызванными помутнением оптических сред глаза (например, с катарактой). В остальном научные эксперименты пока не смогли доказать полезность тёмной темы, поэтому включать её на телефоне или планшете, мотивируя это заботой о здоровье, бессмысленно.

Таким образом, тёмная тема далеко не всегда поможет сохранить заряд телефона или ноутбука. Для устройств с LCD-дисплеями никакой разницы не будет из-за принципа работы таких экранов. В случае с OLED-дисплеями сохранение заряда будет существенным только при длительном использовании тёмной темы на улице в солнечный день на устройстве с автоматической регулировкой яркости. Однако, как показывают некоторые исследования, при включённой тёмной теме пользователи независимо от внешней освещённости склонны повышать яркость экрана, что сводит на нет все преимущества с точки зрения энергосбережения.

Наш вердикт: большей частью неправда

(зависит от типа экрана)

«Проверено» в Телеграм

В сообществе отсутствуют спам, реклама и пропаганда чего-либо (за исключением здравого смысла)

Каждый день мы видим самые разнообразные экраны. В их числе рекламные дисплеи на улице, состоящие из светодиодов, а также читалки, в пикселях которых черный пигмент перемещается во взвеси белого пигмента. Или экран кинотеатра, который вовсе не простой кусок ткани, а холст со специальной фактурой и покрытием. Но сейчас речь пойдет не о них, а о жидкокристаллических экранах и о том, каким образом электричество превращается в конечное изображение.

Источник света

Изначально источником света для ЖК-экранов были газоразрядные лампы с холодным электродом (CCFL).

Под действием газового разряда ртуть излучает ультрафиолетовое свечение, которое, в свою очередь, возбуждает люминофор на стенках колбы и превращается в видимый свет. В отличие от обычных ламп дневного света, у таких ламп электрод без подогрева (что становится ясно из названия). Для нормальной работы им нужно высокое напряжение — до 900 вольт.

Сейчас вместо газоразрядных ламп используют светодиоды. От их типа сильно зависит конечная цена монитора. Так, в бюджетном сегменте используются обычные белые светодиоды W-Led. Основой для белых светодиодов служат синие светодиоды.

Они покрыты слоем люминофора, который преобразует часть синего спектра в другие цвета. В результате из синих светодиодов получаются белые светодиоды.

Обычный люминофор для белых светодиодов состоит из множества редкоземельных металлов: иттрий, гадолиний, церий, тербий, лантан.

В профессиональных устройствах подсветку из белых светодиодов дополняют зелеными светодиодами (GB-LED). Это дешевле люминофора, дающего нужный спектр. Использование же RGB-светодиодов даже в профессиональных устройствах — редкость, хотя это позволяет регулировать цветовую температуру и яркость без нарушения калибровки гамма-кривых монитора. В последнее время производители обратили внимание не только на обычные люминофоры, изготавливаемые из редкоземельных металлов, но и на квантовые точки.  

Квантовые точки не требуют использования редких компонентов и просты в производстве: достаточно в правильных условиях смешать два дешевых реактива. Из-за того, что идеально выдержать условия невозможно, квантовые точки имеют небольшие различия в размере, поэтому ширина спектра излучения составляет порядка 20 нм.

Такой ширины спектра недостаточно для того, чтобы перекрыть REC.2020 на 100%, но это значение находится очень близко.

Подсветка

Подсветка может быть как боковой (Edge), так и прямой (Direct). Изначально боковая подсветка появилась для ртутных ламп. Потом на нее перешли и светодиоды.

Прямая подсветка ограничена довольно маленькими зонами, за которые отвечают отдельные светодиоды. Она более требовательна к качеству светодиодов, но позволяет хоть как-то реализовать технологию HDR не в OLED-устройствах.

Некоторых производителей при реализации HDR не останавливает наличие боковой подсветки, что приводит к большой площади изменения локальной яркости подсветки.

Полноценный HDR возможен только на OLED — это типичное заблуждение. В студиях кинопроизводства используют все те же самые дисплеи TFT LСD, но с одним маленьким отличием. В таких мониторах дополнительная матрица TFT обеспечивает попиксельное затенение подсветки, за счет чего получается монитор, превосходящий OLED почти по всем показателям, включая нескромную цену.

Рассеиватель

Как можно понять из названия, задача этой части ЖК-экрана — получить равномерное освещение, выдаваемое источником света. Первый слой — отражающий, обычно представляет из себя комбинацию белого пластика и фольги. Следующим идет световод.

Тут используется эффект полного отражения света в диэлектрике, а чтобы свет хоть как-то мог выйти, на поверхность световода наносят мельчайшие линзы.

Аналогичный способ используют и в акриловых вывесках и указателях.

Третий и шестой слои — рассеивающая пленка. Она обладает настолько мелкой и хаотичной структурой поверхности, что снимок был сделан на грани возможностей обычного объектива.

Четвертый и пятый слои отражают большую часть света и обладают либо призматическим, либо полуцилиндрическим рельефом.

Здесь снова используется принцип полного отражения в диэлектрическом материале, но уже как в катафотах.

Свет поочерёдно отражается от двух поверхностей, образованных микроклиньями на плёнке, и возвращается обратно.

Использование двух световозвращающих пленок обусловлено тем, что на производстве, чтобы получить более качественный рельеф, проще вытягивать пленку, чем пытаться штамповать заготовку и получить что-то непригодное.

Прямая подсветка устроена по тому же принципу, только вместо световода установлены рассеивающие линзы на светодиодах.

TFT-панель

Можно подумать, что эффект «капель воды» дает антибликовое покрытие, но нет. Это вид со стороны подсветки. Мельчайшие неровности находятся на поверхности первого слоя TFT-панели — поляризующей пленки, которая приклеена к стеклянной подложке. Основную работу по поляризации в дешевой поляризующей пленке выполняют атомы йода, вшитые внутрь полимера. А за счет 15-кратного вытягивания пленки молекулы полимера ориентируются в пространстве, и пленка получает свойства линейного поляризатора.

В отличие от демонстрационных моделей со шнурком в решетке, в реальности небольшая проводимость йода вдоль цепочки вызывает поглощение в видимом спектре вдоль ориентации.

После первого слоя преполяризатора идет непосредственно матрица TFT (тонкоплёночных транзисторов). Принцип работы всех панелей заключается в изменении поляризации света на тонкопленочных транзисторах. В зависимости от конфигурации электродов получаются разновидности TN(+film), IPS, VA. Современные панели настолько оптимизированы, что в конечном результате могут иметь как достоинства, так и недостатки панелей других типов.

Расположение слоя жидких кристаллов можно увидеть на приведенной выше схеме. Под действием электрического поля жидкие кристаллы меняют ориентацию и тем самым вращают плоскость поляризации проходящего через них света. За ним следуют светофильтры. Они обеспечивают разбиение белого цвета на цвета субпикселей. В зависимости от полосы пропускания фильтра, меняется конечная цветопередача всего монитора. Поэтому не факт, что, заменив подсветку W-LED на RGB, вы получите монитор, который станет пригоден для решения полиграфических задач.

Анализатор — это та же самая поляризационная пленка, но ориентированная перпендикулярно поляризатору. Она превращает изображение в видимое. Удалив эту пленку с экрана, можно скрыть изображение от посторонних глаз.

Антибликовое покрытие — последний слой. Вариантов его реализации множество, но основных — не так уж много. В первую очередь, это использование пластика с низким коэффициентом преломления света, что, в свою очередь, уменьшает коэффициент отражения от экрана.

Гладкое покрытие дает более контрастную картинку при условии, что за спиной нет сильных источников света. Матовое покрытие рассеивает свет равномерно и независимо от угла падения, что снижает контраст изображения, но при этом не создает отвлекающих бликов на экране.

Компромиссом является полуматовое/глянцевое покрытие, степень рассеивания отраженного света которого зависит от угла падения.

В самых дорогих моделях встречаются и другие типы антибликовых покрытий: с поляризацией, интерференцией и переменным эффективным коэффициентом преломления. Ну, и какой экран без управляющей электроники. От электроники зависит интерфейс подключения монитора, частота обновления, глубина цветопередачи и маленькие фичи – разгон матрицы, хранение калибровки в самом мониторе, управление подсветкой, наличие технологий синхронизации и не только.

Несмотря на кажущуюся простоту, жидкокристаллические экраны — это очень сложные устройства, объединяющие в себе множество достижений в области химии, физики и электроники.

Телевизоры последних поколений предлагают насыщенную, сочную и яркую картинку. Все это стало возможным благодаря использованию ряда технологий.

Технология HDR

Данную аббревиатуру вы нередко встречаете в характеристиках телевизора и слышите в рекламе. Это одна из самых распространенных и важных технологий, которая дает ощутимое улучшение качества изображения.

HDR (High Dynamic Range) — стал дальнейшим развитием SDR (Standard Dynamic Range). Ранее из-за технологических ограничений в передаче информации данные урезались, поэтому изображение на телевизоре теряло в сочности, насыщенности и других деталях. Сейчас же с появлением HDMI 2.0 передача больших объемов данных не проблема, поэтому видеоконтент можно передавать практически без сжатия.

Расширенный диапазон оперирует тремя основными характеристиками изображения:

• Яркость — определяет максимальное свечение белого цвета. Измеряется в кд/м2 и для большинства телевизоров варьируется от 160 до 1500 кд/м2.

• Контрастность — определяет разницу между черным и белым цветами. Чем выше параметр, тем сочнее будет черный и ярче белый.

• Цветопередача — количество оттенков и цветов, которые способен отображать дисплей, напрямую зависит от битности матрицы.

Другое принципиальное отличие последних версий HDR — наличие динамических метаданных. В них зашифрованы значения всех этих параметров, но не для фильма в целом,
а для каждого отдельного кадра и даже участка. HDR фактически «подкручивает» яркость, контрастность и цветопередачу в каждый отдельный момент видео так, чтобы картинка была максимально приближенной к оригиналу. Однако здесь есть несколько нюансов.

Истинный HDR имеется только на телевизорах, которые соответствуют определенным критериям: яркость не менее 1000 кд/м2, матрица на 10 бит, высокая контрастность, наличие локальной подсветки и возможность подключения не ниже HDMI 2.0а.

При слабой яркости эффект HDR практически незаметен, 8-мибитные матрицы не обеспечивают достаточную цветопередачу, а коннекторы ниже HDMI 2.0 не обладают достаточной пропускной способностью. Да, чтобы смотреть ТВ в HDR необходимо не только устройство с поддержкой этого стандарта, но и соответствующий контент. Обычно полную поддержку HDR имеют фильмы и сериалы со стриминговых сервисов, Blu-Ray-диски и некоторые игры, например, Horizon Zero Dawn или Metro Exodus.

Главная проблема — как узнать, действительно ли ваш телевизор поддерживает эту технологию? Маркетологи придумали десятки названий. Например, HDR+ и HDR Effect —

это маркетинговые названия имитации технологии HDR. Такие телевизоры лишь приближенно имитируют повышенное качество изображения.

Если вам нужен настоящий HDR, то обращайте внимание именно на поддержку стандартов:

HDR10 — базовый открытый стандарт, поддерживающий глубину видео 10 бит, 1,07 млрд оттенков и яркость до 4000 кд/м2. Главный недостаток — статические метаданные для всего видео.

HDR10+ — авторская разработка компаний Samsung, Panasonic и 20th Century Fox. Главное отличие заключается в поддержке яркости до 10 000 кд/м2 и динамических метаданных.

Dolby Vision — конкурентная технология от фирмы Dolby Labs. Имеет улучшенную глубину цвета до 12 бит, теоретический предел яркости в 10 000 кд/м2 и большее число оттенков — 68,7 млрд. Применение этой технологии требует лицензирования, поэтому контента существенно меньше.

HLG — стандарт, продвигаемый компаниями BBC и NHK. Главная особенность — формат лучше совместим с уже существующими стандартами, а также позволяет транслировать HDR-контент на телевизоры с SDR, но только если последние поддерживают расширенную цветовую гамму WCG.

Если в технических характеристиках ТВ есть упоминание одного из этих четырех стандартов, то устройство способно воспроизводить видео с HDR. Главная сложность — найти соответствующий контент.

OLED-технология

Появление OLED действительно можно считать прорывом на фоне классической LED-подсветки, причем с ощутимым улучшением картинки. Обычные телевизоры со светодиодной подсветкой делятся на Edge LED и Direct LED. Первая предполагает размещение светодиодов по периметру, что приводит к появлению засветов по бокам. Вторая уже имеет светодиоды по всей площади, но все еще не способна обеспечить насыщенный черный цвет.

Принципиальное отличие OLED заключается в том, что в конструкции используются органические светодиоды, каждый из которых способен сам генерировать свет. Благодаря этому пропадает необходимость в использовании подсветки позади и других слоев. OLED-телевизоры способны контролировать яркость каждого отдельного пикселя, что делает картинку более контрастной, а черный цвет — супер насыщенным. Другое достоинство — такие модели более тонкие.

Телевизоры с OLED стоят ощутимо дороже, а главной проблемой является постепенное выгорание пикселей. Однако эта технология никакая не маркетинговая уловка, а самый настоящий прогресс в качестве.

Технология Motion Smoothing

У каждого бренда свое название этой технологи: Samsung Motion Rate, Sony MotionFlow, LG TruMotion. Несмотря на разные названия, принцип работы практически всегда идентичный. Motion Smoothing способна как улучшить изображение, так и ухудшить, поэтому ее использование актуально не для всех типов контента.

Видео может иметь частоту 24, 30 или 60 кадров в секунду в зависимости от источника. Однако телевизоры обладают частотой обновления экрана в 50, 60 и 120 Гц. Чтобы устранить несоответствие частоты обновления экрана и источника видео, применяется технология Motion Smoothing. Есть несколько алгоритмов ее работы:

Black Frame Insertions (BFI). Метод заключается в добавлении кадров с черным фоном. Это позволяет подтянуть частоту, уменьшает эффект размытия, но изображение становится менее ярким из-за мелькания черных кадров.

Дублирование. Вместо недостающих кадров алгоритм выставляет повторы в необходимом количестве. Но из-за этой методики изображение иногда ненадолго зависает или, наоборот, быстро прыгает.

Интерполяция. Процессор анализирует два соседних кадра и формирует на их основе промежуточный. Это самая продвинутая методика, но именно она приводит к эффекту «мыльной оперы», когда изображение теряет в четкости. Также такие алгоритмы не всегда корректно отрисовывают некоторые кадры.

Включать Motion Smoothing рекомендуется в сценах с постоянной динамикой. Это могут быть гонки, футбол, баскетбол и другие виды спорта. При просмотре фильмов или сериалов функцию лучше отключить, чтобы повысить четкость изображения. Практически в каждом телевизоре это можно сделать через стандартное меню.

Технология апскейлинга (Upscaling)

Если по-русски, то это обычное масштабирование. Большинство контента все еще поставляется в форматах HD (720p) и Full-HD (1080p). Соответственно, для просмотра такого видео на 4К или 8К-телевизорах картинку придется растягивать и дополнять данными. Чем больше разница в разрешении, тем больше пикселей придется дорисовать.

Самый простой алгоритм решения этой проблемы — выполнить дублирование пикселя и заполнить «клонами» недостающее пространство. Однако это дает посредственную картинку, которая получается размытой. Алгоритмы бикубической и билинейной интерполяции дают лучший результат, но изображение все равно получается неточным.

В большинстве телевизоров, способных делать апскейлинг до 4К и выше, используется ИИ на базе нейросетей. У каждого разработчика не только свой алгоритм, но и собственная база изображений в разных разрешениях, которые используются нейросетью для анализа.

Функция апскейлинга незаменима для 4К и 8К телевизоров, но ее эффективность можно узнать только на практике, поскольку каждый производитель использует свои процессоры и технологии. Однако применение ИИ однозначно дает лучший результат, чем ранее описанные классические методы.

Цифровое шумоподавление

Даже «цифра» подвержена помехам, например, белые пятна, расплывчатость картинки, «соль и перец». Если вы столкнулись с этими проблемами, то стоит поискать функцию шумоподавления. В каждом ТВ она может иметь свое маркетинговое название, однако в основе обычно используются идентичные алгоритмы с некоторыми доработками.

2D DNR (Digital Noise Reduction). Простейший метод устранения шумов, который анализирует пиксели в одном из двух направлений — пространственном или временном. В первом случае анализируются пиксели одного кадра, а во втором пиксели сравниваются с двумя соседними. Используется компенсационный или адаптивный методы фильтрации. Недостаток 2D DNR — расплывчатость изображения и возможная потеря в цветности.

3D DNR использует и пространственный и временной анализ пикселей, что позволяет эффективно удалять помехи и не терять в качестве изображения. Алгоритм учитывает и вектор движения, и положение пикселей в кадре. Поскольку большинство помех не статические, то они легко устраняются.

Каким бы не было название функции шумоподавления, обычно в ее основе лежит 2D или 3D DNR. Включать шумоподавление рекомендуется только для контента в низком качестве. Например, если вы смотрите аналоговое или не самое качественное цифровое ТВ. Для Blu-Ray или контента из стриминговых сервисов шумоподавление лучше отключить, поскольку картинка может потерять в четкости.

Динамический контраст

Часть телевизоров предлагает и такую функцию. Суть заключается в том, что ТВ автоматически подбирает уровень контрастности в зависимости от изображения, как правило, путем регулировки отдельных светодиодов подсветки. Соответственно, динамический контраст работает лучше всего на Direct LED с большим количеством светодиодов, а также на OLED телевизорах, где можно контролировать буквально любой пиксель.

Однако многие пользователи утверждают, что динамическая контрастность по факту ухудшает качество картинки. Проблема в том, что освещенность комнаты остается неизменной, поэтому оптимальный уровень контрастности следует подбирать именно под окружение, а не постоянно менять его в зависимости от сцены. К тому же, увеличение яркости белого обычно отрицательно сказывается на насыщенности черного. Иногда изменение подсветки просто не успевает под смену кадров, что также вносит дискомфорт при просмотре.

Локальное затемнение и микродимминг

Еще одна пара технологий, которые частично связаны с динамическим контрастом и между собой. Локальное затемнение аналогично динамической контрастности регулирует уровень подсветки отдельных светодиодов/пикселей. Это позволяет делать черный цвет более насыщенным. Эффект напрямую зависит от плотности и возможностей светодиодов.

Технология микродиминга (Samsung — Micro Dimming, Panasonic и Toshiba — Local Dimming, LG — Edge) — это фактически то же самое, что и локальное затемнение. Отличия лишь в размере массива светодиодов, яркость которых можно менять. Эффективность зависит от динамичности видео и уровня освещенности помещения.