Ce se ascunde în spatele tehnologiilor din televizor

Alegerea unui televizor ar trebui să fie o sarcină ușoară deoarece știm câți bani avem, ce diagonală dorim și dacă vrem un model Full HD sau unul Ultra HD. Din păcate, producătorii de televizoare folosesc adesea un jargon indescifrabil în care sunt amestecate denumiri de tehnologii universale sau proprii, iar cumpărătorul este derutat de această avalanșă de termeni necunoscuți. Acest articol încearcă să facă puțină ordine și să explice ce se ascunde în spatele tehnologiilor și denumirilor comerciale.

Dacă am face un top al lipsei de respect pentru client, producătorii de televizoare ar concura cu succes pentru un loc pe podium, dacă nu chiar pentru primul lor.

Pe de o parte, bombardează utilizatorul cu tehnologii cu denumiri sforăitoare care trebuie să impresioneze, deși uneori constatăm că de fapt acestea sunt nume inventate pentru lucruri pe care le oferă și alții.

Pe de altă parte, au tendință să ascundă detalii importante, informația dacă avem de-a face cu un panou TN, VA sau IPS fiind ascunsă bine într-un PDF pe site-ul oficial, sau uneori nici măcar acolo.

De aceea, sarcina alegerii unui televizor devine dificilă imediat ce trecem de etapa alegerii diagonalei, rezoluției și prețului. Ce este HDR? Dar LED. Dar ecranul de 120 Hz? Acest articol va încerca să explice modul de funcționare și utilitatea noilor tehnologii din televizoarele moderne, dar să exemplifice pe cât posibil și termenii specifici fiecărui producător în parte.

HDR (High Dynamic Range) Video

Deși nu ne dăm seama, ochiul uman este o mașinărie excelentă pentru captura imaginilor. Din păcate, tehnologia nu a reușit să se ridice încă la nivelul de performanță al ochiului uman, iar una dintre tehnologiile care încearcă să umple acest gol este HDR.

Dacă ați încercat vreodată să faceți o poză într-o zi însorită de vară, probabil că ați observat că este greu să prindeți în cadru atât zonele foarte luminoase cât și cele foarte întunecate fără a transforma cerul într-o pătura albă sau zonele umbrite într-o pată de întuneric. Acesta este efectul unei dinamici limitate: contrastul redus care limitează diferența dintre cea mai luminoasă și cea mai întunecată parte a unei imagini care trebuie capturată sau afișată.

Pentru a compensa această problemă, aparate foto folosesc așa numitul HDR, o metodă de mărire a contrastului fără a pierde din acuratețea culorilor prin combinarea a două imagini cu expuneri diferite și îmbinarea lor inteligentă pentru a păstra informațiile dorite din ambele.

La celălalt capăt, adică la redare, televizoarele suferă de aceeași problemă deoarece culorile secvențelor video au fost codate până nu demult doar pe 8 biți de culoare, ceea ce le-a limitat dinamica și acuratețea coloristică.

Exprimată în valoarea foto numită stop, televizoarele standard care pot procesa și reda doar semnal video pe 8 biți au o dinamică de 6 stop-uri, în timp ce ochiul uman poate procesa o dinamică net superioară de 14 stopuri.  Televizoarele moderne care oferă compatibilitate HDR pot procesa și afișa semnal pe 10 biți de culoare au o dinamică de circa 17 stopuri, depășind astfel limite ochiului uman și oferind o imagine de calitate superioară.

Pentru a putea funcționa la parametrii doriți, un televizor cu HDR trebuie să primească semnal înregistrat cu dinamica mărită și pregătit pentru vizualizare într-un format HDR Video acceptat. În acest moment, opțiunile sunt destul de reduse atunci când vine vorba de masterizare Blu-ray, streaming video sau transmisii TV, HDR Video fiind încă în pruncie. În caz contrar, veți beneficia de o imagine ceva mai bună deoarece televizoarele cu HDR Video necesită ecrane de calitate superioară, însă nu veți beneficia în mod real de noul tip de semnal.

Atenție: pe piață există televizoare ieftine care specifică HDR Video, însă atenție la terminologie. Modele ieftine pot doar procesa semnalul HDR Video primit, însă nu au și un ecran capabil să-l afișeze.

HLG (Hybrid Log-Gamma): Acesta a fost primul tip de codare HDR Video folosită, aceasta fiind gratuit de implementat și fiind totodată compatibilă cu televizoarele cu dinamică standard. Este o alegere bună pentru serviciile de streaming online, fiind folosită de pildă de YouTube.

HDR10: Parte a setului de specificații UHD, HDR10 folosește codare și decodare video pe 10 biți și este un standard deschis pe care oricine îl poate implementa. Televizoarele moderne care oferă Video HDR pot decoda acest tip de semnal, însă atenție la redare deoarece nu toate au și ecrane pentru așa ceva.

Dolby Vision: Dezvoltat de către faimoasa companie media, Dolby Vision folosește un semnal care poate fi codat pe 12 biți, oferind astfel o acuratețe coloristică, o strălucire și o dinamică și mai mare. Un produs comercial, acesta necesită plata unei licențe pentru fiecare televizor, player Blu-ray sau alt echipament media, însă este suficient de ieftin pentru a putea fi adoptat și el. Din păcate însă, ecranele LCD sau OLED capabile să afișeze 12 biți de culoare nu prea există în acest moment.

Object-based HDR: aceasta nu este un standard de stocare și afișare, așa cum sunt cele de mai sus, ci o metodă de procesare. Folosită pentru semnalul HDR Video dar și pentru semnalul standard, această metodă permite ajustarea dinamică a contrastului și culorilor în funcție de conținut, funcționând într-un mod similar în care funcționează și procesarea HDR din domeniul foto

LCD TV

După ieșirea de pe piață a televizoarelor cu tub catodic și a plasmelor, televizoarele LCD au rămas practic singura opțiune posibilă până la apariția OLED. Având o cotă zdrobitoare de piață, televizoarele LCD sunt disponibile într-o varietate enormă de dimensiuni și tehnologii, însă nu toate ecranele LCD sunt egale.

Din punct de vedere funcțional, un ecran LCD este simplu și probabil deja bine cunoscut: acesta are la bază o sursă de iluminare (LED sau CFL), un filtru de polarizare, o matrice LCD cu trei elemente (subpixeli) pentru fiecare pixel de ecran care își schimbă opacitatea în funcție de curentul aplicat, un ansamblu de filtre de culoare roșu, verde și albastru pentru fiecare element activ dintr-un pixel și un nou strat de polarizare.

Pe piață există însă mai multe soluții, însă trebuie să fiți atenți la ce cumpărați deoarece producătorii arareori se catadicsesc să specifice.

TN (Twisted Nematic): cel mai vechi tip de ecran LCD, acesta este și cel mai prost. Avantajele lui sunt timpul mic de răspuns și consumul scăzut, însă culorile sunt slabe deoarece ecranul este adesea doar pe 6 biți iar unghiurile de vizualizare sunt execrabile. Modelele TN au evoluat totuși, unele oferind 8 biți de culoare și unghiuri mai bune, însă aceste modele sunt de evitat.

VA (Vertical Alignment): cea mai populară opțiune în acest moment, ecranul VA oferă culori bune, contrast ridicat, un negru profund și are un timp de răspuns foarte bun. Singura problemă a acestuia este cea a unghiurilor de vizualizare, acestea fiind doar acceptabile.

IPS (In-Plane Switching): o opțiune preferată de către LG, ecranul IPS oferă cele mai bune culori și cele mai bune unghiuri de vizualizare, fiind recomandat pentru cei care sunt pretențioși la acest capitol. Tehnologia suferă din cauza nivelului de negru ceva mai slab și a latențelor ceva mai mari.

OLED TV

Despre tehnologia OLED ne-am ocupat deja, așa că nu vom insista. Pe scurt, un ecran OLED este un ecran mai simplu decât LCD care folosește proprietățile speciale ale unor materiale organice. Compus din două straturi exterioare, un anod și un catod între care circulă curentul, și două straturi centrale din material organic, unul conductiv și unul emisiv.

De-a lungul timpului, s-a experimentat cu materiale organice moleculare sau polimerice cu proprietăți electroluminiscente sau electrofosforescente, toate având avantaje sau dezavantajele lor și fiind folosite în funcție de nevoi. Toate aceste materiale organice funcționează în principiu la fel.

Ecranul OLED este cea mai bună opțiune în acest moment, însă este totodată și cea mai scumpă.

Quantum Dot

O tehnologie care se bucură de o popularitate crescută în acest moment, Quantum Dot se bazează pe proprietatea unor materiale semiconductoare speciale de a emite lumină atunci când sunt bombardate cu energie electrică sau luminoasă. Pentru a putea funcționa, aceste materiale trebuie să aibă dimensiuni extrem de reduse, de ordinul nanometrilor, fenomenul de emisie a luminii putând avea loc doar în aceste condiții. Ajustând dimensiunea acestor nano-particule între 5 si 50 nanometri, se pot obține culori diferite pentru lumina emisă.

În acest moment, există două metode de a folosi Quantum Dot. Prima, cea emițătoare,este încă în faza dezvoltării experimentale. Avantajele acestei tehnologii sunt luminozitatea mai bună decât cea a OLED și durata mai mare de viață. Din păcate, va trebui să mai așteptăm până la apariția unor televizoare Quantum Dot bazate pe această metodă de utilizare a proprietăților nano-particulelor.

Cea de-a două metodă de utilizare, cea transmițătoare,  este cea folosită deja de câțiva ani și se bazează pe proprietatea de a emite lumină atunci când materialul Quantum Dot este bombardat tot cu lumină. Trucul tehnologic este interesant deoarece o nano-particulă poate fi bombardată cu lumină de orice culoare, însă va emite la rândul ei lumină doar în gama pentru care i-a fost ajustată dimensiunea. Implementată pe ecranele LCD standard, tehnologia Quantum Dot înlocuiește banalele filtre de culoare transparente cu filtre fabricate din materialele speciale nano-metrice, iar avantajele sunt acuratețea coloristică superioară, luminozitatea mai mare și eliminarea deficiențelor de interferență și scăpare a luminii din tehnologia LCD standard.

SUHD: este doar denumirea folosită de Samsung pentru ecranele Quantum Dot transmițătoare, aceasta fiind disponibilă pe televizoarele din gamele medii.

Triluminos: este doar denumirea folosită de către Sony pentru ecranele Quantum Dot transmițătoare, aceasta fiind oferită pe modelele lor de ceva vreme.

QLED: este denumirea folosită de către Samsung pentru noile lor televizoare din gama superioară care folosesc tot proprietatea transmițătoare a luminii, însă au la bază un sub-strat Quantum Dot făcut din materiale noi inovatoare care permite obținerea unor culori mai bune și a unei străluciri superioare.

LED TV

Probabil cea mai înșelătoare denumire din istoria denumirilor înșelătoare, LED TV a făcut mulți cumpărători să creadă că sunt în fața unui produs nou superior unui televizor LCD. Un LED TV nu este însă altceva decât un televizor LCD care a renunțat la lămpile CFL folosite pentru iluminarea ecranului în favoarea LED-urilor. Acest pas a adus o uniformitate mai bună a iluminării, o degajare mai mică de căldură, o durată mai mare de viață și un consum mai mic de energie, însă panoul LCD este același ca și înainte. Din fericire, cam toate televizoarele LCD făcute în ultimii ani folosesc iluminare cu LED, așa că denumirea deja nu mai are sens și sperăm că va dispărea treptat.

Direct-lit LCD: o metodă simplă de iluminare, aceasta folosește un număr redus de LED-uri amplasate direct în spatele ecranului LCD. Acest design are o strălucire bună, însă este problematic deoarece generează halouri în jurul zonelor cu nuanțe deschise și nu prea reproduce bine nuanțele de negru. Deoarece numărul de LED-uri folosite este mic, acest design nu oferă decât arareori local dimming.

Edge-lit LCD: cea mai populară metodă de iluminare a unui ecran LED, aceasta folosește un șir de LED-uri ascunse sub marginea de jos, sub marginea de jos și cea de sus, sau sub marginile din stânga și dreapta. De aici, lumina este distribuită către toată suprafața ecranului prin diverse metode. Acest design este ieftin și poate reduce problema halourilor luminoase, însă tot are probleme de uniformitate, în special la colțuri.

Full-array Direct-Lit LCD: ruda mai puternică și mai scumpă a primului tip de design, acest sistem de iluminare folosește sute sau chiar mii de LED-uri mici pentru a ilumina ecranul. Astfel de poate obține o luminozitate mare, o uniformitate bună și posibilitatea de local dimming, însă prețul implementării este foarte piperat.

Local dimming: deoarece LCD-urile nu stau prea grozav atunci când vine vorba de reproducerea nuanțelor de negru, producătorii au implementat tehnologii care ajustează dinamic puterea iluminării LED pe porțiuni. Astfel, o zonă de ecran care afișează ceva întunecat va primi mai puțină lumină, iar contrastul aparent al televizorului va deveni mai bun. Eficiența Local Dimming depinde însă de numărul de LED-uri, doar sistemele Edge-lit și în special Full-array Direct-Lit beneficiind de ele.

120 Hz TV

Un alt termen des abuzat este cel al televizoarelor cu rate de împrospătare mai mari de 60Hz. Crudul adevăr este însă că există doar câteva televizoare care au panouri LCD capabile să ofere o rată de împrospătare reală de 120 Hz, acestea făcând în general parte din gama superioară, iar toate cifrele mai mari precum 240 Hz sau 480 Hz ascund doar tehnici de procesare digitală menite să păcălească ochiul prin metode mai mult sau mai puțin eficiente.
Până acum câțiva ani, toate ecranele LCD au oferit o rată de împrospătare de 60 Hz, iar cele mai multe încă folosesc panouri limitate la aceasta cifră.

Alegerea acestei valori este una ancorată în trecut, pe vremea televizoarelor cu tub catodic care afișau conținutul video analogic NTSC sau PAL. Deoarece interferențele cu rețele electrice afectau tuburile catodice și camerele de filmat folosite în televiziune, s-a adoptat o tehnologie capabilă să meargă sincron cu frecvențele de 60 Hz ale curentului electric livrat în SUA, în cazul NTSC, sau de 50 Hz livrat în Europa, în cazul PAL și SECAM.

Având rate de împrospătare de 60 Hz sau 50 Hz, ecranele puteau afișa conținut care era oferit fie la 30 sau 25 de cadre progresive pe secundă, fie la 60 sau 50 de cadre interpolate pe secundă. Cifra a fost importantă deoarece a permis redarea conținutului cinematografic, filmat la 24 de cadre pe secunde, prin simpla accelerare cu 4% în cadrul PAL și SECAM sau prin procesarea numită 3:2 pulldown în cazul NTSC.

Atunci când au apărut, ecranele LCD au preluat acest fundament deja existent și au oferit rate de împrospătare de 60 Hz, o cifră care acoperea ambele moșteniri NTSC și PAL. Folosind componente de bună calitate, producătorii au pus la punct ecrane care oferă rate de împrospătare reale de 120 Hz. Deoarece conținutul pe care-l privim, fie că este vorba de Blu-ray sau HDTV, are doar 24 de cadre pe secundă, care este avantajul unui ecran cu o rată de împrospătare atât de mare?

Răspunsul este dat de latența inerentă a ecranelor LCD. Tranziția de la stins la aprins și invers a pixelilor nu este una instantanee, iar acest timp suplimentar necesar pentru aprinderea completă și stingerea completă a unui pixel de pe ecran creează motion blur. Acest fenomen poate fi remarcat în timpul mișcărilor foarte rapide de cadre, atunci când imaginea pare că devine încețoșată, iar fenomenul este provocat de faptul că televizorul încearcă să afișeze un cadru nou primit în timp ce panoul LCD nu a reușit să șteargă complet de pe ecran cadrul vechi. De aceea, chiar și afișarea unui conținut video cu 24 de cadre pe secundă poate pune în dificultate un televizor cu un timp de împrospătare de 60 Hz, în timp ce mișcarea afișată tot la doar 24 de cadre pe secundă de la cinematograf nu are probleme.

Un televizor care oferă un ecran LCD cu o rată de împrospătare de 120 Hz este un televizor capabil fizic să împrospăteze de două ori mai repede imaginile afișate pe ecran deoarece latențele lui sunt de două ori mai mici și-i permit acest lucru. Cu cât numărul de imagini pe secundă este mai mare, cu atât senzația de mișcare fluidă este mai bună, însă acum trebuie folosite și tehnici suplimentare care generează cadre interpolate, care nu există pe Blu-ray sau în semnalul HDTV, ci care sunt generate de procesorul televizorului. O altă tehnică folosită este cea de aprindere și stingere rapidă a iluminării LED de 120 de ori pe secundă, creierul uman percepând alternarea de la întuneric la lumină ca un cadru nou chiar dacă, de multe ori, i se livrează de două ori aceeași informație.

Toate aceste tehnologii de interpolare și alternare a iluminării sunt denumite Clear Motion Rate, MotionFlow, TruMotion sau cine știe cum altfel de către producător, dar toate urmăresc același scop. Din păcate, acestea folosesc cifre de genul 240 Hz, 480 Hz sau 960 Hz, însă de fapt tot ce contează este prezența unui ecran LCD cu adevărat capabil să ofere o rată de împrospătare de 120 Hz.

Clear Motion Rate: tehnologia Samsung de procesare a imaginii, interpolare a cadrelor, creștere a numărului de cadre pe secundă și controlul motion blur.

TruMotion: o tehnologie similară celei de mai sus prezentă pe televizoarele LG.

MotionFlow: la fel, doar că de la Sony.

Dolby și DTS

Sunetul multi-canal, adică 5.1, 7.1 sau mai complex, este un mare consumator de lățime de bandă și spațiu. De aceea au apărut tehnologii de stocare și transmitere digitale comprimate care reduc cerințele, iar Dolby și DTS sunt furnizorii principali de tehnologie.

Pentru redarea materialelor digitale comprimate în aceste formate este nevoie de un televizor compatibil, însă prețurile de licențiere îi fac pe producători se nu implementeze toate standardele digitale audio de care un utilizator ar avea nevoie.

Dacă intenționați să cumpărați un soundbar sau un sistem Home Theater, verificați că televizorul are un conector digital pentru ieșire compatibil (optic sau coaxial) și că este în stare să facă pass-through, adică să transmită sunetul fără a interveni.

Dolby Pro Logic: cunoscut și ca Dolby Surround, este un standard mai vechi care permite comprimarea și livrarea a patru canale audio pe un cablu stereo.

Dolby Digital: cunoscut și ca AC3, este standardul uzual pentru compresia sunetului digital și este folosit pentru transmisii HDTV, DVD, Blu-ray și altele. Poate oferi de la două canale până șase canale, și are extensii precum Dolby Digital EX care cresc numărul de canale la opt.

DTS-ES: rivalul principal pentru Dolby Digital, acesta este similar extensiei Dolby Digital EX și oferă opțiune pentru și pentru 6.1.

Dolby Digital Plus: o versiune îmbunătățită a standardului anterior, este folosit pentru Blu-ray și oferă un sunet mai bun disponibil pe până la 14 canale. Nu poate fi redat pe modelele simple Dolby Digital.

Dolby True HD: cea mai recentă versiune a standardului Dolby Digital Plus, aceasta folosește un tehnici de compresie noi și este folosit ocazional pentru Blu-ray.

DTS-HD: similar Dolby True HD, este folosit opțional pentru Blu-ray și oferă un număr de 8 canale și o compresie de înaltă calitate.

Dolby Atmos: un standard pretențios pentru poziționarea sunetului care folosește multe difuzoare, acesta are o utilizare limitată în acest moment.

Concluzii

Chiar dacă producătorii încearcă din răsputeri să inventeze un jargon cât mai complex pentru a atrage cumpărătorii, trebuie să treceți peste expresiile de marketing și să alegeți în cunoștință de cauză. Sperăm că articolul nostru v-a lămurit măcar o parte din neclarități, iar dacă sunteți în căutarea unui televizor modern nou, puteți citi și articolele noastre despre Smart TV, televizoarele UHD și televizoarele OLED.