Απομυθοποίηση τεχνικών χαρακτηριστικών, ISO 13406-II (περίπτωση Response Time)

[mlemo]

Σχήμα 1.

[mlemo]

Υπάρχει έντονο ενδιαφέρον από τους χρήστες πολλών φόρουμ περί σύγκρισης Οθονών Υγρών Κρυστάλλων βάση του Χρόνου Απόκρισης (Response Time).

Γενικά, πιστεύουμε ότι όσο πιο χαμηλή τιμή μας παρουσιάζει ο τάδε κατασκευαστής τόσο πιο γρήγορη και ομαλότερη κίνηση θα παρουσιάζει το panel.

Είναι αλήθεια; Μήπως οι κατασκευαστές μας «κοροϊδεύουν» στα πλαίσια, που τους ορίζει το τρέχον πρότυπο ISO 13406-II;

Μήπως τελικά όταν διαβάζουμε (σήμερα) τα τεχνικά χαρακτηριστικά μιας οθόνης δεν θα πρέπει να δίνουμε και ιδιαίτερη προσοχή; [βλέπε και απομυθοποίηση τεχνικών χαρακτηριστικών (περίπτωση contrast)]

Κατανοώντας το χρόνο απόκρισης κατά ISO 13406-II

Ένας υγρός κρύσταλλος είναι μία ελεγχόμενη από ηλεκτρικό πεδίο διάταξη, η οποία μπορεί να αλλάζει ή να μη αλλάζει την πόλωση του φωτός που περνά μέσα απ' αυτό, ανάλογα με τον προσανατολισμό των μορίων του και ο οποίος ελέγχεται από την εφαρμογή ενός ηλεκτρικού πεδίου (1)

Για να μεταβληθεί ένα εικονοστοιχείο από άσπρο σε μαύρο, η ηλεκτρική τάση ξεκινά από την τιμή 0 και φθάνει στο μέγιστο όριο. Τα υγρά κρύσταλλα, ιδιαίτερα κινητικά, γρήγορα παίρνουν την νέα τους θέση. Ο χρόνος που απαιτείται για να φθάσουν από το άσπρο στο μαύρο λέγεται χρόνος ανόδου (rise time).

Για να φθάσουν και πάλι στο άσπρο, κόβεται η ηλεκτρική τάση. Τα υγρά κρύσταλλα εύκολα και γρήγορα φθάνουν στην αρχική τους θέση. Ο χρόνος αυτός λέγεται χρόνος καθόδου (fall time).

Ο χρόνος απόκρισης κατά το πρότυπο ISO 13406-II (μετρείται σε χιλιοστά του δευτερολέπτου, ms), είναι ο χρόνος που απαιτείται σε ένα εικονοστοιχείο να μεταβληθεί από άσπρο (90%) σε μαύρο(10%) και μετά αντίστροφα από μαύρο(90%) σε άσπρο(10%) (3).

Σήμερα, οι γρηγορότερες οθόνες υγρών κρυστάλλων για χρήση σε Η/Υ παρουσιάζουν ένα χρόνο απόκρισης 8ms, ενώ οι αντίστοιχες οθόνες το 2002 είχαν 60-25ms (2).

Διαγραμματικά, ο χρόνος απόκρισης παρουσιάζεται στο σχήμα που βρίσκεται στην αρχή αυτής της δημοσίευσης.

Θεωρητικά όσο πιο γρήγορος είναι ο χρόνος απόκρισης τόσο ομαλότερη και καθαρότερη θα είναι η κίνηση στην οθόνη.

Θεωρητικά μιλάμε βέβαια, γιατί στην πράξη σύμφωνα με τον τρόπο που ορίζει το ισχύον πρότυπο ISO 13406-II, ο χρόνος απόκρισης μας δίνεται μόνο από το 80% του σήματος και όχι από το 100% (εφόσον μετράτε από το 90%-10% και αντίστροφα).

Έτσι εάν ένα panel χρειάζεται περισσότερο χρόνο να ξεκινήσει ή να σταθεροποιήσει ένα εικονοστοιχείο, η μέτρηση του χρόνου απόκρισης έτσι όπως γίνεται με τον κανόνα ISO δεν θα το μετρήσει!

Μπορεί ένα panel με τυπικό χρόνο απόκρισης 20ms, να θέλει στο 100% του χρόνου σήματος από 30-40ms!. (αυτό εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την τεχνολογία του panel του)

Επιπρόσθετα προβλήματα στην μέτρηση του χρόνου απόκρισης, κατά ISO 13406-II

Όπως είδαμε, ο χρόνος απόκρισης κατά ISO μετράτε στο 80% του σήματος και μόνο για την εναλλαγή άσπρου-μαύρου.

Τι γίνεται τώρα με την υπόλοιπη χρωματική κλίμακα. Μία οθόνη με typical χρόνο απόκρισης 25ms ενδέχεται να χρειάζεται 120ms για να ανταποκριθεί στο ανοιχτό γκρι/σκούρο γκρι/ανοιχτό γκρι.

Το πρόβλημα εντοπίζεται στην μεταβολή της έντασης της ηλεκτρικής τάσης.

Για να γυρίσει ένα εικονοστοιχείο από το ανοιχτό γκρι στο σκούρο γκρι, η ηλεκτρική τάση πρέπει να ξεκινήσει από μια πολύ χαμηλή ένταση και να καταλήξει σε μια πολύ υψηλή. Η ηλεκτρική έξαρση είναι σημαντική αλλά όχι τόσο όσο χρειάζεται, οπότε οι υγροί κρύσταλλοι, πρακτικά θα αργήσουν να κινηθούν αυξάνοντας τον χρόνο ανόδου. Το αντίστροφο, τώρα στην φάση του χρόνου καθόδου τα υγρά κρύσταλλα θα πάρουν περισσότερο χρόνο να ξαναγυρίσουν στην αρχική τους θέση εφόσον η ηλεκτρική τάση κοπεί. Οπότε και εδώ ο χρόνος καθόδου θα αυξηθεί (2)

Ο κανόνας ISO δεν υποχρεώνει τους κατασκευαστές να εξετάσουν το χρόνο απόκρισης στους ενδιάμεσους χρόνους του γκρι. Έτσι έχουμε «στο ίδιο τραπέζι» χρόνους απόκρισης από panel διαφορετικής τεχνολογίας και με διαφορετική κίνηση κρυστάλλων!

Αυτό δημιουργεί σύγχυση και το κυριότερο, πρακτικά αδυναμία σύγκρισης στην ταχύτητα απόκρισης panel διαφορετικής τεχνολογίας.

Σήμερα έχουμε panel 16 ms ΤΝ (AU Optronic) να είναι λίγο γρηγορότερα από 16ms panel LG.Philips & 12ms Samsung. Αλλά βέβαια αυτά τα panel είναι αργότερα από το 20ms panel ΤΝ Hydis! (2)

Τώρα πια, ένα είναι σίγουρο, ότι σας μπέρδεψα όλους. Και λογικό, διότι έτσι που έχει φτιαχτεί το πρότυπο ISO 13406-2 δεν δημιουργεί προϋποθέσεις άμεσης σύγκρισης μεταξύ panel διαφορετικής τεχνολογίας.

Οπωσδήποτε θα πρέπει να αναθεωρηθεί!

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ-1: μη συγκρίνετε οθόνες διαφορετικού panel με το χρόνο απόκρισης!

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ-2: μην πιστεύετε ότι μια οθόνη με γρηγορότερο χρόνο απόκρισης θα είναι και πιο γρήγορη και ομαλή στην κίνηση από μια άλλη οθόνη (άλλης τεχνολογίας) με αργότερο χρόνο απόκρισης.

Τεκμηρίωση κειμένου

1. «Οθόνες LCD,TFT και οθόνες πλάσματος», http://egnatia.ee.auth.gr/~aalexioy/l_cd.htm

2. Ιστότοπος http://www.behardware.com/

3. Τεχνικό εγχειρίδιο LM190E01-C4.pdf LG.Philips

Επιπρόσθετη τεκμηρίωση

Υγροί κρύσταλλοι: http://www.physics4u.gr/faq/lcd.html

[DJD]

Εξαιρετικά χρήσιμες πληροφορίες. Sticky it is

[perdikog]

Μπράβο και πάλι, φιλε

Μας δίνεις ωραίες πληροφορίες. Σωστά και έγινε sticky, αλλά πρέπει να γίνει και το άλλο μετο κόντραστ για να τα έχουμε σε συνέχεια. ..

[Makis Hourdakis]

Μπράβο και πάλι μπράβο! Ωστόσο μετά από κάθε τέτοιου είδους post που κάνεις με κάνεις να προβληματίζομαι ιδιαίτερα και να απογοητεύομαι συνεχώς για τις TFT... ’ντε να δούμε τι θα γίνουμε! Πάντως προτιμώ μια 17" TFT που να έχει ένα μικρό ghosting παρά το παλαιολιθικό μπαούλο που έχω τώρα...

[sotiris]

1) Το πρόβλημα είναι ότι δεν υπάρχει το κατάλληλο iso που να μπορούν όλες οι οθόνες να μπουν δίπλα δίπλα, και να πεις με ακρίβεια ότι όποια έχει μικρότερο RT, έχει και μικρότερο ghosting.

Αυτό με το 90% όντως κάνει να μην μπορείς να προβλέψεις με ακρίβεια τι γίνεται, αλλά προφανώς γίνεται για λόγους μάρκετινγκ. Βέβαια όσο πιο γρήγορη απόκριση έχει μια οθόνη από το 10->90 τόσο πιο πολλές πιθανότητες έχει να είναι πιο γρήγορη στο 0->10, χωρίς να είναι όμως και εξασφαλισμένο.

2) Το hydis panel είναι γνωστό για τις καλές του επιδόσεις, και λογικά θα τις έχει λόγω καλύτερης απόκρισης στο 20% της μη μετρήσιμης κλίμακας.

3) Όλα αυτά είναι πάρα πολύ σωστά αλλά ταυτόχρονα είναι και πάρα πολύ θεωρητικά. Ο καθένας αντιλαμβάνεται διαφορετικά κάποια φαινόμενα, και μπορεί σε κάποιον το ghosting να είναι τραγικό και

κάποιος άλλος να μην προβληματίζεται. Από προσωπική πείρα: ξέρω ότι οι crt έχουν χρόνους τις τάξεως του <1ms. Ε στη δικιά μου είχα ghosting. Είχε ghosting όταν ήταν όλα π.χ. μάυρα και πέρναγε κάτι άσπρο. Το παρατηρούσα σε παιχνίδια πολύ σκοτεινά (doom 3) και είχε ως συνέπεια να ζαλίζομαι. Ε, η tft δεν με έχει κάνει ποτέ σε παιχνίδι να ζαλιστώ και δεν έχω δει ghosting σε παιχνίδι όσο κι αν έχω προσπαθήσει.

Η απόκρισή της είναι βέβαια πιο αργή (το καταλαβαίνω από το θόλωμα του κέρσορα του ποντικιού κατά την κίνηση, που στη crt δεν γίνεται).

[chelsea]

Μπραβο και απο εμενα mlemo πολυ κατατοπιστικο το θεμα παντως βλεπω οτι το εχεις παρει σαν προσωπικη υποθεση το θεμα με τις οθονες υγρων κρυσταλλων και τις προδιαγραφες...

keep posting............

[Oric]

Ενδιαφέρον θέμα. Παρακαλώ, επιτρέψτε μου κάποιες επισημάνσεις, για να βάλουμε κάποια πράγματα στη θέση τους, όσον αφορά τον ISO, αλλά και το θέμα της απόκρισης των πάνελ και τον τρόπο μέτρησης της απόκρισης, με βάση το πρότυπο ISO13406-ΙΙ.

O ISO είναι διεθνής φορέας καθιέρωσης προτύπων, και εξ αυτού του ρόλου, δεν μπορεί -και δεν πρέπει- να καθορίζει τις τεχνολογικές εξελίξεις. Αυτό που του επιτάσσει ο ρόλος του είναι, να αξιοποιεί αυτές τις εξελίξεις, καθιερώνοντας πρότυπα, τα οποία αναλύει σε συγκεκριμένες προδιαγραφές, ανεξαρτήτως τεχνολογίας, ώστε τελικά, οι άνθρωποι να μπορούν να συγκρίνουν ομοειδή πράγματα. Ένα απλουστευμένο παράδειγμα: Μπορεί κάποια προδιαγραφή να λέει, ότι ένα αυτοκίνητο δεν επιτρέπεται να παράγει θόρυβο, ο οποίος να υπερβαίνει τα 100dB, μετρημένα σε απόσταση ενός μέτρου, περιμετρικά, σε οποιοδήποτε σημείο γύρω από το αμάξωμα. Αυτό το πρότυπο δεν επιβάλλει, και δεν πρέπει να επιβάλλει, το είδος του κινητήρα του αυτοκινήτου. Έτσι, αυτοκίνητα με διαφορετικούς κινητήρες και διαφορετική αρχή λειτουργίας, (Otto, Diesel, Wankel, ηλεκτρικά, υβριδικά), μπαίνουν όλα κάτω από την ενιαία ομπρέλα της προδιαγραφής ηχητικών ρύπων. Αντίστοιχα, κάθε ερευνητής μπορεί να υλοποιήσει ένα σύστημα προβολής με οποιονδήποτε τρόπο, δηλαδή με υγρούς κρυστάλλους, με καθοδικό σωλήνα, με το σύστημα DLP, ή με ό,τι άλλο, αλλά ο τρόπος μέτρησης της ταχύτητας του συστήματος θα πρέπει να είναι ο ίδιος, για όλες τις τεχνολογίες, αφού αυτές έχουν τον ίδιο στόχο: την ορθή απεικόνιση. Δηλαδή, στο κέντρο του ρόλου του ISO είναι ο ’νθρωπος και όχι τα τεχνολογικά του επιτεύγματα.

Όσον αφορά το εύρος, μέσα στο οποίο υπολογίζεται η ταχύτητα της πόλωσης του φωτός σε ένα πλέγμα LCD, και εδώ, το πρότυπο ακολουθεί αυτό που συναντά ο άνθρωπος στην καθημερινή του ζωή, και όχι βεβαίως τα άκρα. Στην καθημερινή μας ζωή, δεν υπάρχει το απόλυτο σκότος (δηλαδή το απόλυτο μαύρο), ούτε το απόλυτο φως (το απόλυτο λευκό). Όλα τα ερεθίσματα που δέχονται καθημερινά τα μάτια μας, όλες αυτές οι εναλλαγές αποχρώσεων που αντιλαμβανόμαστε ως κίνηση των διαφόρων πηγών φωτός, μέσα στο χώρο που μας περιβάλλει, αποτελούν αυξομειώσεις φωτεινότητας κατά πολύ μικρότερες από το εύρος των 80 ποσοστιαίων μονάδων που μετρά το ISO. ’λλωστε, μια απότομη εναλλαγή από το απόλυτο μαύρο στο απόλυτο λευκό, μπορεί να επιφέρει καταστροφικές βλάβες στο οπτικό σύστημα όλων των ζώντων οργανισμών, (όσοι έχετε πάει φαντάροι, ξέρετε). ’ρα, σοφά έχουν επιλεγεί αυτά τα όρια, τα οποία, εάν το καλοεξετάσει κανείς, (πράγμα, για την ανάλυση του οποίου δεν έχω το χρόνο), εξαντλούν το χρόνο απόκρισης της κόρης των ματιών.

Η μέτρηση της ταχύτητας απόκρισης των panel, χρησιμοποιώντας μόνον τις αποχρώσεις γκρίζου, είναι όχι απλώς λανθασμένη, ή ελλιπής, αλλά επιβεβλημένη, διότι μόνον αυτές οι αποχρώσεις κινούν συγχρόνως, μαζί, και τα τρία subpixel κάθε στίγματος (pixel) του πάνελ, βάζοντάς το σε δοκιμασία ολόκληρο. Για παράδειγμα, ας πούμε ότι ένα πάνελ καλείται να απεικονίσει το απόλυτο μαύρο. Αυτό, θα γίνει με μια εντολή που δίνει μηδενική τιμή και στα τρία βασικά χρώματα του προτύπου RGB, (εάν το πάνελ καταφέρει να απεικονίσει μαύρο, αυτό είναι άλλο θέμα). Εάν από αυτή τη θέση, το πάνελ κληθεί να απεικονίσει διάφορες αποχρώσεις γκρίζου, τότε θα πρέπει να «ανοίξουν» οι κρύσταλλοι και των τριών χρωμάτων μαζί, και μάλιστα ισόποσα, με ανώτατο όριο, βέβαια, το απόλυτο λευκό, που υλοποιείται με την εντολή που δίνει τιμή 255 (την ανώτατη) και στα τρία χρώματα.

Αυτά μπορείτε να τα επαληθεύσετε και στον υπολογιστή σας, εάν ανοίξετε το παράθυρο, απ όπου επιλέγετε το χρώμα της επιφάνειας εργασίας. Εκεί έχετε στη διάθεσή σας δύο πρότυπα καθορισμού χρώματος, από τα οποία αυτό που μας ενδιαφέρει, είναι το RGB, του οποίου οι τρέχουσες τιμές βρίσκονται στα πλαίσια «Κόκκινο» «Πράνινο» και «Μπλε». Εάν καθορίσετε αυτές τις τιμές στο μηδέν, τότε το αποτέλεσμα είναι το μαύρο. Εάν τις αυξήσετε ισόποσα, τότε «ανοίγετε» ισόποσα το καθένα από τα τρία χρώματα, και, όπως μπορείτε να παρατηρήσετε εφαρμόζοντας τη ρύθμιση στην επιφάνεια εργασίας, το αποτέλεσμα είναι κάποιος τόνος γκρίζου, (ο όρος απόχρωση γκρίζου είναι μάλλον άστοχος, καθώς το γκρίζο «δεν περιέχει χρώμα», αφού κανένα από τα τρία χρώματα του προτύπου δεν υπερτερεί των υπολοίπων δύο).

[YiorgosX]

Πολύ σωστός ο Oric (παρά το γεγονός ότι στην 4η παράγραφο κάτι του ξέφυγε και αρχικά παρεξήγησα τα γραφόμενά του... )

Η "διαδρομή" από το άσπρο στο μαύρο και τούμπαλιν, είναι η πιό "μακριά" που πρέπει να ακολουθήσει το κάθε pixel. Ετσι έχει απόλυτη λογική τo ISO.

Θέμα marketing δεν τίθεται. Ο Oric περιέγραψε άψογα τον λόγο ύπαρξής του.

Πολύ καλό το αρχικό post. Μπράβο και στον mlemo. :clap:

[stelmaras]

Χρήσιμες πληροφορίες για εμας που δεν ξέρουμε. Μπράβο στους αρθρογράφους

[Jaco]

Ωραίος mlemo...

η αλήθεια είναι ότι το 10->90% είναι στάνταρ χρόνος μέτρησης στα ηλεκτρονικά για rise και fall times από τελεστικούς μέχρι συστήματα που υλοποιούν πολύ σύνθετες συναρτήσεις μεταφοράς, οπότε ναι μεν δεν αποκαλύπτει πλήρως την αλήθεια, αλλά από την άλλη περιγράφει όσο χρειάζεται την πραγματικότητα... αυτό που σώζει την κατάσταση είναι ότι το ανθρώπινο μάτι (όπως και το αυτί) και του techno-Νεάντερταλ είναι ιδιαίτερα μη ευαίσθητο στα άκρα των περιοχών αυτών, δηλαδή για όσο χρόνο κρατάει το settling time... φυσικά υπάρχουν και οι εξαιρέσεις, όπως για παράδειγμα με τις crt που κάποιοι ξέρναγαν στα 60Hz και άλλοι απλά δεν ένιωθαν...

Το μόνο σίγουρο όμως είναι αυτό που πολύ σωστά έθεσες... ότι δηλαδή μας κοροϊδεύουν με αριθμούς, τους οποίους απλά μας τους πετάνε να τους συγκρίνουμε με άλλους αριθμούς και ανάλογα με την περίπτωση ο πιο μεγάλος ή ο πιο μικρός κερδίζει... δυστυχώς όμως και ειδικά στα προϊόντα τεχνολογίας ο μέσος καταναλωτής δεν είναι θέση να "μεταφράσει" τα χαρακτηριστικά μιας συσκευής και φυσικά θα την πατήσει... από την άλλη είναι και δύσκολο να υπάρξει ένα συγκεκριμένο πλαίσιο, το οποίο θα ελέγχει τα δεδομένα τα οποία θα δίνουν οι κατασκευαστές γιατί πάντα θα βρίσκουν τρόπο, με βάση τα πρότυπα, να περνάνε ψευδή στοιχεία... πχ το CE ας πούμε το έχουν βιάσει...

Edit: το ξέρω ότι είναι Post του 2006, αλλά είναι sticky και τώρα το είδα... τα techno-Νεάντερταλ μάτια που έλεγα...

[rinos]

Συνχαρητήρια για το αρθρο.

[pol77]

Συνχαρητήρια για το αρθρο.