Bumtious/AV-Forums og Panasonic 50VT50

 

DFC stammer fra, at øjet blander sub-fields sammen (altså lysglimt fra RGB-subpixels), fordi der fejes hurtigere hen over pixels, end de kan nå at blive renderet færdigt (inden for et "field").

 

Et sub-field er kort sagt det tidsrum, hvor der kan udsendes lys eller ej. Et "field" består af flere sub-fields af forskellige længde, og da øjet helt lavpraktisk integrerer (opsamler og opsummerer) lyskvanter og fortolker dette som en lysstyrke, vil et længere sub-field med lys i virke mere lysstærkt. Ved at kombinere (progressivt) længere og længere sub-fields (som jo kan være tændte eller slukkede) inden for et field, kan synet altså opsummere forskellige mængde lys og dermed kan vi lave et digital signal (tændt/slukket) om til et variabelt lysniveau (=D/A).

 

Dette gælder for alle RGB-subpixels. Hvis synet kommet til at blande sub-fields sammen fra forskellige pixels, bliver summen i et filed forkert - og da det kun er ganske bestemte kombinationer, der er "lovlige" (hvis man vil have en pæn sammenhæng mellem vidoesignalet og lysstyrken), kan man ramme nogle ugyldige komvbinationer. Hvis kombinationen er uheldig, optræder DFC.

 

En af analyserne som jeg linker til (så vidt jeg husker) siger, at DFC stammer fra problemer med "det tidsmæssige tyngepunkt" for lysudsendelsen (hvor et langt sub-field "vejer" mere end et kort sub-field - jeg mener, at man kan bruge de almindelig metoder kendt fra den klassiske fysik til at beregne dette tyngdepunkt).

 

De lovlige kombinationer er givet ved, at der er en jævn progression i tyngdepunktet med øget videoniveau. Sker der afvigelser fra "den pæne kurve" (dyk eller spring opad), kommer det til udtryk som DFC.

Det er en "fejl" (i anførselstegn, fordi man kan hævde, at det er "by design") i TV'et, med mindre vi kalder vores syn fejlbehæftet. Optagelsen mener jeg er uden særlig betydning, da det kan observeres med øjet på et still-billede på TV'et som beskrevet tidligere.

 

Det er igen vigtigt at bemærke, at billederne er et udtryk for en kvalitativ vurdering (ikke kvantitativ), da de er et udtryk for, hvordan vi (jeg og humperdink) oplever DFC: De viser, hvad vi ser (men jo fastholdt i tid, hvilket fejlagtigt kan opfattes som om, det er noget, der er der altid i samme grad - og det er ikke tilfældet).

I forlængelse af Bumtious' overvejelser vedr. om DFC kan ændres (specielt over tid) og med nedenstående (del-)indlæg fra denne tråd omkring "modning" af plasma-TV:

 

hopgreve skrev: ... de plasma jeg har og har haft ændrer sig jo noget " over tid "....

 

Det første spørgsmål, der rejser sig, er: "Hvad er det folk oplever, som en forbedring i billedegengivelsen?". Vi ved, at en for lav gamma giver et mælket/undermættet billede, og at øget gamma giver mere "punch" i billedeudtrykket - så gamma-ændring kunne være en kandidat til årsagen. Et sænket sortniveau ("bedre sort") kunne også være en forklaring på en oplevet forbedring efter nogle drifttimer.

 

Da vi taler om plasma-TV, ved vi at farvegengivelsen er opbygget omkring fosfor-teknologi som i billedrørs-displays (CRT) - men i digital form (PWM, Pulse Width Modulation, fundamentet for SFD, Sub-Field Drive) i stedet for den analoge implementering anvendt i CRT. En af (de synlige og lidt uheldige) egenskaber ved fosfor er, at de kan skabe slør i billedet (phosphor trails), som typisk er grøn, gul eller rød - eller andre kombinationsfarver afh. af hastigheden på de tre fosfortyper (RGB).

 

Hvis vi ser på en funtionel model af fosforens reaktion på at blive "aktiveret", kunne den illustreres således:

 

Det, vi skal lægge mærke til her, er DECAY TIME, der er en del af "halen på kurven": DECAY TIME er et udtrk for, hvor længe fosforen er om at slukke, ligesom RISE TIME er et udtryk for, hvor hurtigt fosforen kan tændes ("komme op i omdrejninger") mht. lysudsendelse.

 

Når DECAY TIME > 0, vil der være en efterglød, der kan komme til udtryk som bl.a. phosphor-trails.

 

Det viser sig, at DECAY TIME falder i fosforens burn-in-periode (det som vi også kan kalde break-in), altså i den første drifttid for panelet. Vi kan derfor opleve at mængden af phosphor-trails mindskes i de første (par/nogle hundrede) drifttimer. Det giver mening i forhold til det oprindelige spørgsmål.

 

Men hvad så med gamma'en? Her har vi nogle måledata fra sidste år udført på et Panasonic 42VT30 i TV'ets første 253 drifttimer. I denne periode kørte TV'et konstant med Burn-in Wash-DVD'en, der kan downloades her fra recordere.dk. Denne DVD belaster panelet med en bevægelig gråtoneskala (strukket til at passe, initielt kalibreret til D65), således at alle pixels belastes ens over tid og iøvrigt får lov til at arbejde fra sort til hvid kontinuerligt. Dermed "motioneres" og ældes alle RGB-subpixels på en styret måde.

 

Over de 253 timer (der blev lavet en ny måling ca. hver 24. time) ændrede middel-gamma'en sig iflg. måledata således:

 

 

Vi kan se, at middel-gamma'en vokser som funktion af drifttiden. Tendensen er tegnet med en stiplet kurve. Hvis gamma'en i virkeligheden opfører sig på denne måde, understøtter det igen den oprindelige påstand om, at "billedet bliver bedre" (det ændres i hvertfald og opleves som mere mættet og kontrastfyldt).

 

Svaret afføder et nyt spørgsmål: Hvorfor vokser middel-gamma'en? For at svare på det, er vi nødt til at vende tilbage til, hvordan SFD (sub-field drive) fungerer. SFD er implementeringen af PWM som nævnt ovenfor, hvor en lysstyrke (for R, G eller B sub-pixels) dannes ved at tænde og slukke for den enkelte sub-pixel hurtigere end øjet opfatter det. Ved at variere længden af lyspulserne opfattes pulserne som mørkere eller lysere - og ved at kombinere lyspulser af forskellig længde kan der opnås et større antal trin: Vi har dermed en D/A (Digital-til-Analog) konvertering:

 

Læg mærke til SUSTAIN-perioden: Dette er det tidsrum, hvor fosforen kan være tændt eller slukket: Hvis den er tændt her, vil den have en form som i figur 1 overfor - altså med en "hale" udtrykt ved DECAY TIME. Ved at kombinere tændte og slukkede SUSTAIN-perioder (af forskellige længde), kan man lave et antal lysstyrkekombinationer for R, G og B og dermed skabe en farve med en given lysstyrke.

 

Det der nu er interessant er, at man har konstateret, at DECAY TIME falder som funktion af drifttiden [1] (kap. 3.3), hvilket må betyde, at der som funktion af ældning udsendes mindre lys i SUSTAIN-perioden. Dertil kommer, at fosforen generelt udsender mindre lys som funktion af drifttiden (peak-output fra fosforen bliver lavere), men det ser vi (næsten) bort fra her, dog med den bemærkning, at dette medvirker til at mindske DECAY TIME også: Vi er kun interesseret i hvor bred/smal et faktisk sub-field er, ikke hvor højt det er, da det ikke flytter på den relative opfattelse af lysstyrken mellem forskellige fields (se senere om det tidsmæssige tyngdepunkt for lyset). Den faldende lysstyrke kan være med til at forklare oplevelsen af et forbedret sortniveau, hvilket understøtter den oprindelig antagelse.

 

Jeg har modelleret et SFD med hhv. lang og kort (=0) DECAY TIME (for at stille problemstillingen på spidsen og tydeliggøre effekten af ældningen) og derefter afbildet luma-kurven (lys som funktion af input-værdi) for de to tilstande:

 

 

Vi kan se, at udbøjningen ændres ved ældning (blå kurve, lav DECAY TIME), og hvis man beregner gamma-kurven på gængs vis [3], får vi dette billede:

 

 

Vi ser altså en øget gamma med det valgte SFD og de valgte parametre, som dog ikke nødvendigvis er valgt realistisk men for en principiel illustrations skyld.

 

Resultatet underbygger målingerne og det oprindelige udsagn, og dermed formodes, at modning af plasma-panelet kan komme til udtryk som en oplevet bedre billedgengivelse (med alle mulige forbehold for, at jeg har lavet en fejl).

 

Der er dog mere at sige til sagen, for ældningen af panelet (for dette 42VT30) påvirker i nogen grad hvidbalancen (udtrykt ved farvetemperaturen, CCT) negativt:

 

Tendensen er igen vist som en stiplet linie: Med andre ord trænger hvidbalancen til en kalibrering efter nogle hundrede drifttimer.

 

Det vi iøvrigt så under break-in af 42VT30 var, at TV'et tilsyneladende selv forsøger at korrigere for ældningen (og det forskelligt for R, G og B), hvorfor det er i perioden ikke med sikkerhed var muligt at sige noget helt konkret om, hvilke fosforer i panelet, der ældedes mest. Hvor lang tid der går, for TV'ets autokorrektion deaktives vides ikke: Det så ikke med sikkerhed ud til at være sket inden for testperioden.

 

 

Ved at korrigere for auto-korrektionen (altså at antage, at en øget lysstyrke i én farve egentligt var udtryk for et fald i de andre farver (og tage højde for kolorimetrien)) og afbilde tendensen, er det muligt at få en idé om ældningen:

 

 

Når fosforen ældes hurtigt (i de først drifttimer), er der risiko for burn-in, og det var også det, vi så ske på et 55VT30, som ikke var udsat for en kontrolleret break-in-periode. Når det er sagt, er det stærkt forvirrende, at panelet opfører sig som vist i figur 7(*) - så figur 8 er absolut kun et kvalificeret gæt på tendensen. Det er måske værd at notere, at curve-fitting-funktionen ikke rammer så præcist for den grønne fosfor: Det ser faktisk ud til, at faldet i grøn er meget stejlere i virkeligheden, end grafen viser (grøn starter faktisk samme sted som blå). Derfor kunne man formode, at den allerstørste risiko for burn-in er i de første ca. 60 drifttimer (men det er stadig muligt efter dette tidspunkt).

 

Afslutningsvis har jeg forsøgt at simulere, hvad der sker med DFC (Dynamic False Contouring) som funktion af ældningen, og min umiddelbare konklusion er, at der sker en ændring - men det kan gå begge veje mht. mængden af DFC. Det ser i hvertfald ud til at være af betydning, at man designer sit SFD med tanker på faldet i DECAY TIME, således at panelet lander på mindst mulig DFC, når ældningsraten er lille efter mange drifttimer. Årsagen er, at det i [2] omtalte tidsmæssige tyngdepunkt for lysudsendelsen selvfølgelig påvirkes af mængden af "lys i halen" (jf. DECAY TIME). Dermed kan et uheldigt valgt SFD måske medvirke til lokale dyk i overføringsfunktionen (det tidsmæssige lys-tyngdepunkt som funktion af input-værdien) - og dette vil kunne opleves som DFC. Se evt. beregning af massemidtpunktet som er analog til metoden anvendt i [2].

 

Sikke en smøre… Næste projekt er formodentligt undersøgelse af et Samsung PS64D8005 mht. DFC.
-----

Kilder:

 

[1] Arnold Pfahnl, Propterties of Fast-Decay Cathode-Ray Tube Phosphors, The Bell System Technical Journal, January 1963.

 

[2] Cedric Thebault et. al., Method and Apparatus for Processing Video Pictures, United states Patent Application, US 2003/0063107 A1, Apr. 3, 2003.

 

[3] Charles Poynton, Poynton's Vector 12, Gamma Estimation, 2011.

 

Noter:

 

(*) Der kan naturligvis være tale om målefejl. Det anvendte udstyr var et i1pro spektrumradiometer, der blev anvendt til at profilere et Spyder kolorimeter på TV'et-under-test. Det er en metode, som mange kalibratorer benytter sig af aht. hastighed og temperaturstabilitet for målinger over (længere) tid. Metoden har en svaghed til decideret kalibrering, som blev tydelig under forsøget: Hvidbalancen, der måles med et profileret kolorimeteret er mere lineær, end hvis man måler med et ikke profileret instrument (f.eks. i1pro). Dette er dog uden eller af megen lille betydning i dette eksperiment, hvor der fokuseres på tendenser over lang tid snarere end på overholdelse af f.eks. BT.1886/BT.709.

 

@John: Godt du fik fat i dokumentet - jeg synes nu osse, vi havde testet, at det fungerede.

 

Jeg skal lige understrege, at dokumentet er fuldt fokuseret på DFC - og i forlængelse heraf, sidder jeg og nusser med en RDM-model (Rational Decision Making), hvor man kan bruge en kombination af relativt objektive inputs (f.eks. fra reviews og målinger) og subjektive inputs til at at argumentere for rangordning af eller valg af f.eks. et TV. I modellen kan DFC indgå som én af flere parametre, som vægtes af den, der vurderer.

 

Jeg tror i øvrigt, vi er ved at være så godt omkring DFC-emnet, at jeg ikke har meget mere på hjerte. Lad os se, hvordan året kommer til at forløbe med release af andre plasma-TV - og ellers er vi jo nok på banen igen i 2013...