О методике тестирования плазменных дисплеев
Часть I
Начнем с объективных показателей яркости и контрастности изображения, численные значения которых зависят от методики измерения. На рис. 1 показана типовая зависимость яркости плазменного дисплея от коэффициента его нагрузки. Он равен отношению среднего (за период смены полей) тока, потребляемого всеми пикселями PDP, к максимально реализуемому для них источником питания аппарата.
Рис.1
Рис.2
Рис.3
Рис.4
Рис.5
Если изображение представляет собой множество белых окон на черном фоне, то этот коэффициент равен отношению суммарной площади белых окон к площади всего экрана PDP и достигает 100% при демонстрации полностью белого поля. При увеличении коэффициента нагрузки выше, например, уровня 20% (зависит от эффективности системы охлаждения), средняя яркость изображения линейно снижается до минимума при полностью белом экране. Коэффициент нагрузки экрана, соответствующий уровню ограничения яркости, производителями обычно не сообщается. Известно лишь, что одним из методов измерения параметров яркости и контрастности может служить использование 15-процентной нагрузки PDP изображением, содержащим 16 равномерно распределенных белых зон с максимальной яркостью на черном фоне (рис. 2). Пример такого изображения, используемого при данном тестировании, показан на иллюстрации. При этом яркость определялась как среднее значение по 16 белым зонам, а контрастность как отношение средней яркости белых зон к яркости черного фона.
При измерениях устанавливалась максимальная контрастность при номинальной яркости изображения (использовался экспозиметр Studio фирмы Sekonic со специальной насадкой для измерения яркости). Перед обработкой результатов они были сверены с показаниями сертифицированного ОАО ВНИИТР яркомера L1009 фирмы LMT.
Читатели наверняка обратили внимание на широкое применение PDP в телестудиях. Не означает ли этот факт, что даже профессиональных телевизионщиков вполне устраивает качество изображения плазменных дисплеев? В отраслевом стандарте, разработанном АО ВНИИТР, содержится перечень 15 параметров, по которым производится субъективная оценка качества изображения и описание типовых дефектов, снижающих эти оценки. К ним для цветного изображения относятся «факелы», тянущиеся продолжения, окантовки и искажения цветопередачи по цветовому тону или насыщенности… Искажения цветопередачи оцениваются по 5-балльной системе следующим образом.
Оценка «очень плохо — 1» устанавливается в случае, если цвет практически отсутствует в то время, когда он должен быть.
Оценка «плохо — 2» устанавливается в случаях, когда цветность всех деталей изображения искажена настолько, что изображение не соответствует реальным цветам, хорошо известным зрителям и хранящимся в их памяти, если цветовые искажения мешают восприятию изображения, или при произвольных изменениях цвета фрагмента изображения.
Оценка «удовлетворительно — 3» устанавливается в случае, когда цветность деталей изображения незначительно отличается от цветности, хранящейся в памяти зрителя, цветовые искажения заметны, но не мешают восприятию изображения.
Оценка «хорошо — 4» устанавливается в случае, когда незначительно искажена цветность главной части изображения, а в целом цветовые искажения не мешают восприятию изображения.
Оценка «отлично — 5» устанавливается тогда, когда цветность изображения совпадает с цветностью, хранящейся в памяти человека, и изображение воспринимается как хорошее.
Забегая вперед, скажем, что поскольку все PDP тестируемой группы по перечисленным и иным критериям получили оценки в пределах 4–5, мы решили «расширить» их диапазон до 3–4–5 в принятой «звездной» системе и словами «высокое, отличное и превосходное» качество изображения. При выставлении этих оценок в качестве источника видеосигналов использовался DVD-плейер и тестовый DVD Video Essential с фрагментами кинофильмов, записанными с кодировкой 4:2:2. Некоторые кадры показаны на иллюстрациях (рис. 3–5). Кроме того, использовались тестовые изображения (ОСТ 58-19-99 «Таблицы цветные испытательные телевизионные…»).
Заметим, что вещательное телевидение не является для PDP серьезным и предпочтительным источником информации (узкополосность сигналов цветности на практике ограничивает четкость изображения, определяемую по штриховым мирам величиной 120 ТВЛ; влияет и несовпадение форматов изображения (4:3 и 16:9). Кроме того, не секрет, что плазма чаще всего используется как средство отображения в домашнем кинотеатре (широкоформатный видеомонитор). Поэтому оценке отображения простых композитных видеосигналов, звуковых каналов и TV-тюнера большого внимания не уделялось. Функциональные возможности (включая работу с компьютерной графикой) учтены при определении оценок в номинациях «конструкция» и «функции». Таким образом, основное внимание уделялось качеству цветного изображения, функциональным и коммуникационным возможностям тестируемых моделей.
Часть 2
Рис.6. Таблица ЦИТ-03-98 содержит
9 пар фрагментов малонасыщенного
и насыщенного цветов одного тона и используется для оценки верности цветопередачи.
Рис.7. Таблица ИТМ-02-97 имеет три ряда с участками штриховых мир, соответствующих разрешению 40, 80, 120 и 160 линий, и используется для оценки разрешающей способности в цвете.
Рис.8. Таблица ИТМ-06-98
Рис.3. Таблица ИТМ-06-98
Для того чтобы уточнить место, которое занимают PDP среди современных устройств отображения информации, имеет смысл более подробно обсудить вопрос о потенциальных источниках программ для этого вида аппаратуры с точки зрения разрешающей способности. Но сначала дадим пару определений, пользуясь стандартом «Техническая база производства телепродукции...»
Разрешающая способность по каналу яркости/цвету — способность ТВ-системы передавать и воспроизводить мелкие детали изображения с минимально допустимым (еще различимым) контрастом без изменения исходного цвета.
Четкость — способность ТВ-системы передавать и воспроизводить мелкие и средние детали изображения с максимально возможным контрастом. (Этот показатель никогда не публикуется, так как гораздо меньше разрешающей способности.)
Разрешающая способность Nн вдоль строк прежде всего зависит от верхней частоты Fв полосы пропускания каналов яркости и цветности, а также от пространственной дискретизации изображения (пикселизации экрана кинескопа, дисплея или проецируемого изображения). Так как длительность видимой на экране телевизионной строки у ТВ-систем с разверткой 625 строк/50 Гц составляет 52 мкс, разрешающая способность Nн по горизонтали может оцениваться простой формулой Nн = 104Fв. Аналогичный пересчет с учетом формата изображения применяется для оценки разрешения Nv по вертикали, так как физическое разрешение (количество пикселей на 1 мм) по горизонтали и вертикали у кинескопов считается одинаковым. Например, для обычного телевизора Nv = 3Nн/4 = 78Fв. При частотном методе оценки разрешающей способности и четкости изображения верхнюю частоту Fв часто определяют по уровню спада АЧХ –20 и –3 дБ соответственно.
Посмотрим, какую разрешающую способность приносят в наши квартиры хорошие источники «живого» видео.
— Вещательное телевидение (цифроаналоговые телецентры групп Iца и IIца, лучшие по ОСТ 58-21-00) — разрешающая способность по яркости/цвету 460/200 и 430/90 ТВЛ.
— Магнитная видеозапись формата S-VHS PAL (Fв = 5/0,65 МГц) — 400/50 ТВЛ.
— DVD с кодировкой 4:2:2 (Y/Cb/Cr, Fв = 5,5/2,8 МГц) — 440/220 ТВЛ, а с кодировкой 4:1:1 — 440/110 ТВЛ.
А как с показом цифрового телевидения в MPEG2, которое уже доступно с ресиверов спутникового ТВ и в ближайшем будущем появится в наземном телевещании и у нас (см. материал в рубрике «События»)?
К настоящему времени еще не закончена разработка международных стандартов цифрового телевидения DVB-S, DVB-C и DVB-T (Digital Video Broadcasting — Satellite, Cable и Terrestrial). Пока стандартизованы два формата телевидения высокой четкости с цифровым кодированием компонентных видеосигналов Y/Рb/Рr (HDTV-A, 1280x720 с прогрессивной разверткой, сокращенно 720р, и HDTV-В, 1920x1080 с чересстрочной разверткой, 1080i) и один формат стандартной четкости SDTV (720x480, 480р). Последний применяется для записи высококачественных DVD (видеосигналы Рb, Рr, прошедшие процедуру цифрового масштабирования, например, перед видеозаписью, обозначаются Cb, Cr и правильно отображаются с несколько отличающимися от Рb, Рr коэффициентами матрицирования). На практике встречаются и другие цифровые форматы, например, 480i, 525i, 575i, 625i, 750p, 1035i, 1125i с чересстрочной (i) и прогрессивной (р) разверткой. Заметим, что большинство PDP может работать в режиме Resize дополнительного сжатия компонентных видеосигналов, приводя их в соответствие со своей разрешающей способностью. Как правило, они поддерживают формат HDTV 1080i, так как он является обязательным в категории Shoot-Out для участников выставок Infocomm.
Что же касается спутникового ТВ, то качество изображения здесь далеко не всегда бывает отличным, так как напрямую зависит от количества каналов, передаваемых цифровыми транспондерами. Общая полоса частот для каждого из них обычно ограничена величиной 32 МГц. Поэтому, если транспондер передает до 4 каналов (таких крайне мало, так как это коммерчески невыгодно), то качество картинки превосходное, а если — более 10, то оно ухудшается до уровня VHS (240 линий) и ниже!
Продолжая разговор об особенностях тестирования плазменных панелей, более подробно остановимся на тонкостях применения тестовых изображений по ОСТ 58-19-99 «Таблицы цветные испытательные телевизионные...» Три таких таблицы — ЦИТ-03-98, ИТМ-02-97 и ИТМ-06-98, показаны на иллюстрациях (рис. 1–3).
Первая содержит 9 пар фрагментов малонасыщенного и насыщенного цветов одного тона: красного, оранжевого, желтого, зеленого-1, зеленого-2, морской волны, синего, фиолетового, пурпурного, а также белого и черного. Эта таблица использовалась для оценки верности цветопередачи, и все PDP с ней успешно справились. Соответствующий ЦИТ-03-98 видеосигнал PAL при этом формировался цифровой видеокамерой Sony DCR-TRV900E в режиме визирования таблицы при естественном освещении с точным балансом белого и подавался на S-video вход PDP. Как и следовало ожидать, этот способ оказался совершенно не пригодным при работе с таблицами для оценки разрешающей способности, так как дал разрешение в дополнительных цветах не более 80 ТВЛ, причем не известно, у кого — у TRV900 по S-выходу или PDP по S-входу. Поэтому таблицы ИТМ-02-97 и ИТМ-06-98 были сфотографированы цифровым фотоаппаратом с разрешением 1200x900, переписаны в персональный компьютер и уже с него отображались на PDP как файлы компьютерной графики. Результаты получились как минимум вдвое лучше.
Достоинством таблицы ИТМ-02-97 является наличие у нее трех рядов с участками штриховых мир, соответствующих разрешению 40, 80, 120 и 160 линий из насыщенных штрихов (основного и дополнительного к нему) зеленого и пурпурного, красного и голубого, синего и желтого цветов. Заметим, что цифры у штриховых участков тестовых таблиц соответствуют их количеству по вертикали, т.е. телевизионным линиям (ТВЛ) Nv = Н/D, где Н — высота рабочего поля таблицы, а D — ширина вертикальной линии при данной отметке Nv. Поэтому по горизонтали рабочего поля таблицы их помещается в 4/3 раза больше, а при точном совмещении по вертикали с экраном формата 16:9, т.е. с темными полосами по бокам, — в 16/9 раза больше по горизонтали экрана. Достоинством таблицы ИТМ-06-98 является возможность прямой оценки разрешения по вертикали и горизонтали в более широком диапазоне (от 30 до 240 ТВЛ), но здесь нет насыщенных штрихов зеленого и пурпурного цвета.
Купить плазму (Stereo&Video июль 2002)