Verständnis der Bildwiederholfrequenz bei LED-Displays: Ein umfassender Leitfaden
Definition und Bedeutung der Bildwiederholfrequenz
Die Bildwiederholfrequenz eines LED-Displays, auch als „visuelle Bildwiederholfrequenz“ bezeichnet, bezieht sich auf die Anzahl der Male, die der Bildschirm sein Bild pro Sekunde aktualisiert, gemessen in Hertz (Hz). Beispielsweise aktualisiert eine Bildwiederholfrequenz von 60 Hz das Display 60 Mal pro Sekunde. Eine höhere Bildwiederholfrequenz sorgt für flüssigere Bewegungen, reduziert Flimmern und verbessert die visuelle Stabilität, was für den Sehkomfort entscheidend ist.
2. Bildwiederholfrequenz vs. Bildrate
Bildwiederholfrequenz und Bildrate (FPS) werden oft verwechselt, dienen aber unterschiedlichen Zwecken. Die Bildwiederholfrequenz ist ein Hardware-Attribut, das bestimmt, wie oft das LED-Display seinen Inhalt aktualisiert, während die Bildrate ein Attribut von Videodateien ist, das die Anzahl der Male darstellt, die die Bildinformationen pro Sekunde aktualisiert werden, wobei die Einheit Hz (Hertz) ist. Inkonsistenzen zwischen Bildwiederholfrequenz und Bildrate können zu „Screen Tearing“ und „Stottern“ führen, was die visuelle Leistung erheblich beeinträchtigt.
3. Gängige Bildwiederholstandards
3840Hz Bildwiederholfrequenzen eignen sich gut für eine breite Palette von Anwendungen. High-End-Branchen wie die XR-Inhaltserstellung und Premium-Broadcast-Studios benötigen die überlegene Bewegungsdarstellung von 7680Hz-Displays.
4. Technische Determinanten der Bildwiederholfrequenz
Die Bildwiederholfrequenz wird hauptsächlich von LED-Treiberelementen und Scan-Methoden bestimmt:
Treiberelemente: Die Bildwiederholfrequenz eines LED-Display-Bildschirms hängt eng mit seinem LED-Treiberelement zusammen. High-End-Treiberelemente können Bildwiederholfrequenzen von 3840 Hz oder sogar ultrahohe 7680 Hz erreichen.
Scan-Methoden: Die Scan-Methode eines LED-Displays bezieht sich auf seine Zeilenansteuerungsmethode, insbesondere auf das „Time-Division Multiplexing“ (TDM)-Schema, das beim Ansteuern der Zeilen und Spalten von Pixeln verwendet wird. Es wird üblicherweise als „1/N Scan“ ausgedrückt (wobei N die Anzahl der Zeilen darstellt).
A. Statischer Scan (1/1 Scan): Alle Zeilenpixel werden gleichzeitig beleuchtet, wodurch das zeilenweise Scannen überflüssig wird.
B. 1/4 Scan: Das gesamte Display wird in Gruppen von 4 Zeilen unterteilt, wobei jeweils eine Zeile in jeder Gruppe gleichzeitig beleuchtet wird.
Durch die Verwendung eines TDM-basierten Ansteuerungsschemas wird die Anzahl der benötigten Treiber-ICs reduziert, was sich besonders bei großen LED-Wänden als vorteilhaft erweist.
Auswirkungen der Scan-Methode auf die Bildwiederholfrequenz
Bei Scan-Ansteuerungsmethoden (nicht-statisches Scannen) wird die Gesamtbildwiederholfrequenz durch den Zeilenscanzyklus eingeschränkt. Wenn die Gesamtbildwiederholfrequenz F (Hz) und die Scanrate 1/N (wobei N die Anzahl der Zeilen ist) beträgt, wird jede Zeile alle 1/(FxN) Sekunden aktualisiert. Wenn die Scan-Nummer N erhöht wird (z. B. von 1/4 auf 1/16), wird die für jede Zeilenaktualisierung verfügbare Zeit kürzer. Dies erfordert, dass das Treiberelement eine schnellere Zeilenschaltgeschwindigkeit hat, andernfalls kann die Gesamtbildwiederholfrequenz nicht verbessert werden.
A. Statischer Scan (1/1): Bietet keine Zeilenscanverzögerung, wodurch Bildwiederholfrequenzen von über 3840 Hz am einfachsten zu erreichen sind.
B. Hohe Scanraten (z. B. 1/16): Erfordern höhere Zeilenansteuerungsgeschwindigkeiten. Unzureichende Treiber-IC-Leistung kann zu einer reduzierten Bildwiederholfrequenzgrenze führen.
5. Auswirkungen auf den Sehkomfort und das Filmen
Sehkomfort: Bei längerer Betrachtung von Displays können niedrige Bildwiederholfrequenzen zu Augenbelastung, Trockenheit und anderen Beschwerden führen. Eine hohe Bildwiederholfrequenz eliminiert das für das menschliche Auge wahrnehmbare Flimmern, wodurch die Ermüdung bei längerer Betrachtung reduziert und ein anhaltender Sehkomfort für das Publikum gewährleistet wird.
Aufnahmeleistung: In der Film- und Videoproduktion verhindert eine hohe Bildwiederholfrequenz, dass Kameras „Scanlinien“ oder „Schwarzfelder“ (kurze Intervalle, in denen LEDs ausgeschaltet sind) erfassen. Durch die deutliche Verkürzung der „Schwarzfeld“-Dauer werden Bildschirmflackern oder dunkle Bereiche in den aufgenommenen Aufnahmen vermieden, wodurch die Kontinuität der Aufnahmen verbessert und nahtlose Übergänge gewährleistet werden.
6. Branchentrends und Empfehlungen
Die Display-Technologie entwickelt sich ständig weiter. 3840Hz Bildwiederholfrequenzen werden zur bevorzugten Wahl für eine Vielzahl von Anwendungen, während 7680Hz derzeit für Ultra-High-End-Anwendungen wie XR eingesetzt werden. Berücksichtigen Sie bei der Auswahl einer Bildwiederholfrequenz die beabsichtigte Anwendung. Anwendungen wie Live-Events und Filmemachen erfordern oft hohe Bildwiederholfrequenzen. Es ist auch entscheidend sicherzustellen, dass Treiber-ICs, Steuerungssysteme und GPUs Ihre Zielbildwiederholfrequenz unterstützen.
Die Bildwiederholfrequenz ist ein Schlüsselfaktor für die Leistung von LED-Displays, der das Seherlebnis und das immersive virtuelle Filmen erheblich beeinflusst. Das Verständnis der Funktionsweise der Bildwiederholfrequenz ermöglicht fundierte Entscheidungen sowohl im privaten als auch im professionellen Kontext.