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Scopriamo le tecnologie dei monitor EIZO

Gli schermi LCD hanno moltissimi vantaggi rispetto ai vecchi CRT, ma anche qualche aspetto negativo. Vediamo come EIZOha risolto il problema del motion blur e migliorato la resa delle immagini dalla gamma dinamica molto ampia.

Scopriamo le tecnologie dei monitor EIZO

 

Le tecnologie che migliorano l'immagine sui monitor EIZO

I monitor LCD hanno tantissimi vantaggi rispetto ai vecchi schermi a tubo catodico e il passaggio alla tecnologia LED ne ha portati di nuovi, che vanno oltre il semplice incremento della luminosità.

Purtroppo, però, alcuni dei vecchi problemi non sono mai spariti del tutto e nonostante il costante miglioramento, restano come un fastidioso "rumore di fondo".

Uno di quelli più noiosi è sicuramente il "motion blur" ovvero la perdita di nitidezza sofferta dalle immagini in movimento.

Monitor fronte retro
Il monitor EIZO FS2735 sfrutta le tecnologie Turbo 240 e Smart Insight per mostrare immagini senza motion blur e dettagliatissime anche sui toni più scuri.

Al contrario di quanto si crede comunemente, la causa di questo fastidioso difetto non risiede solo nei tempi di risposta dei monitor, ma è una combinazione tra tempi di risposta, frequenza di aggiornamento e tipo di visualizzazione.

A conferma di ciò, basti pensare al fatto che nonostante i tempi di risposta ormai siano ridotti a valori inferiori ai 5 millisecondi, il motion blur è ancora ben visibile in molte applicazioni.

L'analisi, allora, va approfondita e grazie a un documento tecnico di EIZOpossiamo capire cosa ne è alla base e vedere come l'azienda ha risolto il problema.

eizoFS2735 connessioni
La grande dotazione di porte del monitor EIZO FS2735 lo rende semplice da usare con qualsiasi fonte video, mentre le tecnologie che incorpora rendono al meglio negli utilizzi più estremi come il gaming e l'home cinema.

Iniziamo da come funziona l'aggiornamento dello schermo sugli LCD, partendo proprio dal problema che è ormai stato risolto nella maggior parte dei prodotti: il tempo di risposta.

Quando l'immagine sul monitor cambia, tutti i pixel coinvolti devono modificare il proprio colore, trasformandolo da quello dell'immagine visualizzata a quello della nuova immagine da mostrare.Per farlo è necessario un certo lasso di tempo che in passato si misurava in centesimi (o addirittura decimi) di secondo, creando un fastidioso effetto "scia".

I monitor moderni, invece, hanno ridotto questi tempi a pochi millisecondi, migliorando di molto la resa finale.

Fig1
Nel grafico che vediamo qui sopra, viene mostrato come varia lo stato di un pixel in un monitor con un tempo di risposta basso (Fast RT) e uno con un tempo di risposta elevato (Slow RT).

La riga blu indica il momento in cui viene dato il segnale per cambiare colore. Il pixel con tempo di risposta basso impiega tra i 4 e i 5 millisecondi, quello con tempo di risposta elevato impiega circa il doppio (tra gli 8 e i 10 millisecondi).

Presi da soli, questi numeri non ci dicono granché, ma se lui confrontiamo con il framerate ci rendiamo conto di quanto siano importanti.

Avere un framerate di 30 immagini al secondo (che è una cosa tipica dei film o serie TV) significa che i pixel devono cambiare stato ogni 33 millisecondi circa. Questo implica che i pixel di un monitor con un tempo di reazione elevato sono del colore "sbagliato" da un quarto a quasi un terzo del tempo in cui ogni frame è visualizzato.

Se analizziamo cosa succede nel caso di framerate da 60 immagini al secondo, tipico dei videogiochi, il tempo in cui il colore è sbagliato diventa la metà del tempo totale di visualizzazione.

fig2
Come si intuisce dal grafico qui in alto, nei monitor con tempi di risposta lenti i pixel sono del colore sbagliato per molto tempo tra un frame e l'altro.

In questo modo è semplice capire che se un pixel passa così tanto tempo a cambiare colore, l'effetto finale sull'immagine sia deleterio e quindi un tempo di risposta veloce è indispensabile.

Quello che è strano, a questo punto, è capire perché anche in caso di monitor con tempi di risposta veloci si percepisca comunque un po' di motion blur e la risposta sta in un aspetto spesso sottovalutato: il modo in cui gli LCD mostrano le immagini.

 

EIZO turbo 240 – prendere il buono delle vecchie tecnologie

La più grande differenza tra i vecchi monitor a tubo catodico (che non avevano problemi di blur) e i moderni LCD è che i primi visualizzavano le immagini "a impulsi", mentre i secondi mostrano le immagini continuamente.

Scendendo un po' nei dettagli, scopriamo che nei monitor a tubo catodico l'immagine è formata da un raggio che scandisce ogni singolo punto dello schermo, illuminandolo (se necessario) solo per un istante.

zz monitorScan
Fotografando un vecchio monitor a tubo catodico, si vede chiaramente come funziona il raggio che ne illumina la superfice. Nonostante il fatto che l'occhio umano percepisca una immagine costante, in realtà lo schermo è nero per la maggior parte del tempo.

La forte luminosità ne imprime l'immagine sulla nostra retina lasciandola visibile anche se in realtà il raggio poi passa ai punti successivi.

Questo significa che per la maggior parte del tempo lo schermo è in realtà nero e se l'aggiornamento è abbastanza veloce ci pensa il nostro cervello a "riempire" i buchi nell'immagine dandoci la sensazione di continuità.

Gli LCD, invece, funzionano con un sistema completamente diverso: l'immagine, infatti, è sempre visualizzata tutta insieme e cambia solo quando bisogna mostrare una scena diversa. È un po' come guardare un quadro e poi sostituirlo con un altro.

fig3
Nella situazione in alto vediamo come funziona la visione delle immagini nella realtà, con "infiniti" frame al secondo. Subito sotto c'è la rappresentazione degli LCD, con il frame che cambia improvvisamente da un momento all'altro e, in fondo, la visualizzazione degli schermi CRT, dove il raggio catodico lascia lo schermo per la maggior parte del tempo nero.

 

Questo sistema, che sembra indubbiamente migliore, invece confonde la nostra mente. Nella vita di tutti i giorni, infatti, quando osserviamo qualcosa muoversi lo vediamo attraversare tutti i punti che lo separano dalla posizione di partenza a quella di arrivo.

Nelle riprese video (o nei videogiochi) questo non accade in quanto un oggetto "salta" da una posizione all'altra, dando al nostro cervello l'idea che non sia un movimento naturale e lasciandoci una sensazione di "scattosità".

fig4
Questo grafico rende bene il "problema" che si manifesta con gli schermi LCD: nel rettangolo centrale si vede come la linea ideale (verde tratteggiata) si "sporcata" da molte posizioni innaturali per il nostro occhio. In quello più in basso, invece, si vede bene come negli schermi CRT l'oggetto sia esattamente dove l'occhio si aspetta di trovarlo, sparendo tra una posizione intermedia e l'altra. Il gap viene colmato dal nostro cervello in fase di elaborazione dell'immagine (se prima non c'era e adesso c'è, vuol dire che si è spostato…)

Ovviamente, maggiore sarà il framerate, minore sarà questa sensazione poco confortevole in quanto l'immagine si avvicinerà sempre più a quella colta dall'occhio nella realtà. Inoltre, bisogna tener presente che il motion blur è tanto più fastidioso quanto più veloci sono i movimenti in quanto l'occhio non avverte il "salto" per piccoli cambiamenti di posizione.

I nostri monitor, però, sono usati spesso per mostrare immagini in rapido movimento, siano esse parte di film d'azione o di un videogioco concitato, e per questo EIZO ha messo a punto una tecnologia chiamata Turbo 240 per di ovviare a questo problema.

Come abbiamo detto, la visualizzazione a impulso riesce a "ingannare" il nostro cervello dandogli l'illusione di un movimento fluido e naturale anche se in realtà le immagini non lo sono.

Monitor frontale
La tecnologia Turbo 240 offre un grande passo in avanti nella fluidità dell'azione sullo schermo.

La tecnologia Turbo 240 cerca di replicarla senza perdere gli altri vantaggi dell'LCD: sfruttare dei momenti di "buio" per migliorare la percezione del movimento. Per farlo, si deve ricorrere a qualche accorgimento e ad una trovata molto astuta.

Innanzitutto, quando la tecnologia Turbo 240 viene attivata, il monitor inizia ad aggiornarsi con una frequenza di 240Hz.

Come abbiamo visto, maggiore è la frequenza di aggiornamento delle immagini, maggiore è la sensazione di fluidità, ma in questo caso il semplice innalzamento di frequenza del monitor non servirebbe a nulla senza un flusso di immagini dalla fonte in grado di sfruttarlo.

Il motivo per cui la frequenza viene portata a livelli così elevati sta nel fatto che il monitor sfrutterà i frame "extra" per nascondere i pixel mentre cambiano colore e inserire allo stesso tempo dei frame neri per simulare quell'effetto di pulsazione che nei monitor a tubo catodico rende la sensazione di fluidità.

fig5
L'idea di usare la velocità di risposta dei led per far lampeggiare lo schermo e simulare "i vuoti" degli schermi CRT è davvero geniale.

Ammettendo che la fonte originale offra una frequenza di aggiornamento di 60hz, il monitor creerà 4 frame uguali per ogni frame originale. A frame alterni, però, andrà a spegnere per un attimo brevissimo la retroilluminazione del pannello, in modo da far sparire l'immagine.

In questo modo, si replica l'effetto della visualizzazione a impulso e si dà tempo all'occhio umano di veder "sparire" l'oggetto visualizzato per poi vederlo ricomparire dopo un'impercettibile assenza, ingannandolo sulla fluidità dell'azione.

fig6

 

Nell'immagine qui sopra si vede bene come il nuovo sistema di visualizzazione assomigli, nella pratica, a quello dei tubi catodici pur ricorrendo a un monitor LCD.

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