Immagini in movimento: TV LCD vs TV OLED

Nel mercato TV dominano ormai da anni due tecnologie: LCD e OLED. I principali pregi e difetti di ciascuna sono ormai piuttosto noti a chi segue la tecnologia. C’è però un aspetto che viene trattato molto poco ma che è tutt’altro che marginale. Ci riferiamo alla gestione delle immagini in movimento, un aspetto piuttosto importante se pensiamo ad esempio allo sport o ai videogiochi, due tipologie di contenuti che praticamente sono composte quasi esclusivamente da movimenti repentini.

Piccola nota: il contenuto dell’articolo è valido per tutte le tipologie di LCD. Si parla perciò dei TV LCD più semplici, di quelli con Mini LED e una retroilluminazione sofisticata, di tutti i QLED, cioè gli LCD con Quantum Dot e di qualsiasi combinazione tra le tecnologie citate.

Le immagini in movimento: come funziona l’occhio umano

L’implementazione della tecnologia MEMC per le immagini in movimento su un TV Hisense

Per capire come funzionano i TV LCD e OLED e quali soluzioni sono state sviluppate per le immagini in movimento, occorre prima capire come funziona l’occhio umano. Quando si guarda un oggetto che si muove molto velocemente è difficile mantenerlo a fuoco. Lo si può notare facilmente muovendo una penna davanti agli occhi o guardando qualcosa che gira ad alta velocità. L’unico modo per ridurre la sfocatura è diminuire il tempo in cui gli oggetti in movimento persistono sulla retina.

Lo si può fare usando ad esempio delle luci intermittenti: l’oggetto si muove esattamente come prima ma persiste sulla retina per un tempo inferiore, favorendo una messa a fuoco sensibilmente migliore. Questi principi si applicano direttamente alla gestione delle immagini su display di qualsiasi tipo, che infatti mostrano una sfocatura più o meno pronunciata proprio in funzione della persistenza delle immagini su schermo.

LCD vs OLED: perché le immagini in movimento appaiono sfocate

L’implementazione della tecnologia Motionflow XR per le immagini in movimento su un TV Sony

I TV LCD e OLED condividono un aspetto molto importante: sono entrambe tecnologie “sample & hold“. Cosa significa? Le immagini che vediamo sono una sequenza di fotogrammi che si succedono per creare video in movimento. Durante il passaggio tra un fotogramma e il successivo sia gli LCD sia gli OLED mantengono sempre acceso lo schermo. Ogni fotogramma persiste quindi sul display fino a quando non viene sostituito dal successivo.

La persistenza su schermo implica anche persistenza sulla retina: l’occhio dello spettatore traduce questo funzionamento in una sfocatura che è più o meno pronunciata a seconda della velocità dell’azione che si dipana sul televisore. Di base la perdita di risoluzione in contenuti piuttosto veloci, come lo sport, è piuttosto netta: se pensiamo ad un TV Ultra HD da 3.840 x 2.160 pixel, il numero di linee effettivamente percepite a occhio può scendere fino a circa 300 dalle 2.160 contenute nella sorgente.

Non ci sono differenze tecniche tra i modelli in vendita: sia che si opti per il miglior OLED sul mercato sia che si acquisti un Mini LED a prezzo conveniente, il discorso non cambia. Di base il funzionamento è lo stesso per tutti i prodotti.

LCD vs OLED: le differenze che impattano sul risultato

L’implementazione della tecnologia MEMC per immagini in movimento su TV TCL

Come abbiamo visto le due tecnologie sono accomunate dallo stesso funzionamento di base. Ci sono però differenze importanti che hanno un diretto impatto sulla riproduzione delle immagini in movimento. Ci riferiamo alla reattività dei pannelli, quella che solitamente prende il nome di “tempo di risposta“. In pratica è la misura del tempo richiesto allo schermo per cambiare stato, cioè per passare da un colore all’altro o da bianco a nero.

Sugli OLED il tempo di risposta è quasi istantaneo: solitamente si parla di 0,03 millisecondi. Ciò significa che tutte le transizioni avvengono così rapidamente da non impattare in alcun modo sull’immagine. Gli LCD hanno invece tempi di risposta più lunghi, nell’ordine di qualche millisecondo a seconda del tipo di pannello (esistono vari tipi di LCD).

La tecnologia MEMC si usa anche sui proiettori come questo Xgimi

Gli LCD possono quindi alterare le immagini in rapido movimento con quello che si chiama “effetto scia“: in pratica gli schermi non hanno sempre una reattività sufficiente a seguire i rapidi movimento su schermo. Per questo motivo si possono generare scie dietro ad alcuni oggetti, ad esempio un pallone calciato con forza ad alta velocità o una pallina colpita da un tennista. Questo effetto si somma alla sfocatura, che come abbiamo visto è sempre presente e abbassa ulteriormente il livello di dettaglio.

Gli OLED sono dunque sempre i migliori? Non esattamente: l’altissima reattività ha infatti un piccolo effetto collaterale. Nei film, ripresi a 24 fotogrammi al secondo, il tempo di risposta così basso va in pratica a limitare un po’ la naturale sfocatura sempre presente nel materiale cinematografico, utile per camuffare la scarsa fluidità. In parole povere con un OLED è più facile notare qualche piccolo scatto legato proprio al ridotto numero di fotogrammi.

Immagini in movimento: le tecnologie per migliorare la qualità video

Per arginare i limiti tecnologi e le problematiche che abbiamo descritto, sono state sviluppate negli anni alcune tecnologie. Le principali sono due: interpolazione dei fotogrammi e “Black Frame Insertion (BFI)”. Entrambe si basano sul medesimo principio: ridurre la persistenza dei fotogrammi su schermo e quindi anche sulla retina. L’interpolazione dei fotogrammi sfrutta l’elettronica dei televisori per analizzare le immagini e creare nuovi fotogrammi che si aggiungono a quelli presenti originariamente nella sorgente.

In questo modo i singoli fotogrammi persistono su schermo per un tempo ridotto e si aumenta anche la fluidità. Solitamente ci sono varie regolazioni che consentono di scegliere quanto l’intervento deve risultare incisivo. Ad alti livelli la fluidità viene completamente alterata e solitamente si crea anche qualche artefatto. In tutti i casi la sfocatura diminuisce sensibilmente a tutto vantaggio del dettaglio percepito.

La tecnologia XR Motion Sony per le immagini in movimento

Come abbiamo scritto sopra, l’interpolazione si appoggia su un’analisi in tempo reale effettuata dall’elettronica. Per questo motivo è un processo che introduce un ritardo necessario ad effettuare tutte le elaborazioni del segnale. L’effetto è un aumento del ritardo nella risposta ai comandi, ininfluente quando si guardano contenuti video ma critico quando si parla di videogiochi. È proprio questa la ragione per cui solo pochi prodotti permettono di abilitare questa funzione nei giochi e solo nella modalità più basilare.

Il BFI opera invece in modo diverso: intervalla fotogrammi neri a quelli della sorgente in uso, raggiungendo così lo stesso scopo dell’interpolazione ma in modo diverso. La differenza principale è che qui la fluidità non viene alterata dato che non si aggiungono nuovi fotogrammi. La percezione di dettaglio aumenta anche in questo caso ma ci sono delle controindicazioni che in molti casi possono essere molto importanti.

La prima e più evidente consiste in un evidente calo della luminosità, che può arrivare praticamente a dimezzarsi. L’alternanza con i fotogrammi neri causa inoltre uno sfarfallio delle immagini che spesso è molto fastidioso e affaticante per la vista. Gran parte del risultato dipende dalla frequenza di funzionamento: sugli OLED è generalmente fissata a 60 Hz mentre sugli LCD può andare anche oltre (dipende dal modello). Teoricamente gli LCD sono quindi avvantaggiati perché una frequenza più alta riduce lo sfarfallio e abbatte meno la luminosità.

In linea di massima restano però i difetti citati che, mitigati o meno, si vedono tranquillamente a occhio nudo e sono lampanti anche per uno spettatore poco esperto, che ne vedrà senza difficoltà gli effetti. Per questo motivo riteniamo che il BFI sia una funzione da prendere in considerazione solo dopo prove dirette effettuate da ciascun utente, per capire quanto fastidio possano causare soggettivamente la diminuzione della luminosità e la perdita di stabilità delle immagini.