GUIDA Tecnologia LCD e HDR spiegazioni

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Salve amici di Tom's, questa guida è per spiegare a grandi linee come funziona la tecnologia LCD e come scegliere al meglio un pannello di ultima generazione ( quali sono le cose importanti) e meno importanti da capire

Iniziamo con una spiegazione a grandi linee di cosa sia la tecnologia LCD e di come è fatta ( naturalmente a grandi liee).

N.B. Questa guida intende andare a spiegare a grandi linee la tecnologia LCD per una migliore comprensione del suo funzionamento, ci sono ovviamente altri filtri che si utilizzano nella costruzione dei pannelli, alcuni anche molto particolari che riguardano tecnologie e produzioni diverse, ma quello che interessa è il principio base ed è questo che andiamo a spiegare

LCD come funzionano?


Un pannello LCD è costruito da più parti ma prima di tutto da cosa è composto 1 pixel?

Un pixel è un piccolo rettangolo formato da 3 sub pixel uno rosso uno verde e uno blu ( da qui la dicitura RGB che sta appunto per red green e blue)
Uno schema semplice di come è fatto un pixel:

1705001823039.png

Affiancati in gran numero orizzontalmente e verticalmente formeranno uno schermo LCD; la risoluzione non è altro che il numero dei pixel in orizzontale e verticale che compongono uno schermo.

Questo numero è molto elevato, nel caso di una risoluzione 2160p a seconda della diagonale la dimensione di un pixel è di una frazione di millimetro, ed è ridotta ad 1/3 per quello che riguarda il subpixel.
Questo significa difficoltà per costruire effettivamente led di quella dimensione ( con le nuove tecnologie ci si riesce anche ma i costi sono ancora molto proibitivi per la commercializzazione su larga scala si chiamano micro LED e rap[presentano effettivamente il futuro)
Per questo si utilizza un "filtro" di colore con una retroilluminazione fatta di LED bianchi ( di dimensioni variabili)

Ma per fare modo che ogni sub pixel si illumini indipendentemente, con diverse intensità le cose iniziano a farsi più complesse, ecco come avviene la magia


La luce ha uno spettro elettrico e magnetico che si propaga in ogni direzione, può essere però polarizzata, con l'applicazione di un filtro, come si vede nell'immagine sottostante viene usato un filtro verticale che farà polarizzare la luce in maniera verticale!

Effetto_Polarizzazione_Chimicamo.png
Una volta ottenuta la luce polarizzata verticalmente si fa passare in mezzo ad una sostanza nota come "cristallo liquido"
I cristalli liquidi hanno delle particolari proprietà, tra queste quello di avere un allineamento come succede nei cristalli, ma anche una "mobilità" come avviene nei fluidi.
Applicando una corrente infatti si può cambiare la posizione di questi cristalli facendo variare in questo modo l'orientamento della luce polarizzata


Applicando un ulteriore filtro polarizzante (orizzontale) si otterrà che la luce che passa attraverso il filtro sarà di maggiore o minore intensità a seconda dell'angolo con cui viene deviata dai cristalli.
un immagine tridimensionale sarà più esplicativa

1705003584872.png

Se la luce uscirà dai cristalli orientata verticalmente il filtro orizzontale bloccherà tutta al luce determinato un sub-pixel completamente "spento" quindi nero, al contrario si otterrà un pixel completamente acceso.
La variazione dell'angolo polarizzato della luce farà variare anche la tonalità del colore risultante.

Moltiplicando per 3 questo schema si avrà finalmente 1 pixel con tutti e 3 i sub pixel che funzionano in maniera indipendente

Ecco come appare effettivamente.

1705003720163.png



Il modo in cui sono messi i cristalli e come vengono "orientati" e alimentati da una corrente elettrica determinerà la tecnologia costruttiva del pannello. Oggi sono 3 le principali tecnologie utilizzate che tutti conosciamo, IPS, VA ed infine TN

In effetti la tecnologia TN ormai sta cadendo sempre più in disuso, mentre prendono piede sempre maggiormente sia IPS che VA




Capito il concetto di funzionamento di un pannello dobbiamo capire il concetto di riproduzione del colore e di gammut cioè lo spazio di colore.

Questo viene rappresentato di solito da uno schema triangolare, dove gli apici rappresentano la massima saturazione possibile.

NB. Per avere una schema completo bisogna fare una rappresentazione tridimensionale che descrive anche le tonalità dei colori, ma per questa guida non è importante, basti sapere che ogni monitor ha una copertura di colore leggermente differente, più o meno ampia a seconda del tipo di pannello che si acquista.



1705057490760.png

Per le immagini in HDR viene di solito usato come riferimento lo standard DCI P3 (rappresentato dal triangolo con la linea continua.)

In passato la copertura del colore era molto più ristretta solitamente limitata allo spazio sRGB o per scopi di tipo professionale con altre coperture come Adobe RGB, oggi la gran parte dei monitor in commercio a meno che non si parli di prodotti molto scadenti si ha uno spazio di colore piuttosto ampio.

Ma cosa significa effettivamente?
Torniamo ai nostri sub-pixel rosso verde e blu, di cui abbiamo parlato sopra, ricordate?

Ogni colore avrà diverse tonalità e ogni tonalità corrisponde ad un valore ben preciso che attraverso un segnale digitale può essere rappresentato e riportato sul nostro diagramma
Un pannello a 8 bit significa nel sistema binario dei numeri significa esattamente 2 elevato a 8 = 256

In pratica per ogni singolo canale ( rosso verde o blu) può mostrare 256 tonalità diverse
Quindi 256x256x256 = 16 milioni di colori

Se il pannello supporta i 10 BIT i colori riproducibili si moltiplicano in maniera esponenziale

infatti 2 elevato a 10 = 1024
Che 1024³=1.073,741,824

Si passa da un pannello in grado di offrire "solo" 16 milioni di colori ad uno che ne può riprodurre più di un miliardo!

Un HDR di qualità avrà bisogno di un pannello a 10 bit ( non necessariamente nativi)

L'HDR è approdato prima sulle TV con diversi standard ( proprietari e non) questo ha portato anche un pò di caos per i consumatori che all'inizio ( e in parte anche ora) non capiscono bene cosa sia migliore, mentre i produttori si limitano nei monitor da gioco, a riportare la sigla ''HDR" o "HDR 10" spesso senza specificare niente altro e in moltissimi casi questi pannelli non sono in grado nemmeno di rispettare i più comuni standard qualitativi per ottenere un HDR anche solo lontanamente sufficiente!


A mettere in ordine nel caos ci ha pensato in parte VESA che rilascia una certificazione, che è basata sul raggiungimento di requisiti oggettivi.

Vediamo però anche qui per quello che riguarda l'HDR 400 degli standard piuttosto "blandi" che richiedono i seguenti requisiti

- Una gamma di colori con almeno 8 bit REALI ( specificheremo cosa significa)
- Un picco di luminanza che raggiunga i 400 cd/m²
- Presenza di Local dimming

Basti pensare che oggi un pannello SDR qualitativamente buono raggiunge abbastanza facilemnte i 350 nits ( che sono molto vicini ai 400 cd/m² richiesti)
Avere una certificazione VESA significa aver passato i test richiesti, ma non significa necessariamente avere un buon HDR specialmente se si tratta della certificazione 400


Si possono vedere tutti i requisiti della certificazione HDR qui:


Sia chiaro, è sempre un passo in avanti ed è sempre meglio prendere un monitor HDR certificato piuttosto che uno che non lo è ( anche per la gamma 400) ma di certo non ci si può aspettare un granchè sull'HDR da parte di questo tipo di pannelli.


Infatti già per certificazioni superiori si hanno parametri molto più stringenti ad esempio per la certificazione HDR 1000 si devono avere i seguenti requisiti:

- Profondità di colore a 10 bit
- possibilità di flash a schermo intero
- lunga durata delle luminanze
- Contrasto dinamico
- Local dimming

Se si considera quindi di prendere un prodotto e volete anche un buon HDR su pc o console è necessario valutare qualcosa di meglio del semplice HDR 400, meglio valurare prodotti con certificazione VESA HDR 600 o superiore

Ma cosa siggnifica 8 bit "reali"

Qui dobbiamo introdurre la tecnologia FRC ( Frame Rate Control)
Si tratta di una tecnica che aumenta il numero di colori riproducici su un pannello, attraverso una "mescolanza" di 2 colori con un alta frequenza per ottenere alla fine un colore "intermedio" che il pannello in realtà non potrebbe riprodurre nativamente

L'esempio in basso mostra abbastanza bene l'effetto.


E' bene specificare che oggi al livello "visivo" un pannello a 10 bit nativo non fa alcuna differenza con un pannello ad 8 bit + FRC per questo la certificazione VESA per l'HDR viene rilasciata anche su pannelli a 10 bit ( 8bit+FRC), ma viene ritenuta insufficiente per gli 8 bit (6bit+FRC)



Tecnologia VA con bassi tempi di risposta accoppiata al mini LED


In questo forum spesso si consigliano pannelli IPS per i vantaggi che tutti conoscono, che sono colori brillanti e fedeli, angoli di visuale ampi tempi di risposta orami simili ai vecchi TN.
Il tutto però con un contrasto che solitamente non supera i 1000:1, neri che son più "grigi molto scuri" che neri, e a volte un glow che può dare più o meno fastidio.

I pannelli VA invece pur avendo neri molti profondi e un contrasto di solito elevato peccavano in tutto il resto, in particolare sui tempi di risposta che portavano spesso ad avere in alcune situazione ghosting e black smearing,

Questa situazione sta per finire grazie ai nuovi pannelli VA SAMSUNG con il suo famoso G7 ma anche altri produttori stanno immettendo sul mercato pannelli con tempi di risposta molto validi.

Unito ad una retroilluminazione MINI LED i pannelli VA avranno un ruolo probabilmente fondamentale nei contenuti HDR.
Il nero profondo dei VA più un local dimming a moltissime zone unita alla laggiore luminanza che riescono ad offrire i mini LED sarà in futuro molto più facile trovare pannelli A basso costo con neri e contrasti molto profondi e con colori al livello dei pannelli IPS, ma finalmente con un VERO HDR


Se vi è piaciuta la guida o anche SE non vi è piaciuta fatecelo sapere nei commenti

Grazie e che la forza sia con voi

Crime
 
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bravo crime, post di livello.

peccato che ormai i ragazzi di adesso capiscano solo OLED senza nemmeno sapere perchè.

io sono della scuola LCD, MiniLED possibilmente IPS e con quantum dot, magari da HDR1000 in su,
gli OLED lasciamoli alle console.
 

crimescene

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bravo crime, post di livello.

peccato che ormai i ragazzi di adesso capiscano solo OLED senza nemmeno sapere perchè.

io sono della scuola LCD, MiniLED possibilmente IPS e con quantum dot, magari da HDR1000 in su,
gli OLED lasciamoli alle console.
grazie mille, sto creando un altro post che ripercorre l'importanza della scoperta del led BLU che ha portato alla costruzione degli schermi LED speriamo piaccia
 

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grazie mille, sto creando un altro post che ripercorre l'importanza della scoperta del led BLU che ha portato alla costruzione degli schermi LED speriamo piaccia
Attendiamo con interesse, prenditi il tempo che serve ;)
 

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