نرخ تازه سازی در واقع به چه چیزی اشاره دارد
نرخ تازه سازی نشان می دهد که یک صفحه نمایش LED چند بار در ثانیه خروجی تصویر خود را به روز می کند. با هرتز (هرتز) اندازه گیری می شود. یک پانل با فرکانس 1920 هرتز، فریم را 1920 بار در هر ثانیه ترسیم می کند. یکی با فرکانس 3840 هرتز این کار را دو برابر بیشتر انجام می دهد.
این عدد از نرخ فریم متمایز است، که به تعداد فریم های منحصر به فرد یک منبع ویدئویی در هر ثانیه اشاره دارد. یک صفحه نمایش LED می تواند نرخ تازه سازی بالایی داشته باشد در حالی که تنها 30 یا 60 فریم محتوای ویدیویی جدید در ثانیه دریافت می کند. این دو مقدار بهطور مستقل عمل میکنند: درایور داخلی نمایشگر بدون توجه به اینکه فریمهای جدید با چه سرعتی میرسند، با سرعت تازهسازی رتبهبندیشدهاش در فریم فعلی حرکت میکند.
نرخ تازه سازی چگونه ایجاد می شود
مدار رانندگی در یک ماژول LED-به طور خاص کارت دریافت کننده و آی سی درایور LED{1}}نرخ تازه سازی واقعی را تعیین می کند. آی سی راننده از تکنیکی به نام مدولاسیون عرض پالس (PWM) برای کنترل روشنایی هر LED استفاده می کند. در کاهش نور PWM، هر LED به سرعت در هر چرخه تازه سازی روشن و خاموش می شود. نسبت زمانی که یک LED در یک چرخه روشن می ماند روشنایی درک شده آن را تعیین می کند.
نرخ تازه سازی بالاتر به این معنی است که هر چرخه کوتاه تر است. در یک چرخه کوتاهتر، پالسهای PWM فشرده میشوند اما مکررتر میشوند، که باعث کاهش سوسو زدن مرئی میشود که در غیر این صورت برای دوربینها و در برخی موارد برای چشم انسان قابل درک است.
کارت دریافت کننده و آی سی راننده باید با هماهنگی کار کنند تا نرخ تازه سازی بالا را بدون ایجاد تاخیر سیگنال یا خطاهای داده حفظ کنند. به همین دلیل است که نرخ تازهسازی صرفاً تابعی از سختافزار پانل نیست-به زنجیره سیگنال کامل از ورودی تا خروجی بستگی دارد.
رابطه بین نرخ تازه سازی و ضبط دوربین
قابل اندازهگیریترین پیامد نرخ تازهسازی زمانی که یک صفحه نمایش LED عکس یا ضبط میشود، ظاهر میشود. سنسورهای دوربین از یک شاتر نورد استفاده می کنند که تصویر را خط به خط از بالا به پایین اسکن می کند. اگر چرخه بهروزرسانی نمایشگر با سرعت شاتر دوربین هماهنگ نباشد، سنسور مراحل مختلف چرخه PWM را در ردیفهای مختلف پیکسل ثبت میکند. نتیجه یک الگوی نوار افقی-تناوب نوارهای روشن و تاریک- است که در تصویر یا ویدیو ظاهر میشود اما با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیست.
این پدیده گاهی اوقات در استفاده رایج "خطوط اسکن" نامیده می شود، اگرچه از نظر فنی به جای روش اسکن ماژول LED، نتیجه-همگام سازی مجدد شاتر است.
برای تبلیغات عمومی و نمایشگرهای اطلاعاتی که ضبط دوربین دغدغه اصلی نیست، نرخ تازه سازی 1920 هرتز معمولاً کافی است. برای محیطهای پخش، تولید فیلم، مراحل تولید مجازی (حجم LED) و پوشش رویداد زنده، حداقل 3840 هرتز به طور کلی انتظار میرود که 7680 هرتز به طور فزایندهای در نصبهای-بالا رایج است.
نرخ تازه سازی و راحتی چشم
اینکه آیا نرخ تازهسازی مستقیماً بر درک سوسو زدن برای چشم انسان تأثیر میگذارد به شرایط دید و فرد بستگی دارد. در زیر نور محیط استاندارد، اکثر مردم نمی توانند به طور آگاهانه سوسو زدن بالای 60 تا 80 هرتز را تشخیص دهند. با این حال، تحقیقات بر روی{4}}سوسو زدن PWM با فرکانس پایین نشان میدهد که خستگی بصری ناخودآگاه میتواند در طول قرار گرفتن طولانیمدت با نمایشگرهایی که با الگوهای PWM قابل توجه کار میکنند-حتی زمانی که بیننده سوسو زدن را گزارش نمیکند جمع شود.
در نمایشگرهای LED، این موضوع در محیطهای داخلی با روشنایی کم محیطی بسیار مرتبط است، جایی که کنتراست بین حالتهای روشن و خاموش LED در هر چرخه PWM بارزتر است. نمایشگرهایی که در اتاقهای کنترل، مراکز فرماندهی و امکانات کنفرانس استفاده میشوند-که در آن اپراتورها ممکن است برای مدتهای طولانی با صفحه نمایش روبرو شوند-اغلب با نرخهای تازهسازی بالاتر نه به این دلیل که سوسو زدن قابل مشاهده است، بلکه برای کاهش خطر فشار بصری در طول زمان مشخص میشوند.
شایان ذکر است که نرخ تازه سازی به تنهایی فلیکر درک شده را تعیین نمی کند. چرخه کار (نسبت{1}}زمان روشن در هر دوره PWM)، روش کاهش نور، و سطح کلی روشنایی همگی با هم تعامل دارند. برخی از آی سی های درایور کم نور کردن{3}بیتی PWM یا چند چرخه ای را برای کاهش سوسو زدن موثر در تنظیمات روشنایی کمتر اجرا می کنند، که می تواند بیشتر از اعداد نرخ تازه سازی خام به تنهایی به راحتی چشم مرتبط باشد.
نحوه تعامل نرخ تازه سازی با حالت اسکن
ماژول های LED از مالتی پلکس کردن-که معمولاً حالت اسکن نامیده می شود- برای کاهش تعداد آی سی های مورد نیاز درایور استفاده می کنند. برای مثال، در یک ماژول اسکن 1/16، از هر 16 ردیف فقط یک ردیف در هر لحظه مشخص می شود. سطرها به صورت متوالی با سرعت بالا می چرخند. این چندگانه سازی در هر چرخه تازه سازی اتفاق می افتد.
نسبت اسکن بالاتر (مثلاً 1/32 در مقابل{4}}/8) به این معنی است که هر ردیف برای کسری کوتاهتر از کل چرخه فعال است. برای حفظ روشنایی درک شده یکسان، راننده باید حداکثر جریان را در طول پنجره فعال هر ردیف افزایش دهد. این امر محدودیت هایی را در مورد میزان بالا بردن نرخ تازه سازی قبل از شروع کاهش روشنایی یا دقت مقیاس خاکستری ایجاد می کند.
درک رابطه بین حالت اسکن و نرخ تازهسازی هنگام مقایسه ماژولهایی با گامهای پیکسلی مشابه اما پیکربندیهای درایور متفاوت مرتبط است. یک ماژول مشخص شده با نرخ تازهسازی بالاتر، اگر به آن نرخ از طریق مبادله-در نسبت اسکن یا جریان اوج که بر یکنواختی و قابلیت اطمینان بلندمدت تأثیر میگذارد، بهطور خودکار برتر نیست.
نقاط مرجع عملی
محدودههای زیر منعکسکننده عملکرد عمومی صنعت به جای استانداردهای ثابت هستند، زیرا مشخصات براساس تولید کننده و تولید آیسی درایور متفاوت است:
| نوع برنامه | نرخ تازه سازی معمولی |
|---|---|
| تبلیغات عمومی، خرده فروشی | 1920 هرتز |
| شرکتی، مهمان نوازی، تابلوهای داخلی | 1920–3840 هرتز |
| پخش، رویدادهای زنده، مراحل اجاره | 3840–7680 هرتز |
| تولید مجازی (حجم ال ای دی) | 7680 هرتز و بالاتر |
| اتاق های کنترل، عملیات 24 ساعته | 3840 هرتز یا بالاتر |
این ارقام ورودی ویدیوی استاندارد 60 هرتز یا 50 هرتز را فرض می کنند. محتوای با نرخ فریم بالاتر (120 هرتز، 240 هرتز) به طور فزاینده ای در ورزش های زنده و محیط های غوطه ور استفاده می شود، که ممکن است حداقل آستانه نرخ تازه سازی را برای عملکرد قابل قبول دوربین افزایش دهد.
خلاصه
نرخ تازه سازی در نمایشگرهای LED یک پارامتر با پیامدهای فنی مشخص است، نه یک رقم بازاریابی. ارتباط آن بسته به کاربرد متفاوت است: در محیطهای روبهروی دوربین، بسیار مهم است، در سناریوهای تماشای طولانیمدت معنادار است، و برای تابلوهای ساده در فضای باز که از فاصله دور مشاهده میشوند، کمتر تعیینکننده است. تعیین نرخ تازهسازی بهطور مناسب نیازمند درک زنجیره سیگنال کامل-IC درایور، حالت اسکن، روش PWM و مورد استفاده مورد نظر-بهجای تلقی آن بهعنوان یک عدد مجزا است.