100Hz e algoritmi di motion compensation

[mariorenz]

Visto che in un'altra discussione (QUI) è risorto questo discorso sui sistemi di motion compensation, mi permetto di quotare per intero alcune frasi che possono servire da spunto per continuare la discussione qui, nel 3d apposito. E' un quote più che fuorilegge , lo so, ma lo faccio solo per non restare OT di là e continuare in topic qui.. cmq ditemi se possiamo fare in altro modo, al max edito, grazie.

Gli Hz sono un'unità di misura di una frequenza, ovvero in questo caso della frequenza di rinfresco di un immagine su un display. Gli Hz non c'entrano nulla con i frame per secondo nè con la risoluzione in movimento, tant'è che puoi avere i 100hz di rifresco mentre stati guardando una foto dalla SD, che è UNA sola immagine, sicuramente statica.

L'occhio umano viene "illuso" che ci sia movimento da una frequenza di 24 fotogrammi al secondo, su pellicola, con segnali TV, essendo interlacciati e quindi ogni frame è composto prima da linee pari, poi da quelle dispari, si è reso necessario il raddoppio di questa frequenza per le trasmissioni televisive, e sono nati il PAL a 50hz (in formato wide 720x576i) l'NTSC 60hz (720x480i).

A un certo punto della storia, quando le prime elettroniche entrano nelle TV CRT analogiche, si pensa di migliorare la STABILITA' dell'immagine, inserendo dei circuiti che portino il rinfresco a 100hz, mediante semplicemente la proiezione dello stesso frame ripetutto due volte.
Poi sono nati LCD, plasma, e si è passati prima per la scansione progressiva, ovvero tramite vari processing del segnale si sono deinterlacciati i segnali PAL e NTSC per avere ogni frame "completo" (per interpolazione di due frames adiacenti) al posto dei semiquadri, e migliorare la "pienezza" e la solidità dell'immagine (indipendentemente dalla frequenza di rinfresco).
Poi si è pensato di sfruttare la tecnologia ESISTENTE a 100hz per migliorare la fluidità, con l'aumento della potenza di calcolo, si uò passare dai 50hz ai 100hz non solo raddoppianto l'immagine, ma inserendo un frame creato artificialmente ogni frame esistente.

Questo comporta, specie nella tecnologia LCD che ha un ritardo di risposta nel cambiamento di stato dei pixel (in ms ma comunque percettibile sui pan veloci), un miglioramento della visione con immagine rapide, perchè le immagini intermedie permettono un cambiamento di stato dei pixel intermedio tra i due frames "veri".
Ovvero se un pixel è nero nel primo frame e il secondo è verde, nel frame "artificiale" viene creato un pixel verde scuro.
Va da se che il pannello al posto di fare nero-nero-verde, fa nero-verdescuro-verde e quindi il problema di passaggio di stato viene mitigato, migliorando la definizione in movimento, semplicemente riducendo il blur generato dalla tecnologia LCD, dato che il segnale, prevede tutte le linee in movimento sempre.

Questo non c'entra nulla con i 600hz subpixel drive del plasma, dato che è una tecnologia che si riferisce alla capacità dei driver di controllare la singola cella con quella velocità, ovvero una capacità di richiedere un passaggio di stato di 0,0016sec. o meglio, 1,6msec. Passaggio di stato che poi la cella al plasma esegue in 0,001msec.
I pannelli LCD che vantano 5msec di velocità per il passaggio di stato del singolo pixel, vengono sfruttati solo con tecnologia di comando a 200hz (1sec/200hz=0,005sec), per cui negli altri casi non è il pannello il solo limite, ma la capacità di comandarlo alla giusta velocità.

Ma questo, RIPETO per l'ennesima volta, non c'entra assolutamente nulla con il perchè esistono i 100hz, che permottono solo una migliore stabilità d'immagine.
Tant'è che nel campo plasma, dove il marketing è meno spinto che nel mercato LCD, Panasonic dichiara correttamente per i suoi modelli delle nuove serie G10, 100hz e 600hz subpixel-drive. Ovvero distintamente, la velocità con cui l'elettronica può controllare i singoli subpixel (per ari processing successivicome l'IFC che è l'algoritmo che crea i frames intermedi) e la velocità di rinfresco dell'immagine.
Tant'è che sempre Panasonic, permette di attivare i 100hz e non l'IFC, ma non viceversa, ovvero:
- puoi avere i 100hz senza interpolazione e creazione dei frames "finti", oppure
- puoi avere i frames finti, ma solo se lasci "spazio" all'algoritmo portando il segnale da 50hz a 100hz

Per riferimento, una letturina di questa pagina, vi chiarisce che stiamo parlando di quattro cose ben distinte: i 100hz, la velocità di comando dell'elettronica, quella del pannello e l'interpolazione dei frames (IFC, Motionflow o come la chiama ogni casa):

I 100hz raddoppiano i frame senza aggiungere niente, a meno di processing particolari come IFC Panasonic, che oltre ai 100hz abilita anche la creazione di frame interpolati tra i due. Al posto di raddoppiare ogni frame da 50hz, ne crea uno intermedio.

I 100hz fanno 100 immagini al secondo di refresh, fine.
L'interpolazione è un'altra cosa. O credi che i Trinitron dei primi anni '90 a 100hz avessero sofisticati algoritmi di interpolazione?!?!?

Si sta parlando di televisioni. Le prime CRT in europa con scansione progressiva sono state JVC e Panasonic nel 2003/2004...

E quello che succede con TUUTI gli attuali sistemi di interpolazione, di tiipo IFC o simili. Creano qualcosa che ne segnale nativo a 50hz non esiste, per interpolazione. Con una scansione a 100hz creano 1 frame in più, con una scansione a 200hz ne creano 3 in più.

I 100hz sono l'effettivo raddoppio della scansione al secondo. Che poi i markettari LCD si riferiscano ai 100hz o 200hz per identificare tecnologie di interpolazione, è un errore di forma, nemmeno irrilevante!!

Tu confondi il fatto che con i 100hz attivi automaticamente l'interpolazione CHE NON E' ASSOLUTAMENTE VERO.
Tant'è che quasi tutte le TV hanno controlli separati per 100hz e gestione dei processi di interpolazione.
Ripeto, tu puoi attivare o disattivare i 100hz, ma per attivare l'IFC o qualsiasi altro algoritmo di interpolazione DEVI ASSOLUTAMENTE avere attivi i 100hz, in modo che l'algoritmo possa inserire un frame ogni due (segnale nativo 50hz) o 2 ogni 3 (60hz)

Viene da se che i 100hz aumentano i quadri al secondo in ogni caso, che poi questi contengano doppioni degli originali o frames interpolati dipende se è attivo o meno il processing di interpolazione

Io, così, ora mi ci ritrovo abbastanza nella distinzione tra la Modalità Film, che dovrebbe regolare i 200 Hz o meno e quindi il motion blur/stabilità immagine e il Motion Flow, che regola la pesantezza d'interpolazione e quindi l'effetto telenovela.
Resta non proprio spiegato, ma questo è accettabile nei limiti dei segreti del brevetto, come sony sia riuscita a risolvere tutte le linee, da 200Hz+Interpolazione leggera (Auto1+Standard) visto che l'interpolazione è quella che incide sul motion resolution e che altre case, con interpolazione leggera, risolvono molte meno linee. Tutto questo, mi spiegherebbe alcune cose ma anche questo approccio non mi spiega tutto.

[Onslaught]

Ma di che televisione stiamo parlando?
Perché se parliamo di plasma, come mi pare sia, è così, sugli lcd no, non è così, dato che i 100Hz sui plasma non assolvono allo stesso compito.

[mariorenz]

A parte qualche passaggio sui plasma, la discussione era sugli lcd in generale (100Hz e motion compensation), cmq ho messo il link alla discussione in questione.

[lorenzo82]

...
Perché se parliamo di plasma, come mi pare sia, è così, sugli lcd no, non è così, dato che i 100Hz sui plasma non assolvono allo stesso compito.

E meno male che chi ne sa di più ci viene in aiuto...se ognuno butta li la SUA versione anche su cose dove non è richiesta interpretazione è finita...
Lorenzo.

[ayrtonoc]

Ma di che televisione stiamo parlando?
Perché se parliamo di plasma, come mi pare sia, è così, sugli lcd no, non è così, dato che i 100Hz sui plasma non assolvono allo stesso compito.

Sono i 100hz sugli LCD che non assumono nessun compito diverso a quello che assolvono su altri tipi di display.I processi di dejudder e anti-motion blur ed interpolazione sono DIVERSI ed indipendenti dai 100hz. Si possono avere 100hz senza alcun post processing del segnale.
Come viene tra l'altro confermato, non solo per mia paturnia mentale qui:

"Some displays that run at 100Hz or more add additional technology to address blurring issues"

oppure

"It should be noticed that, while common, not all 120 Hz HDTVs include a motion interpolation feature. Also, anti judder technology is not the same as motion blur reducing technology, but is frequently lumped together with it."

Se vogliamo semplificare dicendo che i 100hz (o 200hz o 400hz tra un po') che il marketing indica come migliorativi del motion blur (mentre invece dovrebbe riferirsi solo al Motionflow, IFC et similia) siano la stessa cosa dei "classici" 100hz o double scan, diciamolo, ma non è la verità.

Il double scan raddoppia solo i frames (o semiframes se il segnale è interlacciato).
I processi di interpolazione sfruttano il double scan per inserire frames creati con algoritmi appositi tra i frames "reali" del segnale.

Quindi può esistere 100hz SENZA post processing, ma NON post processing di interpolazione o anti motion blur SENZA double scan o superiori.

[Onslaught]

Sì, appunto, non sono la stessa cosa: sugli lcd non c'è alcun bisogno di stabilizzare l'immagine, è già perfettamente stabile di suo, dato che i pixel rimangono sempre accesi, anche durante il cambio tra un frame e l'altro (e le lampade od i led lavorano a frequenze elevatissime), motivo per cui si genera anche più blur rispetto ai plasma (non è solo una questione di tempi di risposta.
I 100 o 200Hz, sugli lcd, non nascono per stabilizzare e non indicano il refresh rate (utilizzano impropriamente quelle diciture perché si rifanno ai 100Hz dei crt, per motivi di marketing: se dovessero spiegare cos'è l'interpolazione dei frame, dubito riuscirebbero a farlo capire al cliente medio), nascono per ridurre il motion blur e indicano algoritmi di motion compensation.
Sui plasma, invece, indicano proprio quello che indicavano sui crt, la frequenza di funzionamento, dato che il fine ricercato è il medesimo, ridurre il flickering (che sui plasma è presente, anche se in misura minore rispetto ai crt), tanto è vero che, infatti, nei plasma l'interpolazione dei frame, ove presente, si attiva sempre tramite una voce diversa rispetto alla gestione dei 100Hz, negli lcd, invece, attivare i vari algoritmi comporta, praticamente sempre, un intervento sul frame rate.

[mariorenz]

Nascono x ridurre il motion blur ma anche x aumentare il motion resolution, no? Quindi la mia domanda è: può esserci miglioramento solo di quest'ultimo senza interpolare i frames? Mi verrebbe da dire di no però non mi spiego come mai samsung, ad esempio, ha comandi separati x il deblur e x il dejudder (l'interpolazione pilota entrambi contemporaneamente oppure c'è qualcos'altro?) ma forse siamo purtroppo già in territorio segreto del brevetto..

[Onslaught]

E' la stessa cosa: il blur è la perdita di dettaglio in movimento, se diminuisci il blur recuperi dettaglio.
Gli unici metodi utilizzabili, su lcd, per aumentare dettaglio senza toccare il frame rate sono scanning backlight e black frame insertion (il primo è, di fatto, una versione più raffinata del secondo).
PS: il samsung ha quei comandi separati, ma di fatto è un settaggio furbetto, semplicemente regoli l'incidenza dell'interpolazione dei frame.

[mariorenz]

Ok, quindi per recuperare dettaglio (e, contestualmente, aumentare le linee risolte) bisogna diminuire il blur e/o il judder e questo si può fare in quei tre modi che sappiamo. Mi avevano sviato quei comandi separati di casa Samsung.

[Onslaught]

Sì, in pratica puoi esprimere lo stesso concetto in due modi: aumentare il dettaglio riducendo il blur, oppure ridurre il blur per aumentare il dettaglio.
Se riduci uno, l'altro aumenta di conseguenza.
I settaggi del samsung sono effettivamente spiazzanti, dato che, leggendo le voci, sembra che si possa diminuire il blur ed aumentare la fluidità in modo separato, in realtà è solo un controllo su un unico algoritmo di interpolazione dei frame.

[mariorenz]

Quindi il quotone che ho fatto è sballato, almeno per gli lcd, nel senso che, sempre per gli lcd, non c'è modo di diminuire il blur attraverso un aumento della frequenza di refresh (50 piuttosto che 100 o 200Hz). No, perchè questo mi avrebbe dato qualche risposta in più (ma non tutte) sulla vera natura/funzione separata di Modalità Film e Motion Flow nel Sony. Per gli lcd la frequenza di refresh non è altro che l'interpolazione..

[Onslaught]

Nel quote che hai riportato, io leggo più che altro una spiegazione sull'utilizzo, abbastanza improprio, della dicitura "100/200Hz" per gli lcd.
Il blur, chiaramente, non si riduce né aumenta con il refresh rate, bisogna diminuire, in sostanza, la permanenza dei singoli frame a schermo.
PS: le modalità film, in genere, servono per regolare il deinterlacing.

[mariorenz]

Ok, chiaro.

[ayrtonoc]

I 100 o 200Hz, sugli lcd, non nascono per stabilizzare e non indicano il refresh rate (utilizzano impropriamente quelle diciture perché si rifanno ai 100Hz dei crt, per motivi di marketing: se dovessero spiegare cos'è l'interpolazione dei frame, dubito riuscirebbero a farlo capire al cliente medio), nascono per ridurre il motion blur e indicano algoritmi di motion compensation..

Esattamente. E' marketing.
Mentre i 100hz o double scan come si chiamava agli albori, sui plasma assolve effettivamente la funzione di scansione verticale, e i 600hz sub pixel drive invece fa il verso ai vari 200hz motionflow ecc ecc.
Praticamente dopo i pixel della risoluzione, le varie case hanno preso il righello degli hz per attirare l'utente medio.

C'è da dire che sul Panasonic L32G10 (LCD), le voci 100hz e IFC (interpolazione) sono separate. Quindi credo che nel primo caso si attivi solo un black frame insertion o qualcosa di simile, mentre nel secondo (che non si attiva se non sono selezionati i 100hz), si abiliti anche l'interpolazione.

[ayrtonoc]

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Facevi casino con questi concetti anche mesi fa....
Questo è una risposta di Onslaught a una tua domanda sul Sub Field Drive...
Riguardo a quell'argomento, la spiegazione precisa è riportata sul sito Panasonic Canada: Sub-field drive is the method used to flash the individual image elements (dots) on a plasma panel. For each frame displayed on the TV the Sub-field drive flashes the dots 8 times or more, meaning that the dots are flashing 480 times per second (480Hz) or more. (Example: 60 frames per second x 8 sub-fields = 480 flashes per second).