Многие люди замечают, что у них устают глаза от экранов одних телевизоров, проекторов, мониторов и экранов ноутбуков и не устают от других. Причиной усталости глаз может быть пульсация света, излучаемого экранами. Производители мониторов и ноутбуков уже давно обратили внимание на эту проблему и выпускают модели без пульсации с пометкой "flicker free". С телевизорами всё гораздо хуже.
Все современные телевизоры с ЖК-экранами используют светодиодную подсветку. Когда яркость подсветки установлена на 100%, пульсация обычно отсутствует - светодиоды питаются от постоянного напряжения. Но стопроцентная подсветка хороша лишь в магазине - дома такая яркость оказывается избыточной и её приходится уменьшать.
Для регулировки яркости подсветки почти всегда используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ) - светодиоды включаются и выключаются с частотой от ста до нескольких тысяч раз в секунду. Соотношение времени, когда светодиоды горят (ширина импульса включения) и времени, когда они выключены (ширина паузы между импульсами) определяет среднюю яркость.
Когда частота импульсов небольшая (100 или 120 герц), пульсацию света можно заметить боковым зрением или при быстром переводе взгляда с одной точки на другую. Считается, что пульсация с частотой до 300 Гц вызывает усталость глаз и мозга и может приводить к головным болям и обострению нервных заболеваний. Кроме того есть мнение, что снижение яркости с помощью ШИМ вызывает раздражение сетчатки глаза из-за того, что зрачок расширяется, ориентируясь на средний уровень освещения, а сетчатка получает "удары" импульсами света максимальной яркости.
Вооружившись камерой Nikon 1 V1, снимающей видео со скоростью 1200 кадров в секунду, я отправился в магазины электроники и проверил, как работает подсветка матрицы у 42 моделей телевизоров шести производителей.
На витринах магазинов все телевизоры всегда работают со стопроцентной яркостью подсветки, поэтому перед измерениями я снижал яркость подсветки у каждого телевизора до 30-50%.
Начну с хорошего, - у всех протестированных телевизоров SONY какой-либо пульсации подсветки не обнаружено. Я проверил следующие модели:
Sony KDL-32RE303
Sony KDL-32RE403
Sony KDL-32WD752
Sony KDL-32WD756
Sony KDL-40WE633
Sony KDL-43WF665
Sony KDL-43WE755
Sony KDL-43WF804
Sony KDL-43XF8096
На видео, замедленном в 40 раз, экраны телевизоров LG 32LH570U (слева) и Sony KDL-32RE303 (справа) с подсветкой 30% выглядят так:
Пульсации не было также у китайских телевизоров Haier, но причина этого весьма банальна - у них просто нет регулировки яркости подсветки, которая всегда горит на полную мощность. Я протестировал две модели:
Haier LE32B8500T
Haier LE39B8550T
Телевизоры Panasonic теперь сложно встретить в магазинах, но две 32-дюймовые модели мне всё же удалось обнаружить и они оказались совершенно разными. У дешёвого Panasonic TX-32DR300 подсветка мигает с троекратной частотой сигнала (150/180 Гц), у более дорогого Panasonic TX-32ESR50 пульсация подсветки полностью отсутствует.
Пульсация подсветки телевизоров Samsung зависит от модели. У относительно дешёвых телевизоров, в том числе в младших моделях шестой серии, наблюдается стопроцентная пульсация на частоте 100/120 Гц (частота пульсации подсветки вдвое больше частоты входного сигнала). В центре замедленного в 40 раз видео Samsung UE43NU7140U:
Такая пульсация обнаружена у следующих моделей телевизоров:
Samsung UE32J4710
Samsung UE43J5202
Samsung UE43M5513
Samsung UE43NU7140
Samsung UE43NU7170
Samsung UE49M5500
Модели шестой серии Samsung 2017 года ведут себя совсем по-другому. У них отсутствует пульсация при снижении яркости подсветки до определённого уровня (предположительно, регулируется ток, идущий через светодиоды), а при дальнейшем снижении уровня подсветки включается ШИМ. У младших моделей (MU61**) пульсации нет при уровнях подсветки 13-20, а при уровнях 0-12 частота ШИМ составляет 100/120 Гц. У старших моделей (MU64**, MU65**) пульсации нет при уровнях подсветки 10-20, а при уровнях 0-9 частота ШИМ 200/240 Гц.
Samsung 49MU6650U, яркость подсветки 50% (10 из 20 по шкале настройки):
Тот же телевизор при яркости подсветки 25% (5 из 20 по шкале настройки):
Я протестировал следующие модели:
Samsung UE40MU6100
Samsung UE40MU6400
Samsung UE40MU6470
Samsung UE55MU6470
Samsung UE49MU6650
Эти телевизоры вполне можно считать flicker free, так как снижения уровня подсветки до 50-65% в большинстве случаев вполне достаточно, а при таком снижении пульсации нет.
У телевизора QLED Samsung QE49Q7 по экрану 100 или 120 раз в секунду пробегает тёмная полоса, ширина которой тем больше, чем меньше установлена яркость подсветки:
Гораздо лучше это видно, если замедлить видео не в 40, а в 120 раз:
Такая пульсация является гораздо более щадящей для глаз, чем полное выключение и включение подсветки.
Больше всего меня удивил телевизор восьмой серии Samsung UE55NU8000U. Смотрите сами (замедление в 120 раз):
С частотой 180 Гц подсветка меняется на красную. Судя по всему, для подсветки в этом телевизоре применяются RGB-светодиоды.
У всех, протестированных мной, ЖК-телевизоров LG нижнего и среднего ценового диапазона, при снижении яркости подсветка пульсирует с частотой 100/120 Гц. Вот, к примеру, LG 32LJ610V:
Такая работа подсветки зафиксирована у следующих моделей:
LG 32LJ500
LG 32LJ510
LG 32LH570
LG 32LJ600
LG 32LJ610
LG 32LK6190
LG 43UK6750
LG 49UJ634
Совсем по-другому работает подсветка у старших моделей LG. От центра экрана в стороны расходятся тёмные полосы. Вот, как это выглядит при 40-кратном замедлении у LG 49SJ810:
Весь цикл повторятся 100/120 раз в секунду. При 120-кратном замедлении можно увидеть, что подсветка разбита на шесть зон, погасающих парами.
Такая работа подсветки зафиксирована у следующих моделей:
LG 43UJ750
LG 49UJ740
LG 49SJ810
Недавно в России появились телевизоры китайского бренда Hisense. У дешёвых моделей подсветка мигает с троекратной частотой сигнала (150/180 Гц).
Среди протестированных мной так работают следующие модели:
Hisense H32A5600
Hisense H43A6100
Hisense H50A6100
На видео, замедленном в 48 раз, видно, как быстро мигает Hisense H50A6100, слева от него бегают полосы на дорогом LG, справа на Samsung QLED.
У более дорогих моделей Hisense частота ШИМ ещё выше. При 40-кратном замедлении пульсация Hisense H55N6800 выглядит, как быстрое мельтешение:
При 120-кратном замедлении видно, что так же, как в Samsung восьмой серии, используется изменение цвета подсветки. Частота скорее всего 500/600 Гц, но для точного анализа скорости съёмки 1200 fps уже не хватает.
Так работает подсветка у двух протестированных телевизоров:
Hisense H43A6500
Hisense H55N6800
Помимо множества ЖК-телевизоров, я протестировал OLED-телевизор LG 55EG9A7V. В отличие от ЖК-телевизоров, здесь подсветки нет - светятся сами пиксели матрицы. Видимой пульсации тоже нет. На скоростной съёмке (замедление в 40 раз) видно лишь пробегающую 100/120 раз в секунду узкую горизонтальную полосу, которая чуть бледнее остального изображения.
Все протестированные телевизоры:
Я не знаю, почему производители большинства телевизоров используют ШИМ, работающий с частотой 100/120 Гц. На первый взгляд, нет никаких проблем увеличить эту частоту в десять или даже в сто раз. Возможно через несколько лет так и будет и нам начнут рассказывать про "революционную технологию" Flicker Free.
Проверить наличие видимой пульсации экрана телевизора очень просто. Уменьшите уровень подсветки до минимального (именно уровень подсветки, не яркость!). Покрутите карандашом перед экраном (см. карандашный тест: ). Если стробоскопического эффекта нет и вы видите размытое изображение карандаша, видимой пульсации нет (или её нет совсем или частота ШИМ выше 300 Гц). Если вы видите стробоскопичекий эффект - карандаш "распадается" на много карандашей, увы пульсация в наличии.
Способ избавиться от пульсации экрана ЖК-телевизора без его переделки только один - отключить все эко-режимы, установить уровень подсветки на 100% и снизить яркость для достижения комфортной картинки. Чёрный цвет при этом скорее всего станет серым и картинка будет более блёклой, зато не будет пульсации и глаза будут уставать меньше.
© 2018, Алексей Надёжин
P.S. Эту статья я написал специально для 3DNews и впервые она была опубликована там: .
P.P.S. Уже после того, как статья была опубликована, я протестировал шесть телевизоров Philips:
Philips 32PHS4032/60
Philips 50PU6503/60
Philips 32PHT4032/60
Philips 43PFS5302/12
Philips 22PFS4022/60
Philips 22PFS4032/60
Все ведут себя одинаково. У них нет настройки интенсивности подсветки, но есть разные режимы (ярко, эко, кино, нормальный и т.д.). В режиме Ярко пульсации нет. Во всех остальных пульсация с полным гашением. Когда воспроизводится видео с HDMI частота 100/120 Гц. Когда телик воспроизводит ролики из своей памяти или просто показывает меню, частота 150 Гц.
© 2009 Технополис завтра
Перепечатка материалов приветствуется, при этом гиперссылка на статью или на главную страницу сайта "Технополис завтра" обязательна. Если же Ваши правила строже этих, пожалуйста, пользуйтесь при перепечатке Вашими же правилами.
