Hisense FSD jde proti proudu RGB Mini LED. Barevné filtry nepotřebuje

Hisense vyráží do boje o nejlepší zobrazovače s technologií Hisense FSD. V posledních letech se totiž souboj odehrával hlavně za samotným panelem. Výrobci zvyšovali počet stmívacích zón, přešli k Mini LED a nejnověji začali místo bílého podsvícení používat samostatně řízené červené, zelené a modré LED. Hisense teď ukazuje další možný krok. Technologie FSD odstraňuje z LCD panelu barevné filtry úplně a jednotlivé barvy zobrazuje postupně v čase.

Výrobce novinku ukázal i na veletrhu IFA, kde jinak jeho stánku pochopitelně dominovala technologie RGB Mini LED. FSD ale zaujme možná ještě o něco víc. Slibuje totiž výrazně vyšší světelnou účinnost a zároveň ukazuje, co dnes dokážou rychlé LCD panely, přesně řízené RGB podsvícení a moderní zpracování obrazu.

Myšlenka Field Sequential Display není nová. Podobnými displeji se výzkumníci zabývají už více než dvě desetiletí. Teprve rychlé LCD panely, RGB Mini LED podsvícení a moderní zpracování obrazu ale mohou odstranit některé z problémů, které dosud bránily jejich použití ve velkých televizorech. Hisense už navíc nezůstává jen u laboratorního experimentu. Funkční 85″ prototyp předvedl letos na veletrhu ISE a vývoji technologie se věnuje i čerstvá odborná studie.

Hisense FSD zahazuje RGB barevné filtry

Běžný LCD televizor vytváří barvy z bílého světla pomocí červených, zelených a modrých filtrů jednotlivých subpixelů. Právě princip, při kterém se propustí jen potřebná část spektra ale nevyhnutelně vede k tomu, že se značná část vyrobeného světla ztratí. Už RGB Mini LED televizory jako Sony BRAVIA True RGB tyto ztráty omezují tím, že filtrům dodávají světlo vhodnější barvy. Ačkoli totiž samotné podsvícení umí namíchat přesnou barvu, nedokáže zajistit přesný odstín pro každý pixel zvlášť. A tak i tady najdeme filtry.

Technologie Hisense FSD jde proto v zájmu zachování maximálního výkonu ještě dál. Filtry totiž odstraňuje úplně. V tomto případě totiž RGB Mini LED podsvícení vytváří jednotlivé barevné složky přímo a LCD je postupně moduluje v čase. Červený, zelený a modrý obraz se střídají tak rychle, že je lidský zrak spojí do výsledné barvy podobně jako v případě jednočipových DLP projektorů, které podobný trik používají už desítky let. Hisense proto mluví o přechodu od prostorového k časovému řízení barev.

Výsledkem má být ještě vyšší světelná účinnost. U profesionálního 85″ FSD displeje předvedeného na ISE výrobce uváděl jas až 4 000 nitů a až o 60 % nižší spotřebu proti tradičnímu řešení. Tato čísla nelze automaticky vztáhnout na budoucí televizory, dobře ale ukazují potenciál technologie.

Největším problémem jsou duhové artefakty

Pokud celý princip zní až podezřele výhodně, má to dobrý důvod. Field Sequential Color displeje mají jednu dlouho známou slabinu označovanou jako color breakup, tu uživatelé starších projektorů také znají velmi dobře. Léta mu totiž říkali duhový efekt. Červená, zelená a modrá složka totiž nevznikají současně. Při rychlém pohybu objektu nebo samotného oka se proto mohou jednotlivá barevná pole na sítnici mírně posunout. Na kontrastních hranách pak divák zahlédne krátké barevné kontury nebo duhové záblesky.

Ve světě AI není nutné skládat obraz jen z obyčejných RGB variant, zdroj: optica.org

Princip je velmi podobný jednočipovým DLP projektorům. U starších modelů postupně pouštělo před zobrazovací čip červené, zelené a modré světlo rotující barevné kolečko. U FSD jeho úlohu přebírá RGB Mini LED podsvícení, které jednotlivé barvy střídá elektronicky. Čím rychleji se celý barevný cyklus zopakuje, tím menší šanci má oko jednotlivé složky od sebe rozeznat. I proto se s postupně rychlejšími barevnými kolečky stal duhový efekt u DLP podstatně menším tématem.

Hisense u FSD uvádí frekvenci až 360 Hz. Pokud jde, jak předpokládáme, o rychlost jednotlivých barevných polí, připadá na každý výsledný 120Hz obraz jedna červená, zelená a modrá fáze. Samotná rychlost přitom ještě není zárukou neviditelné duhy. Pozdější DLP projektory dokázaly celý RGB cyklus během jediného 60Hz snímku zopakovat několikrát. Výhodou FSD je ale mnohem větší volnost elektronického řízení. Hisense nemusí barvy pouze dokola střídat v pořadí červená, zelená a modrá, ale může jejich průběh upravovat tak, aby color breakup dále potlačil.

S artefakty pomáhá i neuronová síť

Že Hisense problém rozpadu barev bere vážně, ukazuje i čerstvá odborná práce publikovaná v časopise Optics Express. Výzkumníci v ní experimentovali přímo s 85″ 4K FSC-LCD televizorem Hisense vybaveným Mini LED podsvícením s 2 016 zónami. Namísto jednoduchého střídání tří čistých červených, zelených a modrých polí používá experimentální systém architekturu DMB-FSC. Ta pracuje se dvěma smíšenými barevnými poli a zbývající modrou složkou. Cílem je omezit současně color breakup, barevné odchylky i blikání.

Do hry vstupuje také lehká neuronová síť Nano RepVGG, která pomáhá vhodné parametry podsvícení pro mix jednotlivých barev určovat v reálném čase. Autoři studie uvádějí dobu inference, tedy čas potřebný k výpočtu výsledku neuronové sítě, pouhých 0,65 ms. Umělá inteligence tady tedy neslouží k rozpoznávání objektů nebo úpravě obrazu podle jeho obsahu, ale pomáhá řešit jeden ze základních fyzikálních problémů samotného zobrazovacího principu.

Zajímavý je také použitý hardware. Experimentální televizor přijímal obraz prostřednictvím HDMI 2.1 při 240 Hz. Protože jeden výsledný barevný snímek tvořila trojice po sobě jdoucích polí, výsledná frekvence činila 80 Hz. To zároveň ukazuje, jak vysoké nároky FSD klade na rychlost panelu i celé elektroniky.

Dvacet let starý nápad konečně dostal vhodný hardware

Hisense zatím neoznámil spotřebitelský televizor využívající FSD, jeho cenu ani termín případného uvedení na trh. První veřejně předvedený 85″ model míří do profesionálního segmentu, kde se vysoká světelná účinnost hodí především. Překračovat jas 4000 nitů totiž v domácnosti velký smysl nemá. Naproti tomu například u displejů ve výlohách přijde extrémní jas vhod. Důležitost energetické efektivity ale pálí všechny. Nejvíce ji přitom ocení provozovatelé reklamních poutačů, které běží leckdy téměř 24/7.

Aktuálně technologie míří především na komerční zobrazovače, zdroj: linkedin Hisense

Právě energetická účinnost tak může být pro FSD nakonec důležitější než samotné honění rekordního jasu. Hisense u profesionálního 85″ modelu uvádí až o 60 % nižší spotřebu oproti tradičním řešením. Pokud by se podobnou úsporu podařilo přenést i do běžných televizorů, začíná být technologie zajímavá hlavně s rostoucí úhlopříčkou. U obřích Mini LED televizorů už totiž není otázkou jen to, kolik světla dokážou vyrobit, ale také kolik energie při tom spotřebují.

Současný vývoj RGB Mini LED navíc dává starému principu šanci, kterou dříve neměl. Field-sequential LCD výzkumníci zkoušejí desítky let, jenže teprve dnešní rychlé panely, přesně řiditelné RGB podsvícení a dostatečně výkonná elektronika umožňují jeho největší slabiny řešit v reálném čase. Nechme se překvapit, jestli si přínos technologie v dohledné době užijeme i v obývácích, nebo zda do té doby dostanou rozumnější cenovky skutečné MicroLED panely, které aktuálně představují nepřekonatelný obrazový etalon.

Zdroje: hisense.com, hisense.com, it.hisense.com, opg.optica.org, researchgate.net