Шим в телевизорах что это

Пульсация экранов телевизоров

У подавляющего большинства современных телевизоров экраны мерцают, причём уровень пульсации составляет 100% (экран полностью гаснет и загорается). Это может приводить к усталости глаз, головным болям и обострению нервных заболеваний.

Если Вы посмотрите через камеру телефона на ряды телевизоров в магазине, скорее всего их экраны будут гореть ровно и никакой пульсации в виде бегущих по экрану полос видно не будет. Дело в том, что в магазинах интенсивность подсветки всех телевизоров всегда ставят на 100%. Дома это оказывается слишком ярко и интенсивность подсветки приходится снижать. И тут появляется пульсация.

На видео, замедленном в 40 раз (съёмка 1200 fps) экраны телевизоров LG 32LH570U (слева) и Sony KDL-32RE303 (справа) с подсветкой 30% выглядят так:

C помощью прибора Uprtek MK350D я измерил уровень пульсации экранов девятнадцати телевизоров в трёх магазинах. При измерении уровень подсветки устанавливался на 50% и на экран выводилось белое поле.

Результаты замеров неутешительны. 100-процентная пульсация подсветки обнаружена у следующих телевизоров:

Toshiba 32L5650VN
LG 32LJ510U
LG 32LH570U
LG 32LJ600U
LG 32LJ610V
LG 32LK6190PLA
LG 43LJ510V
LG 43LJ610V
Samsung UE32J4710AKXRU
Samsung UE40MU6103U
Philips 32PHS5302/60

У телевизора Hisense H32A5600 прибор показал уровень пульсации 36%, у телевизора LG 49SJ810U — 89%.

У всех протестированных телевизоров Sony пульсация оказалась меньше 5%:

Sony 32RE303 — 1.6%
Sony 32RE403B — 1.3%
Sony 32WD752S — 1.1%
Sony 32WD756BR — 1%

К моему удивлению, пульсация полностью отсутствовала у дешёвых китайских телевизоров Haier LE32B8500T и Haier LE39B8550T, но оказалось, что у них просто физически нет регулировки яркости подсветки, которая всегда горит на полную мощность.

Откуда же берётся пульсация? Источником света в ЖК-экранах современных телевизоров являются белые светодиоды. Когда яркость подсветки установлена на 100% и отключены эко-режимы, светодиоды питаются от постоянного напряжения и пульсация отсутствует. Регулировка яркости делается с помощью ШИМ (широтно-импульсной модуляции) — обычно светодиоды включаются и выключаются 100 раз в секунду. Когда 50% времени они горят, а 50% времени выключены, получается яркость 50%. Если горят одну десятую часть общего времени, получается 10%.

Важно понимать, что частота ШИМ не имеет ничего общего с частотой обновления экрана телевизора, которую часто указывают в характеристиках. Тип матрицы и расположение светодиодов также никак не связаны с пульсацией подсветки.

Чем выше частота ШИМ, тем менее заметна пульсация, но учёные считают, что на мозг влияют даже высокочастотные пульсации, которые не заметны визуально.

Из всех протестированных телевизоров обнаружился один — Hisense H32A5600, у которого частота ШИМ 200 Гц, а не 100. На замедленном видео отлично видно разницу.

Именно поэтому прибор, рассчитанный на пульсацию с частотой 100 Гц, показал 36%. На самом деле уровень пульсации у Hisense H32A5600 составляет те же 100% (экран полностью гаснет).

Очень интересное явление обнаружилось при тестировании довольно дорогого телевизора LG 49SJ810U, у которого прибор показал уровень пульсации 89%. По экрану с периодичностью 100 Гц идут волны затемнения. Судя по всему, это сделано для улучшения плавности движения.

Видно, как по экрану этого телевизора бегут тёмные волны, а телевизор рядом просто мигает ШИМ.

На самом деле нет никаких технических проблем в том, чтобы регулировать яркость светодиодов без ШИМ, просто меняя ток их питания. Судя по всему, в SONY сделано именно так. Увы, производители остальных телевизоров почему-то продолжают использовать ШИМ.

Кстати, на Youtube даже есть видео, где радиолюбитель объясняет, как переделать блок управления подсветкой телевизора, чтобы избавиться от пульсаций.

Проверить наличие видимой пульсации экрана телевизора очень просто. Уменьшите уровень подсветки до минимального (именно уровень подсветки, не яркость!). Покрутите карандашом перед экраном (см. карандашный тест). Если стробоскопического эффекта нет и вы видите размытое изображение карандаша, видимой пульсации нет (или её нет совсем или частота ШИМ выше 300 Гц). Если вы видите стробоскопичекий эффект — карандаш «распадается» на много карандашей, увы пульсация в наличии.

Способ избавиться от пульсации экрана ЖК-телевизора без его переделки только один — отключить все эко-режимы, установить уровень подсветки на 100% и снизить яркость для достижения комфортной картинки. Чёрный цвет при этом скорее всего станет серым и картинка будет более блёклой, зато не будет пульсации и глаза будут уставать меньше.

Источник

Что такое ШИМ в экранах и как это влияет на зрение

Широтно-импульсная модуляция или ШИМ — это один из способов, которым производители OLED-дисплеев могут регулировать их яркость. ШИМ считается простым (и экономичным) способом управления яркостью, но у него есть серьезные недостатки, например мерцание, которое может вызвать напряжение глаз и головные боли.

Прежде чем говорить о ШИМ, нужно пояснить основы этого явления. Существует два основных типа сигналов — аналоговый и цифровой. Аналоговые сигналы имеют степень интенсивности от 0% (выкл.) до 100% (максимум), что обеспечивает определенный диапазон точности при определении яркости экрана. С другой стороны, типы цифровых сигналов не имеют степени интенсивности — они просто выключены или включены. Это означает, что регулировка яркости невозможна само по себе, потому что в цифровом выражении подсветка либо включена, либо выключена.

Однако контроллеры цифровых сигналов дешевле, меньше по размеру, более энергоэффективны и проще в реализации, чем аналоговые контроллеры. Чтобы воспользоваться преимуществами контроллеров цифровых сигналов, сохраняя (и даже превосходя) аналоговую функциональность, используется ШИМ. ШИМ или широтно-импульсная модуляция — это очень быстрая частота включения / выключения цифрового сигнала для достижения результата, аналогичного тому, который может быть достигнут с обычным аналоговым сигналом. Например, если вам нужна яркость экрана 70%, вам просто нужно держать цифровой сигнал включенным в течение 70% времени и выключенным в течение 30% времени, когда экран включен. Это делается очень быстро, с частотой, измеряемой в герцах. Эта частота не воспринимается человеческим глазом, который обычно видит все, что мерцает быстрее 60 Гц (60 раз в секунду), как постоянное.

Однако некоторые люди чувствительны к мерцанию. Из-за мигания подсветки экрана с достаточно низкой частотой происходит множественное сокращение и расширение зрачков, что может вызывать усталость глаз, тошноту и головную боль. Высокие частоты влияют на глаз не так сильно благодаря порогу слияния мерцания человеческого глаза — эта функция глаза позволяет воспринимать свет, мерцающий с достаточно высокой частотой, так, будто он горит постоянно.

Чтобы свести к минимуму воздействие мерцания, специалисты рекомендуют не смотреть на дисплей в темноте — окружающий свет минимизирует амплитуду мерцания, которое достигает ваших глаз. Также избегайте флуоресцентного освещения, у которого есть собственное мерцание, сравнимое с частотой обновления дисплея. И не стоит держать экран близко к глазам, иначе заполнит большую часть вашего поля зрения, а периферийное зрение более чувствительно к мерцанию.

Еще советуют работать с дисплеем на максимальной яркости, поскольку это обеспечивает самый высокий рабочий цикл ШИМ, но эта рекомендация сомнительная — высокая яркость тоже не всегда безопасна для зрения, например, важно, чтобы вокруг было светло.

Хорошая новость заключается в том, что на ШИМ реагируют далеко не все. Если все-таки вы относитесь к чувствительным к ШИМ людям, то выбирайте гаджеты с IPS-экранами. Если очень хочется OLED, то вам нужны устройства с частотой модуляции 200–250 Гц. Еще можно попробовать уменьшить мерцание с помощью специальных приложений. А для чтения книг лучше брать специализированные электронные книги с технологией e-ink, а не смотреть подолгу в мерцающий экран смартфона.

Источник

Что такое ШИМ и реально ли эта технология опасна для зрения?

Возможно, вы слышали о ШИМ в контексте новых моделей телевизоров или мобильных устройств. У нее много противоречивых отзывов — разбираемся, почему так.

Современные дисплеи с OLED и AMOLED матрицами становятся популярны во всех устройствах: телевизорах, мониторах, смартфонах. При всех их достоинствах, есть и недостаток, о котором часто не говорят продавцы: пульсация экрана.

Что такое ШИМ?

ШИМ — это широтно-импульсная модуляция, технология, используемая в таких устройствах как мониторы, ноутбуки, смартфоны с OLED и AMOLED матрицами. Аналоговые контроллеры регулируют непосредственно яркость свечения светодиодов в в диапазоне от 0 до 100%. В OLED и AMOLED матрицах применяют цифровые контроллеры, которые используют как раз ШИМ: они могут либо включать, либо выключать светодиоды.

Например, если 100% времени светодиод включен, то яркость будет максимальной, если 50% времени, то яркость снижается вдвое. Поскольку мигание происходит очень быстро, вы визуально этого не замечаете: глаза как раз и «усредняют» картинку.

Чем опасен ШИМ?

Подобная технология, использующая высокочастотное мерцание светодиодов, негативно влияет на зрение, поскольку создает дополнительную нагрузку для глаз. Хотя вы не замечаете мерцания, глаза их тем не менее улавливают. У некоторых пользователей индивидуальная реакция может быть крайне негативной: резь в глазах, головокружение, тошнота и так далее.

Почему технологию ШИМ продолжают использовать?

Дело в том, что цифровые контроллеры гораздо меньше по размеру, чем аналоговые. А, значит, устройство можно делать более тонким и легким. Таким образом, в погоне за элегантным дизайном и снижением веса устройства производители считают, что с недостатками технологии вполне можно мириться.

Если вы заметили, что ваши глаза сильно устают после долгой работы за ноутбуком, компьютером или даже мобильным устройством, попробуйте увеличить яркость экрана. Часто пользовали идут по прямо противоположному пути: снижают яркость, там делая самым мерцание еще более заметным. ШИМ в значительной степени ощущается в темноте — в темное время суток не забывайте включать освещение или хотя бы фоновую подсветку в комнате. Тем более, что при высокой яркости пользоваться экраном без дополнительного освещения будет некомфортно.

Контролировать время проводимое за гаджетом полезно, прочитайте в нашем материале, как это сделать.

Источник

Мониторы без мерцания подсветки Flicker Free: что это такое и почему важно для зрения

Содержание

Содержание

В реалиях современного общества практически каждый проводит за компьютером по несколько часов, будь то работа или отдых. Это колоссальная нагрузка на глаза, которая в перспективе может обернуться ухудшением зрения и некоторыми другими проблемами. Разработчики стремятся сделать мониторы все более безопасными, поэтому на свет появляются различные технологии. В их числе и Flicker Free.

Что за мерцание и как оно получается

Многие пользователи не углубляются в принцип работы дисплеев, поэтому даже не представляют, что такое мерцание.

В большинстве современных экранов используются цифровые контроллеры. В отличие от аналоговых, у них есть всего два состояния — включено и выключено. Первое соответствует максимальному уровню подсветки, когда все светодиоды включены. Второе состояние — это выключенные светодиоды, и обычно оно соответствует минимальной яркости.

Возникает логичный вопрос, как же тогда реализовать промежуточные уровни яркости, например, в 40 % или 60 %? Решением этой проблемы стала ШИМ — широтно импульсная модуляция.

ШИМ — это процесс управления мощностью какого-либо сигнала путем пульсирующего включения или отключения.

Проще говоря, если очень быстро включать и отключать светодиоды, то можно настроить определенный уровень яркости.

У ШИМ есть несколько параметров — это частота и период. Например, если время между импульсами будет составлять всего 0,004 секунды (4 мс), то получим частоту мерцания в 250 Гц. Эти параметры в экранах мониторов и телевизоров обычно неизменны.

Если частота предопределена, как же регулируется яркость подсветки? За это отвечает такой параметр, как скважность. Он определяет, какую часть периода сигнал будет включен, а какую выключен. Например, скважность 100 % говорит о том, что сигнал непрерывен и подсветка работает на полную мощность. Скважность 50 % — лишь половина периода сигнал будет активным. Соответственно 0 % — светодиоды всегда в состоянии «выключено».

Изменение процента скважности в ШИМ визуально дает уменьшение и увеличение яркости дисплея. Поскольку частота импульсов достаточно высокая, то заметить эти переключения фактически невозможно. Однако это не значит, что наши глаза в принципе не замечают этого эффекта.

Влияние ШИМ на зрение

На самом деле глаза непроизвольно реагируют даже на высокочастотные импульсы. При достаточно долгом сидении за монитором у некоторых людей может появиться сильная усталость в глазах, головные боли и даже тошнота. У каждого человека индивидуальный порог, когда наступают эти эффекты.

В перспективе при постоянно сильной нагрузке на глаза пользователи могут столкнуться с ухудшением зрения, а также сухостью глазного яблока. При работе с компьютером или телефоном многие люди начинают реже моргать, что приводит к снижению выработки слезной жидкости. Ситуация дополнительно ухудшается, если вы носите контактные линзы.

Естественно, лучший способ предотвратить вышеописанные проблемы — снизить нагрузку. Однако офисные работники, программисты и другие специалисты вынуждены много времени проводить за компьютером или ноутбуком. В таких случаях на помощь приходят технологии для защиты глаз, в числе которых та самая Flicker Free.

Как определить, мерцает ли ваш монитор

После прочтения вы наверняка зададитесь вопросом, а есть ли мерцание в моем мониторе или ноутбуке? Проверить это можно несколькими способами.

Карандашный тест. Самый простой и доступный. Возьмите карандаш за кончик, расположите его напротив экрана и начните им махать как веером. Если появится эффект стробоскопа, когда от карандаша появляется след, а сам он визуально изгибается то в вашем дисплее работает ШИМ.

Обратите внимание, что больше всего ШИМ проявляется на уровне яркости ниже среднего, поэтому если эффект не заметен, уменьшите яркость экрана и повторите тест.

Съемка на камеру. Для этого вам понадобится гаджет с CMOS-матрицей и электронным затвором. Как правило, такие камеры устанавливаются в большинство смартфонов и планшетов. Наведите камеру на экран — если виднеются полосы, то в мониторе используется ШИМ.

Если телефон не распознает мерцание, возможно, яркость стоит слишком большой.

Таким образом, мерцание плохо влияет на глаза, так можно ли купить модели без ШИМ? Производители говорят что да, предлагая продукцию с Flicker Free.

Что такое Flicker Free

В переводе с английского эта технология означает «свободный от мерцания». Однако опытные пользователи спросят: действительно ли это другое решение или просто маркетинговое название? Ответ зависит от каждого конкретного монитора.

Первое, что вам необходимо знать — не существует стандартов, определяющих реализацию Flicker Free. Каждый производитель вправе трактовать работу этой функции так, как ему захочется. Именно поэтому надпись Flicker Free или Flicker Save еще не гарантирует, что мерцание действительно отсутствует.

В чем же может быть обман? На смартфонах с OLED используется ШИМ частотой 240 или 360 Гц. Это достаточно небольшой показатель, поэтому отдельные пользователи действительно могут замечать мигание. Если говорить о телевизорах и мониторах, то, например, в дисплеях с IPS обычно используется модуляция с ШИМ на 2 кГц. Визуально уже заметить мерцание не получится, но вышеописанные тесты со смартфоном или карандашом все еще помогают определить модуляцию.

Некоторые производители вешают ярлык Flicker Free на мониторы, в которых на самом деле имеется ШИМ. Фокус кроется в том, что попросту увеличивается частота, например, до 10–30 кГц. Это действительно снижает нагрузку на глаза, а такие мониторы способны пройти вышеописанные тесты даже на небольшой яркости.

Однако такой подход имеет несколько минусов. Во-первых, мерцание все равно остается, пусть и становится менее критичным. Во-вторых, высокие частоты ШИМ оказывают неблагоприятный эффект на работу LED подсветки. При активном переключении ресурс вырабатывается быстрее.

Как же узнать, какая частота ШИМ у вашего дисплея? Большинство производителей не оглашают эту информацию, поэтому приходится обращаться к обзорам или высокочувствительным осциллографам, которые определят частоту ШИМ. Например, для ASUS VivoBook Pro 15 N580VD это 21кГц, что можно назвать относительно безопасным показателем для глаз.

Не путайте частоту ШИМ и частоту обновления экрана. Последняя лежит в пределах 60-240 Гц

Если вы хотите узнать, какая частота ШИМ используется в экранах ноутбуков, то рекомендуем обязательно заглянуть на этот сайт. Там собрана одна из самых больших общедоступных баз.

Настоящим дисплеем с Flicker Free следует называть тот, в котором полностью отсутствует ШИМ. Главная особенность — использование светодиодов, яркость которых можно изменять путем подачи различного постоянного напряжения. Соответственно, независимо от уровня яркости, свет будет постоянным.

Такой подход максимально безопасен для глаз и позволяет сидеть за экраном дольше без усталости. Почему же производители не используют везде подсветку без ШИМ? Проблема в стоимости — широтно-импульсная модуляция банально дешевле в реализации.

Как найти мониторы с Flicker Free — большинство производителей в характеристиках указывают поддержку этой технологии. Samsung, AOC, BenQ, Asus и Philips уже продают мониторы с Flicker Free. Проблема в том, что достоверно не известно, используется там высокочастотная ШИМ или диоды с постоянным напряжением.

Рекомендуем проверять мерцание с помощью смартфона, выставив на мониторе или телевизоре минимальный уровень подсветки. Если характерных линий вы не заметите, значит, Flicker Free действительно работает, и вы можете не сомневаться в защите своих глаз от мерцания. Оптимальный вариант — проверить наличие ШИМ на спецоборудовании: продаются достаточно компактные устройства, которыми можно замерить процент ШИМ прямо в магазине.

Источник

Простой способ получения ”Flicker-Off”: «отключение» ШИМ мерцания подсветки LCD мониторов и телевизоров

Многие наверняка замечали, что за некоторыми мониторами глаза устают больше, чем за другими с такой же диагональю и разрешением.

Одной из причин этого может быть мерцание LED светодиодов подсветки монитора, вызванное ШИМ регулированием их яркости.

На habr.com уже было несколько статей, посвященных как описанию этого явления, например Пульсация экранов телевизоров и Увидеть пульсацию, так и методам борьбы с ним, например за счет увеличения частоты ШИМ подсветки Разгон подсветки монитора, или даже полной переделке подсветки (ссылки внутри статьи Как оценить пульсацию светодиодных ламп).

Очевидно, что подобные методы лечения требуют определенной прямизны рук, умения работать с напильником паяльником, и сопряжены с некоторым риском (и уж в любом случае потерей гарантии).

Однако иногда можно добиться вполне удовлетворительного результата, не вставая с дивана компьютерного кресла, ограничившись лишь подстройкой монитора, буквально «отключив» мерцание его подсветки (ну, или по крайней мере существенно его уменьшив). Так сказать, получить «Flicker-Off».

Причина использования ШИМ регулирования яркости

Дело в том, что при изменении величины тока через светодиод помимо его яркости, меняется и цветовая температура — при снижении тока она обычно уходит в синеву (в отличие от ламп накаливания, которые при работе «вполнакала» уходят в красноту). Но, в отличие от весьма инерционных ламп накаливания, LED светодиоды* практически безынерционные, время их включения и выключения менее миллисекунды, что позволяет регулировать их яркость за счет Широтно-импульсной модуляции (ШИМ, PWM).

Хотя визуально в первом случае мерцание можно будет заметить, а во втором скорее всего нет. «Такая вот загогулина»(с)

Теперь несколько слов о

Flicker-Free

Казалось бы тут все предельно ясно. Любой лингвист, читающий Шекспира в подлиннике, скажет, что flicker-free это «немерцающий», «свободный от мерцания». Ну а раз нет мерцания, то и нет проблемы мерцанием от ШИМ.

Однако с точки зрения техники это к сожалению не совсем так. Вернее так-то оно так, но не совсем, потому что иногда могут быть некоторые нюансы.

Например wikipedia нам сообщает кучу общих слов о Flicker-free, что «богатым и здоровым быть лучше, чем бедным и больным», и что «свобода* лучше, чем несвобода*» (*имеется в виду «свобода от мерцания»), при этом единственное имеющееся примечание идет на страничку о ШИМ, которую мы только что рассматривали. Никаких ссылок на внешние источники, например на отраслевые или международные стандарты. На wikipedia это совсем непохоже.

Причина этого в том, что общепризнанных стандартов по Flicker-Free до сих пор попросту нет. ВООБЩЕ НЕТ, Карл!

Ну, а «На нет и суда нет»(с), и каждый производитель вправе так называть все, что сочтет нужным, главное не забывать клеить соответствующий шильдик на видное место

Можно пойти ещё дальше, и сделать свою фирменную технологию свой фирменный шильдик, например Flicker-Safe.

Видимо имеется в виду, что с Flicker-Free просто нет мерцания, а с Flicker-Safe мерцания вообще нет. «Любой каприз за ваши деньги»© 😉

При этом рабочий монитор как правило эксплуатируется при невысокой яркости, а отсутствие ШИМ мерцания подсветки может гарантироваться нормироваться в каком-то диапазоне, например 100%-70% от максимальной.

Иногда изготовитель это указывает, хотя обычно «забывает» это сделать.

Иногда об этом можно узнать из тестов и обзоров.

В качестве примера цитата из такого обзора:

Обзор 31,5-дюймового 4K-монитора Samsung U32J590UQI
… Это единственная из известных на просторах Интернета полноценная 10-битная (без применения FRC) *VA-панель с диагональю 31,5 дюйма, разрешением 3840×2160 пикселей (стандарт 4K) и особой BGR-LED-подсветкой без мерцания (Flicker-free)…
… в диапазоне яркости 31-100 % ШИМ у U32J590uQI не используется, а при 0-30 % её частота составляет 250-260 Гц.

— А если изготовитель «забыл» указать другой диапазон рабочей яркости без ШИМ, например если мерцание отсутствует только при 100% подсветке — это Flicker-Free?
— А если до 60%?
— А до 30%? Впрочем, по поводу последнего мы уже знаем, что это «Flicker-Free» 🙂

— Частота ШИМ 10kHz — это Flicker Free?
— А 1kHz?
— А 240Hz?
— А 120Hz?

— Коэффициент заполнения ШИМ 25% при 1 kHz и яркости менее 50% — это Flicker Free?
— А 50%?
— А 90%? И даже если это только при 100% подсветке и 120Hz?

Можно долго рассуждать об этом, а изготовитель будет лепить надпись «по внутренним стандартам» потому что «он так видит».

И в то же время отсутствие этой надписи на старом мониторе ни о чем не говорит, например если монитор появился на рынке еще до начала моды на шильдики Flicker-Free, то у него такого шильдика не будет, впрочем как и мерцания может не быть* (а может и быть).

Как можно определить наличие ШИМ мерцания подсветки монитора

Конечно самые точные способы аппаратные, например с помощью спектрометров или хотя бы осциллографа с фотодиодом (об этом чуть ниже), некоторые из них описаны по ссылкам в начале статьи.

Но достаточно точно определить наличие ШИМ пульсации можно и подручными методами, без использования специального оборудования.

Классический способ — «Карандашный тест» мерцания экрана, см например,

Миф или правда: экраны современных телевизоров и мониторов не мерцают
… Предварительно выставьте желаемую яркость и лучше, если на экране будет белая заливка или, по крайней мере, очень светлая картинка.

Взяв карандаш за кончик, поводите им перед светящимся экраном как веером. Если след от карандаша размывается, то мерцания нет, если же след разделяется (выглядит как набор теней от нескольких карандашей), то ваш монитор мерцает. Чем отчётливее контуры, тем мерцание сильнее.

Некоторые люди могут достаточно точно определять наличие мерцания «на глаз», даже без карандаша. Я, например могу увидеть ощутить мерцание до 100-150 Hz периферийным зрением. Для этого нужно встать сбоку от светящегося экрана так, чтобы экран был практически за пределами зрения, а впереди был более темный фон. Если при этом возникает ощущение, что глаза «вываливаются» и как бы сами «поворачиваются в сторону экрана», то значит есть ШИМ с высокой скважностью и частотой до сотни герц. Конечно этот способ крайне субъективный и неточный, но иногда он может помочь, например на выставке или в торговом зале, когда более ничего недоступно.

Но ИМХО самый простой, объективный и весьма точный способ (вплоть до оценки частоты и скважности ШИМ) это тест с помощью любой фотокамеры с CMOS матрицей и электронным затвором.

Такие фотокамеры есть практически у всех, поскольку камеры с CMOS матрицей и электронным затвором как правило используются в смартфонах и планшетах*.

При желании можно сфотографировать экран монитора, тогда по фотографии можно оценить не только наличие или отсутствие мерцания подсветки, но и достаточно точно определить частоту ШИМ.

Как это можно сделать я описывал в своей старой статье Метод самостоятельного определения времени отклика LCD экрана монитора или телевизора (статья посвящена определению времени отклика матрицы, но та же методика расчета годится и для определения частоты ШИМ его подсветки).

Ну а если при съемке экрана выставить минимально возможную выдержку (максимальное ISO), то помимо частоты ШИМ можно достаточно точно оценить и его скважность (коэффициент заполнения) по относительной ширине светлых и темных полос на снимке.
Чем короче будет выдержка, тем более четкими получатся границы полос на экране, и тем точнее будет определение скважности, ну а шум и другие артефакты в данном случае не важны.

Об этом мы поговорим ниже, на примере рассмотрения конкретного монитора.

32″ монитор-телевизор Samsung LT T32E310EX

Тут всё просто — на момент покупки в конце 2016 года это был единственный имеющийся в продаже 32″ Full HD монитор*, который мне требовался, так что «При всем богатстве выбора иной альтернативы не было» (©Рекламный слоган).

Конечно тут уже всё не столь однозначно, и есть широчайшее поле для HolyWar, чего мне хотелось бы избежать при обсуждении этой статьи.
Если это действительно интересно (или если в обсуждении возникнет HolyWar), то я могу написать об этом отдельную статью, для которой у меня достаточно материала (хотя там в обсуждении наверняка будет Holy War).

Ну а пока скажу лишь, что я прекрасно понимаю, что FullHD это уже прошлое, а будущее за 4k (а может и выше), однако мы живем в настоящем, на стыке прошлого и будущего, и иногда пока оказывается предпочтительнее старый-добрый FullHD.

По поводу видимой пиксельной решетки FullHD процитирую себя с другого форума

Мониторы для чувствительных глаз (часть 2), #4702
. Samsung LT T32E310EX… С рабочего расстояния порядка 55-65см (вытянутой руки) пиксель 0.36 вижу, но «не замечаю»*.

Также отмечу, что выбор Samsung LT T32E310EX для меня оказался настолько удачным, что после приобретения своего кабинетного «рабоче-развлекательного» монитора (о нем я уже писал на habr-е в обсуждении статьи «Кабинет на квадратном метре», если будет интерес, то у меня есть материал на отдельную статью на эту тему) я приобрел еще два таких же монитора — второй сейчас используется как телевизор в спальне, а третий взял в запас в начале пандемии (чёрт его знает, чем все закончится, да и мониторы эти исчезают из продажи, так что пусть пока полежит).
На этом мне бы хотелось закрыть данный вопрос в рамках этой статьи.

Итак, возвращаемся к теме статьи.

Мерцание LED подсветки экрана и как с этим бороться

Сразу после покупки Samsung LT T32E310EX выяснилось, что LED подсветка его экрана мерцает при настройке рабочей яркости 100-120 кд/м 2 (ИМХО оптимальная яркость для рабочего кабинетного монитора), причем весьма заметно — я это вижу чувствую боковым зрением (см. выше).

Если для телевизора или мультимедийного монитора это могло бы быть приемлемо, то для рабочего монитора, за которым иногда проводишь больше половины суток, это ИМХО абсолютно недопустимо.

Впрочем, как я уже сказал выше, в данном случае это была не единственная проблема, вначале никак не удавалось разобраться с выводом изображения «пиксель-в-пиксель» (подробнее об этом в моей старой статье Тест для проверки цветового разрешения монитора или телевизора при подключении к компьютеру по цифровому видеоинтерфейсу).

Я уже почти смирился с тем, что Samsung LT T32E310EX переедет в спальню в качестве телевизора, ну а к тому моменту, когда удалось решить проблему с интерфейсом, мне удалось разобраться и с ШИМ.

Поэтому сейчас монитор Samsung LT T32E310EX занял свое место на рабочем столе, а в спальню пришлось покупать еще один такой же телевизор Samsung LT T32E310EX 🙂

Как отказалось, у Samsung LT T32E310EX настройка режимов изображения несколько отличная от «классической», идущей еще со времен CRT регулировки Яркости и Контраста.

В дополнение к регулировке Яркости и Контраста, здесь добавилась регулировка Подсветки.

В общем-то это вполне логично — если во времена CRT дисплеев настройка Яркости управляла максимальным анодным током (и т.о. уровнем белого), а Контрастность модуляцией на управляющем электроде, при этом непосредственно управлять уровнем черного не было технической возможности, то перешедшая «по наследству» в LCD традиционная регулировка Яркости управляет яркостью подсветки, а регулировка Контраста наклоном кривой вокруг какой-то средней точки, при этом глубину черного приходится подстраивать с помощью этих же регулировок.

В данном же случае настройка Подсветка регулирует яркость подсветки (вполне логично),

Яркость управляет глубиной черного (так сказать, «яркостью черного»),

а Контраст регулирует уровень белого (да, именно так!)

Вначале немного непривычно, но потом становится чрезвычайно удобно, и уже кажется вполне логичным*

Более того, благодаря «ИЛИ» в данном случае как раз и появляется возможность устранить ШИМ мерцание подсветки при невысокой рабочей яркости экрана!

БИНГО.

Чтобы не снижать коэффициент заполнения ШИМ подсветки менее 85-95% (об этом чуть ниже), мы просто не будем уменьшать настройку Подсветка ниже 18-20 эээ… «попугаев» (20 «попугаев» в данном случае её максимальное значение), а требуемую для офисной работы невысокую рабочую яркость экрана 100-125 кд/м 2 получим за счет существенного уменьшения настройки Контраст.

Очевидно, что неизбежной расплатой за это становится снижение Contrast Ratio между уровнем черного и уровнем белого, но «из двух зол», по сравнению с мерцающей подсветкой, это — ИМХО меньшее. Об этом чуть ниже.

Собственно говоря это — все. Дальше —

Настройка, тесты и замеры

Для начала проверим* уровень мерцания и коэффициент заполнения ШИМ подсветки при разных уровнях настройки Подсветка

Уровень подсветки 0-из-20 (минимальное значение), Коэффициент заполнения ШИМ 14,3% (поскольку при этом яркость экрана очень небольшая, то несмотря на ISO 800 выдержка получилась очень длинной 1/120 сек, поэтому полосы от ШИМ не видны)
Уровень подсветки 6-из-20, Коэффициент заполнения ШИМ 37,3% (выдержка 1/241 уже достаточно короткая, чтобы были заметны полосы от ШИМ)
Уровень подсветки 10-из-20, Коэффициент заполнения ШИМ 53,5%
Уровень подсветки 15-из-20, Коэффициент заполнения ШИМ 73,1%
Уровень подсветки 18-из-20, Коэффициент заполнения ШИМ 84,5% (на фото полосы еще заметны, но «карандашный тест» мерцания уже не фиксирует)
Уровень подсветки 20-из-20 (максимальное значение), Коэффициент заполнения ШИМ 91,3% (несмотря на коэффициент заполнения чуть менее 100% мерцания практически нет, полосы на фото незаметны даже при короткой выдержке 1/323сек, «карандашный тест» уверено проходится)

Краткие результаты теста

Для начала произведем настройку.

Уровни черного

Эту настройку можно произвести например по тестовой картинке Black level на сайте www.lagom.nl или другим аналогичным тестовым страничкам*

Еще фотографии настройки Black level здесь и здесь

После этого настраиваем рабочую

Яркость белого

Как я уже сказал, делать это будем только за счет регулировки Контраст, не трогая установленное максимальное значение Подсветка, равное 20-из-20.

Сначала в условиях реального освещения рабочего места (этот вопрос также заслуживает отдельного разговора) включаем на мониторе заливку белым (можно просто открыть пустую страницу в браузере), и уменьшаем значение регулировки Контраст, снижая тем самым яркость экрана до тех пор, пока белый перестает выглядеть «белым», и начинает казаться «светло-серым». Оставляем пока это значение, и продолжаем работать за компьютером. Весьма вероятно, что через какое-то время «светло-серый» снова станет выглядеть «белым», и можно попробовать еще немного уменьшить яркость экрана, уменьшив значение Контраст. Через какое-то время вы нащупаете свое оптимальное значение яркости экрана, и эту регулировку можно считать законченной.

Теперь можно проверить получившееся значение яркости экрана с помощью вышеупомянутого Contrast ratio test, ну а заодно и проверить, насколько сильно мы потеряли Contrast ratio из-за Подсветки, выставленной на 20-из-20.

Для полноценного проведения Contrast ratio test крайне желательна хорошая фотокамера, ну или хотя бы продвинутая мыльница с ручными регулировками, позволяющая сделать снимок экрана со «светящейся» заливкой черным в абсолютной темноте. При этом качество снимка и шумы не так важны, важна сама возможность сделать такую фотографию, чтобы на ней был хорошо различим «светящийся» черный экран. Мне для этого пришлось сделать несколько десятков снимков, чтобы выбрать из них несколько годных. Для этого даже пришлось сделать маску на камеру из черной картонки, чтобы убрать отражение фотокамеры в черном экране, подсвеченной этим самым черным экраном.

Впрочем, если вы не захотите делать полный Contrast ratio test, ограничившись лишь проверкой получившейся яркости белого поля, то можно всего этого и не делать, будет достаточно фотографии заливки белым, сделанной в соответствии с условиями теста (подробно описаны на его странице). Такую фотографию сделать конечно намного легче, чем с черным экраном.

Я все-таки сумел сделать требуемый комплект фотографий, и смог получить полноценный замер
Contrast ratio results for Samsung LT T32E310EX:

Итого оптимальная рабочая настройка для моего экземпляра монитора Samsung LT T32E310EX:

Поставленная задача решена —

Удалось добиться удовлетворительного значения рабочей яркости экрана при отсутствии мерцания его подсветки.

Осталось лишь проверить настройку.

Уровни белого

В данном случае ничего настраивать не потребуется, поскольку у нас автоматически получился огромный запас по яркости, можно просто формально провести тест White saturation или другой аналогичный тест Уровней белого.

Потребуется лишь вывести изображение теста, и убедиться, что все уровни белого вплоть до Level 254 хорошо различимы.

На этом грубую настойку монитора можно считать законченной, и нам остается посмотреть и при необходимости подрегулировать Баланс белого, Резкость, Gamma, Gamma Shift, ColourShift и другие параметры и тонкие настройки.

Впрочем, «Это уже совсем другая история»©, выходящая за рамки этой статьи.

Ну и в заключении ложка дегтя, которая может оказаться в бочке мёда некоторых мониторов с описываемой в статье «тройной» регулировкой параметров изображения Яркость / Контраст / Подсветка, а также ложка мёда, которая может хорошо подсластить некоторые мониторы с мерцающей подсветкой и с классической «двойной» регулировкой Яркость / Контраст.

Как я уже упоминал выше, через некоторое время после покупки Samsung LT T32E310EX я начал присматриваться к претендентам для его замены в будущем.

Мое внимание привлек монитор-телевизор следующего поколения с «изогнутым» экраном Samsung V32F390SIX, и я уже почти собрался его покупать, однако решил сначала проверить его на мерцание подсветки.

К сожалению оказалось, у него подсветка мерцает в т.ч. и при максимальном значении соответствующей настройки.

Не представляю, какое тут может быть рациональное объяснение.

Возможно, что Samsung не хочет создавать «внутреннюю конкуренцию» со своим чуть более дешевым «чисто» монитором (без телетюнера) с «титульным» Flicker Free Samsung C32F391FWI, у которого экран не мерцает в т.ч. и при снижении яркости подсветки.

В целом этот монитор мне тоже понравился, но к сожалению у него только один вход HDMI, а мне необходимо как минимум два с независимыми настройками параметров изображения*.

Интересно, что раньше и Samsung LT T32E310EX, и Samsung V32F390SIX на сайте Samsung.ru обозначались, как монитор-телевизоры, да и маркировка у них «мониторная», то сейчас на их сайте они обозначаются как просто телевизоры (вопреки собственно маркировке).

В общем маркетологи Samsung такие маркетологи…

В результате я пока взял в запас еще один Samsung LT T32E310EX, и жду дальнейшего развития событий на мониторном рынке.

Ну а теперь обещанная ложка мёда для некоторых мониторов с мерцающей подсветкой и с классической «двойной» регулировкой Яркость / Контраст.

Если на вашем мониторе с такой регулировкой параметров изображения при максимальной настройке яркости подсветка не мерцает, однако яркость экрана при этом слишком высока, а при снижении яркости до приемлемого для Вас уровня начинает мерцать подсветка, то можно попробовать выставить значение яркости, при котором подсветка не мерцает, а яркость экрана снизить до необходимого уровня за счет соответствующей настройки драйвера видеокарты.

Тут тоже важно не запутаться, что и куда двигать.

Для этого ИМХО стоит открыть в браузере упомянутые выше странички тестов Black level и White saturation, и в процессе изменения настройки следить, чтобы при этом не терялись максимальные и минимальные уровни черного и белого.

В моем случае (см screenshot выше) для снижения яркости нужно было сдвигать движок Контрастность влево, при этом изображение на экране становилась темнее (однако правый график при этом не изменялся).
Но на других видеокартах и других драйверах логика работы этой настройки может быть другой, так что следите за руками уровнями черного и белого.

Надо иметь в виду, что при таком способе регулировки мы расплачиваемся не только снижением Contrast ratio, как при предыдущем способе, но и теряем часть яркостного диапазона HDMI интерфейса, поэтому по возможности ИМХО лучше все же использовать способ с настройками монитора, а не драйвера.

₽.$. Дополнение

В обсуждении статьи уже после ее публикации eggstream напомнил еще один способ уменьшения яркости экрана за счёт регулировки RGB монитора — если уменьшить значения всех трёх каналов RGB, то и рабочая яркость экрана уменьшится. Одновременно можно подкорректировать и цветовую температуру монитора.

В отличие от регулировки через настройки драйвера, в этом случае не теряется часть яркостного диапазона HDMI интерфейса. Этот способ применим в т.ч. и для мониторов с классической «двойной» регулировкой Яркость / Контраст.
Главное чтобы в настройках монитора была регулировка RGB.

В заключении

Несколько слов о недостатках

Но к сожалению за все приходится платить, и как сказала Фаина Раневская «Всё приятное в этом мире либо вредно, либо аморально, либо ведет к ожирению» ©

Необходимо упомянуть и о нескольких побочных явлениях, недостатках данного способа «отключения» мерцания:

4000 часов) получим «лишнее» потребление 100 кВт⋅ч или около 500 рублей.
Много это или мало — судить вам (тем более что для вашего монитора цифры наверняка будут другими).
Ну а сколько было сожжено «тонн баррелей нефти», и уничтожено сотен гектаров леса — оставим Грете Тумберг.
₽.$. У меня вместе с монитором и компьютером (который кстати тоже потребляет энергию) автоматичеки включается 10-ваттная лампа «задней подсветки» стены за рабочим местом, дополнительная 5-ваттная USB LED-лента на на верхней кромке монитора для дополнительного освещения стены, а также 10-ваттная лампа сверху чуть правее головы для освещения клавиатуры и рабочего места. Слева окно с жалюзи и… еще одна лампа, включаемая вручную при необходимости. Ну и общее комнатное освещение — пять 10-ваттных ламп.
Ужас-ужас… Только Грете Тумберг об этом не говорите.

В статье использованы материалы обсуждений на forum.ixbt.com, в которых я принимал участие

Некоторые аспекты, касающиеся выбора монитора, настройки параметров его изображения, а также организации освещения рабочего места я затронул лишь вскользь, в той их части, где это непосредственно касается темы данной статьи.

Это безусловно заслуживает отдельного разговора.

Источник