Czym się różnią ekrany o dużych przekątnych?

W czasie pandemii, kiedy ograniczona jest liczba widzów w kinach lub są one zamknięte warto kupić duży telewizor o przekątnej od 55 do 82 cali, który umożliwi uzyskanie efektów jak w kinie. Są one zróżnicowane cenowo w zależności od jakości wyświetlacza, rozdzielczości ekranu (Ultra HD 4K, Ultra HD8K), przekątnej i funkcji.

Telewizory o dużych przekątnych (powyżej 55) cali różnią się wieloma cechami, co ma wpływ na cenę. Przede wszystkim rozdzielczością ekranu, większość to 4K Ultra HD, a stopniowo zwiększa się oferta telewizorów 8K Ultra HD. Wspólną cechą wyświetlaczy telewizorów 4K Ultra HD jest liczba pikseli, która wynosi 3840 × 2160, cztery razy więcej niż Full HD (1920 × 1080 px).

Telewizory Ultra HD z wyższej półki

Do wyboru mamy dwa rodzaje wyświetlaczy Ultra HD:

• zwykłe wyświetlacze Ultra HD, które jedynie mają ekran LCD LED o rozdzielczości 4K i podstawowe układy przetwarzania obrazu;
• ze zwiększonym zakresem odtwarzania kolorów (Wide Color Gamut).

Oba rodzaje mogą mieć funkcję HDR.

Podstawowe wyświetlacze Ultra HD LCD VA i IPS

W telewizorach klasy podstawowej ze zwykłymi wyświetlaczami 4K Ultra HD najczęściej są stosowane dwa rodzaje matryc LCD: VA i IPS. Według testów matryce VA mają lepszy kontrast, poziom czerni, ostrość. W wypadku dynamicznego ruchu obiektu na ekranie jego ostrość (brak smużenia) jest zależna nie tylko od matrycy, ale także skuteczności działania układów eliminujących smużenie. Matryca VA jest polecana oglądającym transmisje sportowe i filmy akcji.

Zdecydowane większe kąty odtwarzania obrazu bez pogorszenia kontrastu, jasności i barw mają matryce IPS. Najlepsze telewizory IPS z podświetleniem Direct LED (z miejscowym wygaszaniem) będą miały kontrast porównywalny z matrycami VA. W praktyce oznacza to, że warto kupować taki telewizor, jeżeli oglądamy telewizję całą rodziną. Matryce mogą mieć różną grubość, najcieńsze nazywane są slim. Mają także bardzo wąskie ramki, aby obraz wypełniał cały ekran.

Telewizory Wide Color Gamut QLED, OLED i NanoCell

Poszerzony zakres kolorów uzyskuje się, stosując podświetlenie ze specjalną warstwą z kropkami kwantowymi, stosowaną w wyświetlaczach LCD QLED (TCL, TechniSat, Samsung, Hisense) i LCD NanoCell LED (LG) lub LED-y ze specjalnymi luminoforami o większym zakresie kolorów. Konkurują z nimi wyświetlacze OLED (LG).

W wyświetlaczach QLED, tak jak w zwykłym telewizorze LCD LED, źródłem światła są LED-y, ale zamiast białych są niebieskie. Oddzielna warstwa w postaci folii zawiera mieszaninę kropek kwantowych (nanokryształów), emitujących zielone i czerwone światło w momencie oświetlenia ich światłem niebieskim. W wyniku mieszania się ich światła ze światłem niebieskim cała warstwa świeci światłem białym o znacznie większym zakresie barw, czyli zawierającym więcej kolorów. Białe światło przechodzi przez filtry RGB poszczególnych subpikseli punktu obrazowego. Utworzone w ten sposób barwy mają znacznie większy zakres, wzbogacony o lepsze odtwarzanie czerwieni i zieleni.

Nowością w telewizorach QLED Q70T i Q60T marki Samsung są wyświetlacze z podświetleniem Dual LED, z LED-ami białymi o dwóch temperaturach barwowych. Takie podświetlenie zapewnia wyraźniejszy kontrast i głębsze kolory, dopasowując temperaturę koloru podświetlenia do oglądanej treści. Dual LED znajdziemy także w telewizorach z serii Crystal UHD, np. TU8502, ze zwykłym wyświetlaczem 4K.

W telewizorach marki Samsung z serii QLED Q80T i wyższych zastosowano bezpośrednie podświetlenie strefowe, zwiększające poziom czerni. Ultraszeroki kąt widzenia sprawia, że z każdego miejsca obraz będzie tak samo dobry.

Inną funkcję pełnią nanocząstki w wyświetlaczach NanoCell firmy LG. Nazwa ich pochodzi od materiału zawierającego absorbujące światło nanocząstki o średnicy ok.1 nm, które zastosowano w filtrze barwnym najnowszych matryc LG. Ważną zaletą jest filtrowanie kolorów podstawowych. Dla przykładu kolor zielony na ekranach konwencjonalnych telewizorów może zawierać domieszkę fal świetlnych o innych długościach, przez co staje się wyblakły i nabiera żółtawych lub turkusowych odcieni. Panel z filtrem z nanocząstkami pozwala na dokładne odwzorowanie kolorów przy jednoczesnej poprawie widoczności pod różnymi kątami widzenia.

Wyświetlacz QLED z bezpośrednim strefowym podświetleniem LED wyróżnia telewizory serii Q80T marki Samsung o przekątnych 65, 75 i 85 cali.

Matryca OLED

Telewizory z ekranami OLED mają wiele zalet. Pierwsza to jakość obrazu, którego czerń osiąga poziom maksymalny, a nasycenie kolorów jest wzorcowe. Czas reakcji matrycy OLED jest znacznie krótszy niż w LCD. Jasność obrazu jest znacznie mniejsza niż w wyświetlaczach LCD, przez co należy oglądać filmy tak jak w kinie. Zjawisko smużenia obrazu szybko poruszających się obiektów na ekranie jest znacznie mniejsze, ale występuje. Kąt patrzenia na ekran może być dowolny bez pogorszenia jakości obrazu. Ekrany nie wymagają podświetlenia LED, jak jest to w telewizorach LCD, które wiąże się z niejednorodnością światła i wpływa na jakość obrazu. Źródłem światła jest sam materiał piksela – dioda organiczna LED (a nie półprzewodnikowa).

Szeroka przestrzeń barw – Wide Color Gamut

Telewizory z wyższej półki mają poszerzony zakres kolorów (Wide Color Gamut). Poszerzony zakres kolorów wiąże się z rodzajem wyświetlacza, np. LCD QLED TV z kropkami kwantowymi czy NanoCell LG lub diodami LED w podświetleniu LED PFS (Potassium FluoroSilicate LED) z luminoforami zwiększającymi zakres kolorów do 95 proc. standardu DCI- -P3. Poszerzony zakres kolorów mają także wyświetlacze OLED (LED organiczne).

Przestrzenie kolorów

Jak duże są zmiany w przestrzeni kolorów? Najlepiej opisują je wykresy przestrzeni kolorów odtwarzanych przez wyświetlacz. Zakres odwzorowania kolorów określa się za pomocą pomiarów fotometrycznych i porównuje na wykresach przestrzeni kolorów zgodnych z określonymi normami dla obrazu TV. Najpopularniejsze normy to Rec. 709, DCI-P3 i Rec. 2020. Podstawowym standardem odtwarzania kolorów w telewizorach jest Rec. 709, która odpowiada 35 proc. możliwości naszego wzroku. Norma Rec. 2020 zakłada odtwarzanie na poziomie 75 proc. Naszego wzroku. Przestrzeń kolorów DCI-P3 jest większa niż Rec.709, ale mniejsza niż Rec. 2020 i została opracowana przez Hollywood Studios do stosowania w projektorach kina cyfrowego. Najlepsze wyświetlacze LCD z kropkami kwantowymi (QLED) osiągają ok. 80– 90 proc. Normy Rec. 2020. Należy nie zapominać, że źródło sygnału musi mieć także większy zakres barw niż dotychczas. Odczucia subiektywne widzów mogą być różne w zależności od indywidualnej wrażliwości wzroku na kolory.

Czy HDR jest potrzebny?

Jeżeli oglądamy głównie telewizję naziemną to jest on zbędny, ponieważ filmy nadawane w kanałach telewizji naziemnej są ich pozbawione, także dekodery HD telewizji satelitarnej Cyfrowego Polsatu i platformy Canal+ oraz telewizje kablowe. Wystarczy wtedy telewizor z podstawowym wyposażeniem.

Zdecydowanie telewizor z HDR warto mieć gdy korzysta się z serwisów VoD takich jak Netflix 4K, YouTube 4K, gier 4K, odtwarzacza Blu-ray 4K oraz dekoderów 4K platformy Canal+ i Orange.

HDR więcej szczegółów

Technika HDR zmieniła podejście inżynierów i filmowców do jakości obrazu. Rozdzielczość, parametr obrazu uznawany dotychczas za najważniejszy stał się jednym z wielu, które mają wpływ na jakość obrazu. Teraz zdecydowanie za najważniejszy jest uznawany HDR. Coraz większą poprawę szczegółowości obrazu uzyskuje się przez zwiększenie jego dynamiki (High Dynamic Range). W praktyce oznacza to dynamicznie zwiększenie jasności obrazu w ściśle określonych miejscach punktowo oraz w ciemnych i jasnych obszarach obrazu. Niestety producenci filmów używają kilku standardów HDR, więc najlepiej jest, aby telewizor był zgodny z Dolby Vision (kinowy), HDR10, HDR10+ i rzadziej stosowanym HLG (telewizja na żywo DVB-S).

W systemie HDR zakres luminanacji jest zróżnicowany. Im większy, tym jakość efektów jest bardziej widoczna. Minimalne efekty są widoczne dla zakresu wartości luminancji 350 – 500 cd/m², w telewizorach Ultra HD Premium 750 – 1000 cd/m², a w telewizorach QLED TV 8K Samsunga i 8K Sony ZG9 – ok. 4000 cd/m².

W efekcie HDR ważny jest też kontrast obrazu, zależny od rodzaju podświetlenia. Większość telewizorów tanich LCD ma podświetlenie krawędziowe, lub bezpośrednie tylne. Krawędziowe łatwo poznać, ponieważ wyświetlacz jest najcieńszy, ale podświetlenie nie jest równomierne. W podświetleniu bezpośrednim tylnym, w którym diody LED są równomiernie ułożone na całej powierzchni jest ono równomierne. Najdroższe z dużymi ekranami mają podświetlenie tylne z bardzo dużą liczbą LED z możliwością podziału na kilkaset stref z ich dynamicznego wyłączaniem i włączaniem uwzględniając jasność pomieszczenia (funkcja Micro Dimming) dzięki czemu poprawia się odtwarzanie czerni i bieli oraz jest minimalizowany efekt halo.

Telewizory TCL serii C81 (55, 65 cali) z wyświetlaczem QLED z Dolby Vision wyposażono w zestaw głośnomówiący.

Matryca 100/120 Hz i płynność ruchu

Telewizory wyższej klasy mają zwiększoną częstotliwość odświeżania matrycy do 100/120 Hz co powoduje, że płynniej odtwarzają ruch na ekranie. W telewizorach 100/120 Hz można włączać układy redukcji smużenia i poprawy płynności ruchu. Do eliminowania zjawiska smużenia (nieostrych konturów), towarzyszącego np. piłce nożnej, tenisowej, golfowej, można wyszukać w menu funkcję upłynniacza ruchu. Podobnie jest z eliminowaniem zjawiska judera, czyli skokowego poruszania się obiektów w filmach realizowanych kamerami rejestrującymi obraz z szybkością 24 kl./s. korygowanie smużenia jest wynikiem stosowania różnych technik: zwiększania częstotliwości odświeżania obrazu z dodatkowymi klatkami, wygaszania podświetlenia (Local Dimmingu), skanowania podświetlenia i innych technik udoskonalających płynność ruchu obiektów na ekranie telewizora o różnej skuteczności w zależności od modelu. Z sygnałem 24p najczęściej mamy do czynienia przy odtwarzaniu filmów z płyt DVD i Blu-ray. Płyta Blu-ray jest nośnikiem wykorzystującym taki sam format zapisu (24 kl./s) jak kamera filmowa. Za zachowanie płynności ruchu i uniknięcie efektu migotania obrazu odpowiedzialny jest w tym wypadku telewizor. Przez wyjście HDMI przesyłany jest sygnał 24p 1080i/p, o ile odbiornik TV obsługuje technikę 24p, w przeciwnym razie częstotliwość sygnału wynosi 50 lub 60 Hz. W takiej sytuacji film kinowy 24 Hz jest przyspieszany do 25 kl./s. Innym sposobem wygładzania ruchu w filmach kinowych 24 Hz jest dodawanie klatek tak, aby zwiększyć częstotliwość odświeżania obrazu do 96 lub 120 Hz.

Jedynym sposobem sprawdzenia skuteczności działania opisywanych układów jest oglądanie dynamicznych scen, np. piłki tenisowej, przewijanych napisów, które pozwolą ocenić skuteczność zastosowanych układów. W większości telewizorów można je wyłączać, co na pewno pozwoli ocenić ich skuteczność działania. Zwiększanie częstotliwości odświeżania obrazu może powodować, że ruch obiektu jest za płynny i wydaje się zbyt naturalny, co powoduje, że mamy do czynienia z tzw. efektem teatru telewizji (oderwanie postaci od tła). Aby go zminimalizować, należy dostosować poziom aktywności systemu, w ybierając go z minimum 3 poziomów aktywności poprawy płynności ruchu.

Procesor w telewizorach

Każdy wyświetlacz o dużej rozdzielczości jest wyposażony w procesor obrazu, jednak tylko najlepsze procesory przetwarzają sygnały wideo tak, aby mogły zachować wszystkie niuanse i detale zawarte w materiale źródłowym, żeby obraz był najlepszej jakości. Ze względu na technikę Ultra HD i funkcje smart TV zwiększają się wymagania dotyczące mocy obliczeniowej procesorów. Liczba rdzeni jest zależna od liczby zadań, jakie mają wykonywać. W tańszych telewizorach procesory mają dwa, droższe cztery rdzenie. Procesor obrazu przetwarza także wszystkie sygnały wideo do nominalnej rozdzielczości wyświetlacza (skalowanie obrazu), realizuje funkcje poprawiające jakość obrazu, usuwa zniekształcenia spowodowane konwersją i przesyłaniem sygnału wideo. Każda z firm ma własne układy przetwarzania sygnału TV na obraz i poprawy jego jakości.

Największe moce obliczeniowej dotyczą telewizorów 8K, w których stosowane są algorytmy sztucznej inteligencji. Najnowsze procesory stale analizują przesyłane sygnały, aby poprawić jakość obrazu oraz dźwięku. Dzięki algorytmom głębokiego uczenia procesor wykrywa różnice między twarzami, tekstem i innymi elementami o wielu szczegółach, a następnie koryguje każdy element obrazu, poprawiając jego jakość.