Bewegungsunschärfe vermeiden durch Backlight-Blinking

  • Hallo,


    in der aktuellen C't wurde ja mal wieder das Thema Bewegungsunschärfe aufgegriffen und das diese sich selbst durch Reaktionszeiten von 0ms nicht vermeiden lässt. Abhilfe könnten hier ja blinkende Backlights bringen. Da schreiben sie allerdings, dass man dafür unter Umständen mit dem Verlust der Flimmerfreiheit bezahlt, was ja ein deutlicher Vorteil von TFTs ist.


    Ich frage mich allerdings, ob es nicht einfach möglich sein sollte - mal angenommen, man kann solche blinkenden Backlights ordentlich realisieren - dieses Verhalten manuell an- und auszuschalten. Dann könnte man es für Spiele oder Videos anschalten und für längeres Arbeiten am PC, wo man ja sowieso statische Inhalte hat, wieder abschalten. Das müsste doch dann eigentlich die optimale Lösung sein, oder?


    Tobias

  • Dazu bräuchte man allerdings erstmal eine Lichtquelle die eine Schaltfrequenz von >75Hz hinbekommt. Sie müsste ja extrem schnell auf maximaler Helligkeit sien und genau so schnell wieder komplett dunkel. Keine Ahnung ob das mit den heutigen LEDs schon möglich ist, mit Leuchtstoffröhren wie heutzutage klappt das mit Sicherheit nicht weil die zu träge sind.

  • Hallo zusammen,


    Ich hatte mich schon länger mit dem Thema beschäftigt, ich wollte sogar mal einen Versuchsballon starten... Leider habe ich im Moment keine Zeit mehr dafür und inzwischen andere interessante Projekte, daher lasse ich jetzt die Katze aus dem Sack.


    Das Problem ist nicht so sehr die synchronisiert flackernde Lichtquelle. Es muß ja auch kein präziser "Stroboskop-Blitz" sein, um eine gute Bewegungsschärfe zu bekommen. Es genügt, wenn der Blitz eine "Sägezahncharakteristik" hat, ungefähr wie beim CRT. Da funktioniert es ja auch. (Damit meine ich, daß die Helligkeit des Blitzes erst sehr schnell ansteigt, um dann wesentlich gemütlicher wieder zu verebben). Das lustige daran: Es gibt zwar durchaus ein bißchen Schlieren, aber man erreicht trotzdem eine sehr hohe Bewegungsschärfe(!). CRT's haben in der Tat auch Schlieren und sind trotzdem bewegungsscharf...


    Das eigentliche Problem ist: Normalerweise läuft das Panel-Update innerhalb eines Vertikalzyklus einmal von oben nach unten durch. Dummerweise findet der Blitz auf dem ganzen Bildschirm in einem einzigen Moment statt. Das bedeutet, daß nur in einem kleinen horizontalen Bereich des Bildschirmes optimale Bedingungen zu finden sind.
    (Wer das Problem jetzt nicht verstanden hat, sollte sich nicht zuviele Gedanken machen, man muß es ein wenig verdauen... ;)


    Die möglichen Lösungen:
    a) Eine spezielle Panel-Ansteuerung, die den kompletten Update wesentlich schneller schafft als bisher üblich.
    b) Ein "Blitz", der synchronisiert zum Update-Prozess (im richtigen Abstand) immer von oben nach unten "durchläuft". (Also eher eine Kaskade von Blitzen)


    a) ist wahrscheinlich die konzeptionell einfacher machbare Lösung, erfordert aber auch einiges an Entwicklungsaufwand. Vorteil: Es müssen nur bestehende Technologien "getunt" werden.
    b) halte ich für den "Frickler" einfacher zu machen (z.B. mit mechanischen Komponenten, aber dann ist der Sinn dieses TFT's ein wenig in Frage gestellt, da dafür ein großer Aufbau notwendig wäre).
    Eine "industrielle" Variante der Lösung "b" wäre vielleicht bei einem LED-Backlight möglich.


    Edit: Für den C't Artikel würde ich mich mal interessieren. Hmm vielleicht muß ich das Heft einfach mal kaufen. Oder kann mir jemand wenigstens die Seite sagen? Dann schau ich schnell im Kiosk nach ;)


    Viele Grüße
    Wilfried

  • Hallo Wilfried,


    ich muß jetzt erstmal ein bisschen Werbung machen:
    Die c´t ist für mich die einzige wirklich objektive Computerzeitschrift, da sie die größte und weitgehend unabhängig von Werbeeinnahmen ist - glaub mir, die 3€ lohnen sich, wenn man sich für Computertechnik interessiert.


    Wenn Du sie trotzdem nicht kaufen willst: Seite 120 gehts mit dem Displaytest los und ab Seite 126 gehts um die Schaltzeiten.


    Grüße
    Alex

  • Hi DaAlex,


    Danke für die Info.


    Ja, ist schon klar. Die C't ist wirklich ganz gut. Im Moment bin ich halt ein kleines bißchen auf dem Spar-Trip ;). Mag auch daran liegen daß ich momentan ein armer Student bin. Naja, ich hab's mir ja selber nochmal so ausgesucht ;)


    Viele Grüße
    Wilfried

  • Auf der CeBIT habe wir mir dem Herrn Ong von CMO gesprochen und CMO arbeite an der sogenannten Scanlight-Technologie, die eben dieses aufblitzen der Hintergrundbeleuchtung darstellt. Allerdings ist die Scanlight-Technologie nur für den TFT-TV Bereich geplant und nicht bei Displays.

  • jetzt mal ne ganz blöde frage,
    warum sehen wir die umwelt scharf? die flimmert ja auch nicht und trotzdem gibt es keine bewegungsunschärfe, wenn wir uns z.b vorbeifahrende autos anschauen.

  • Hi Data,


    Die Umwelt hat eine extrem hohe Frame-Rate. ;)


    Das Auge bewegt sich mit dem bewegten Objekt mit. Da die Bewegung des Objektes kontinuierlich ist, wird es stets scharf abgebildet.


    Die Bewegung eines virtuellen Objektes auf einem TFT ist eben _nicht_ kontinuierlich. Die einzelnen Frames der Bewegung sind statisch. Das Auge jedoch folgt der Bewegung kontinuierlich. Somit wird jedes einzelne Frame (das ja statisch ist) verschliffen.


    In der C't vom 18.4. wurde der Sachverhalt auch schön erklärt ;)


    Viele Grüße
    Wilfried

  • aha, ?(
    ist nicht so einfach das zu "verstehen".
    dann wär ja die optimale lösung für TFT´s nicht das flimmern einzusetzten, sondern dem monitor eine höhere bildwiederholrate zu spendieren.
    würden 100Hz schon eine sichbare verbesserung bringen?

  • Hallo Data,


    In der Tat bringt eine Erhöhung der Vertikalfrequenz eine Verbesserung.


    Mit 120 Hz anstelle von 60 Hz könnte man die durch den S&H-Effekt bewirkte Bewegungsunschärfe halbieren.


    Probleme dabei:
    - Die Bandbreite für Single Link DVI wird überschritten
    - Der PC muß doppelt soviel ackern um auch tatsächlich 120 Bilder/Sek. zu erzeugen. (Wenn das Spiel trotzdem nur mit 60 fps läuft, haben wir genau so starke S&H-Unschärfe wie vorher, da hilft die höhere Vertikalfrequenz alleine nix)
    - Die "normalen" Schlieren (durch die Schaltgeschwindigkeit des Panels) werden durch sehr hohe Vertikalfrequenzen verstärkt


    Diese Nachteile hat man bei Backlight-Blinking nicht. (ebensowenig wie bei CRT's ;) ) Weiterhin eliminiert Backlight Blinking die S&H-Bewegungsunschärfe _völlig_, nicht nur zu 50%.


    Viele Grüße
    Wilfried

  • Die bauartbedingte Bewegungsunschärfe von TFTs ist für 90% aller Computeranwendungen völlig unerheblich und ein relativ geringer Preis für die absolute Flimmerfreiheit, die erwiesenermassen den Anwender weniger ermüdet. Die Bewegungsunschärfe ist nur für eine kleine Zahl von Spielern schneller Actiongames ein Thema (setzt die mal ins Verhältnis zu allen Anwendern von TFTs), da es dort durchaus stören kann.


    Ich fand den Bericht von der Cebit zu diesem Thema sehr interessant und habe für mich den Schluss gezogen, dass wir im ComputerTFT Bereich auf Jahre keine Technologie sehen werden, die dieses Problem behebt ohne erhebliche andere Nachteile zu haben oder teuer zu sein.

  • Was ist denn mit den neuen O-Led Displays, da wird nix beleuchtet sondern die Pixel leuchten selbst was ja der Technik des CRTs wieder näher kommtm so das Kontraste und schwarzwerte mit CRTs vergleichbar sind. Ist bei dieser Technik auch die Bewegungsunschärfe elimlniert ?


    DaAlex, muss ich mal wiedersprechen, leider ist die CT werder noch wirklich informativ noch frei von Sponsoren. Leider lässt sie immer mehr nach und ist dann auch bald auf Computerbildniveau, grosser Aufmacher mit Riesenüberschrift und dann nur das Datenblatt des Herstellers sammt werbetext als Test verkauft.


    @Data, dann schau doch mal auf einen festen Punkt zB in der Landschaft und wenn dann ein Auto durchs Blickfeld fährt, dem Du nicht mit dem Auge folgst hast Du auch eine riesige Unschärfe. Es kommt immer an worauf das Auge fokussiert ist.
    Aber ich denke wir müssen uns daran einfach nur gewöhnen, habe gerade einen neuen jetzt digitalen Kabelanschluß bekommen und bin mehr als enttäuscht von der Bildqualität. Völlig überhell trotz zu wenig Kontrast und mehr Bewegungsunschärfe als bei jedem Tft aus einem guten Fernseher. Wenn dann ein Analog aufgenommener Film über die noch verfügbare Bandbreite heruntergerechnet gesendet wird, dann ist das bild zwar vom Kontrast sehr angenehm aber dafür fast unerkennbar dunkel.

  • Quote

    Original von SirAlec
    Was ist denn mit den neuen O-Led Displays, da wird nix beleuchtet sondern die Pixel leuchten selbst was ja der Technik des CRTs wieder näher kommtm so das Kontraste und schwarzwerte mit CRTs vergleichbar sind. Ist bei dieser Technik auch die Bewegungsunschärfe elimlniert ?


    Das kommt auf die Ansteuerung an. LED's sind recht schnell, damit könnte man das Verhalten eines Impuls-Typ-Displays modellieren.


    Man kann es allerdings drehen und wenden wie man will: das absolut "perfekte" Display bekommt man damit auch nicht:


    - Hold-Type-Displays (sofern sie fehlerfrei funktionieren) sind völlig flimmerfrei, haben dafür aber prinzipbedingt Bewegungsunschärfe.
    - Impuls-Type-Displays (sofern sie halbwegs schnell sind) haben keine Bewegungsunschärfe. Dafür flimmern sie prinzipbedingt.


    Wenn man eine Charakteristik "irgendwo in der Mitte" zwischen Hold-Type und Impuls-Type Display modellieren würde, hätte man sowohl Flimmern als auch Bewegungunschärfe, beides allerdings weniger stark.


    Nur durch Erhöhung der Vertikalfrequenz können beide Effekte gemeinsam reduziert werden. Auch bei CRT's ist bei sehr hohen Vertikalfrequenzen das Flimmern nicht mehr wahrnehmbar.


    Viele Grüße
    Wilfried

  • Optimal wäre halt ein Dreifarblaser. Der hätte eine voll definierte CIE-Charakteristik; da gäbe es auch keine Probleme mit der Alterung (bezüglich Farben) oder mit Metamerie.
    Übrigens ist Bewegungsunschärfe gar nicht so wild. Langsam kommen wir ja in Bereiche, die eher meßbar als wahrnehmbar sind. Die menschliche Wahrnehmung ist ein biologisches Hold-Type-System. Es scheint in den letzen paar hundert millionen Jahren gut funktioniert zu haben. :D
    Ein Optimum ist halt nicht in jeder Hinscht am besten, aber im Durchschnitt immer.


    Grüße,


    al'be:do

    Albedo, -s, die, (lat. albidus = weißlich; lat. albus = weiß), IPA (al'be:do):
    Maß für das Rückstrahlvermögen von diffus reflektierenden (remittierenden), also nicht spiegelnden und nicht selbst leuchtenden Oberflächen.

    Edited 4 times, last by al'be:do ().

  • Quote

    Original von al'be:do
    Übrigens ist Bewegungsunschärfe gar nicht so wild. Langsam kommen wir ja in Bereiche, die eher meßbar als wahrnehmbar sind. Die menschliche Wahrnehmung ist ein biologisches Hold-Type-System. Es scheint in den letzen paar hundert millionen Jahren gut funktioniert zu haben. :D
    Ein Optimum ist halt nicht in jeder Hinscht am besten, aber im Durchschnitt immer.


    Grüße,


    al'be:do


    Deine Meinung. Hast Du es mal 1:1 gegenübergestellt gesehen? Davon abgesehen ist die Wahrnehmung hier wohl tatsächlich individuell unterschiedlich... Manche scheinen es echt nicht zu sehen.


    Was jedoch jeder mit großer Zuverlässigkeit reproduzieren und testen kann: Der Lesbarkeitstest von PixPerAn. Ein ordentlicher CRT wird mindestens doppelt so gut abschneiden wie ein noch so schneller TFT. Nein, das ist kein Fake. Da wird die Bewegungsunschärfe nur direkt vor Augen gestellt.


    Davon abgesehen sehe ich den Unterschied auch so (z.B. in Spielen), ich finde ihn sogar sehr offensichtlich. Aber wie gesagt... scheint sehr individuell zu sein...


    Nur um es nochmals zu sagen: Die Übergangszeiten (die ms) haben nix mit der Bewegungsunschärfe zu tun. Die schlägt auch bei gehypten 2 ms Displays voll zu. Mal ganz davon abgesehen sind diese hochgetunten ms-Angaben ziemlich lächerlich und völlig realitätsfern...


    Viele Grüße
    Wilfried

  • Ich bin Deiner Meinung. Ich kenne PixPerAn. Wie sehr subjektiv die ganze Angelegenheit ist, merkt man schnell, wenn zwei Personen mit dem gleichen Bildschirm den Schlierentest machen.
    Ich will natürlich auch keinen Monitor mit 30ms Antwortzeit.
    Die Wahrnehung von Farbtemperatur und anderen Phänomenen ist auch sehr von den Sehgewohnheiten abhängig.
    Ein sehr interessanter Effekt ist die Farbkonstanzwahrnehmung, die Tatsache, daß z.B. weiße Oberflächen in unserer Umgebung in sehr unterschiedlichen Lichtsituationen als weiß wahrgenommen werden, obwohl sich die Farben objektiv bisweilen sehr stark unterscheiden können.
    Als Beispiel nenne ich die Beleuchtung bei Sonnenaufgang oder im bläulichen Dämmerlicht.


    Ich meine nur, daß dieses ganze Geschwätz um Millisekunden mittlerweile nervt. Ich arbeite als 3D-Grafiker und CAD-Konstrukteur und muß sagen, daß die heutigen "superschnellen" TFTs bei der Farbwiedergabe meist nichts taugen. Außerdem, wie Du schon sagtest, sind die ms-Angaben in fast allen Fällen dreiste Lügen.
    Ich finde es richtig wohltuend, daß zum Beispiel bei Eizo (und anderen seriösen Firmen) angegebene 30 ms den Tatsachen entsprechen, bzw. bei 90% der Helligkeitskombinationen sogar weit unterboten werden. Da waren die "Rennwagen" teilweise sogar schlechter.
    Korrekterweise müßte bei jedem Monitor eine komplette Antwortmatrix angegeben werden, ich weiß.
    Das wäre aber in den meisten Fällen wohl kaum verkaufsförderlich.


    Leider ist Geiz halt geil, da kann man nichts machen. Wer alles billig haben will, bekommt halt auch nur Billig(e)-Ware :)
    Ich habe jetzt ordentlich gespart und werde mir für gutes Geld einen guten TFT holen. Qualität hat ihren Preis und das ist auch gut so.


    Grüße,


    al'be:do

    Albedo, -s, die, (lat. albidus = weißlich; lat. albus = weiß), IPA (al'be:do):
    Maß für das Rückstrahlvermögen von diffus reflektierenden (remittierenden), also nicht spiegelnden und nicht selbst leuchtenden Oberflächen.

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