Телевизоры с жидкокристаллическими экранами пришли на смену устаревшим электронно-лучевым трубкам. Новые технологии позволили улучшить качество изображения. Одним из ключевых параметров стал тип развертки - прогрессивный или чересстрочный. Давайте разберемся, в чем их отличие и преимущества каждого метода.
История возникновения прогрессивной развертки
В конце XX века на смену телевизорам с электронно-лучевыми трубками пришли компьютерные мониторы на основе ЭЛТ. Они использовали аналогичный метод чересстрочной развертки, как и в телевидении того времени. Однако для комфортной работы с текстом на экране монитора мерцающая картинка была неудобна - быстро уставали глаза.
Поэтому разработчики стали применять в мониторах прогрессивную развертку. Все строки изображения выводились на экран последовательно, за один проход. Это позволило добиться более четкого и устойчивого изображения текста и графики без эффекта мерцания.
Переход к прогрессивной развертке в компьютерных мониторах был обусловлен необходимостью повышения четкости текста и уменьшения нагрузки на зрение пользователя.
Появление в 1990-х годах жидкокристаллических дисплеев с цифровой обработкой видеосигнала также потребовало использования прогрессивного метода. Это было связано с принципиально иным построением изображения в ЖК-матрице по сравнению с электронно-лучевой трубкой.
Кроме ЖК-дисплеев, прогрессивная развертка стала применяться в плазменных панелях, OLED-дисплеях. Для них характерно формирование цифрового сигнала, что исключает возможность чересстрочной развертки без дополнительной обработки.
Принцип работы прогрессивной развертки
В основе технологии прогрессивной развертки лежит последовательный, построчный вывод изображения на экран. В отличие от чересстрочного метода, где кадр делится на четные и нечетные строки (полукадры), здесь каждая строка выводится следом за предыдущей, за один проход электронного луча.
Таким образом, изображение формируется целиком, без разбивки на полукадры. Это позволяет повысить частоту смены кадров с 25 до 50 Гц и выше. Картинка становится более плавной и детализированной.
- Построчный вывод всех строк кадра
- Отсутствие деления на полукадры
- Повышение частоты кадров
Так работает прогрессивная развертка в современных ЖК, OLED и плазменных дисплеях. Этот принцип обеспечивает высокое качество изображения.
Преимущества прогрессивной развертки
К основным достоинствам прогрессивной развертки по сравнению с чересстрочным методом относятся:
- Отсутствие эффекта гребенки при быстром горизонтальном движении объектов на экране.
- Плавность линий, отсутствие мерцания.
- Увеличение количества строк в кадре в 2 раза.
- Лучшая передача динамичных сцен и движения.
- Повышенная четкость и детализация изображения.
Кроме того, прогрессивный сигнал не требует дополнительной обработки (деинтерлейсинга), может масштабироваться до максимально возможного разрешения дисплея без потери качества.
В целом, прогрессивная развертка создает более комфортный просмотр, меньше утомляет зрение при длительной работе с экраном.
Главное преимущество прогрессивной развертки - это высокая четкость и плавность изображения, отсутствие видимой фрагментации кадра.
Эти качества особенно важны для динамичного видеоконтента, компьютерной графики, интерфейсов с мелким текстом.
Технические стандарты и обозначения
Для прогрессивной развертки определены следующие основные стандарты, отличающиеся разрешением и частотой кадров:
| 480p | 720x480 пикселей, 60 Гц |
| 576p | 768x576 пикселей, 50 Гц |
| 720p | 1280x720 пикселей, 60 Гц |
| 1080p | 1920x1080 пикселей, 60 Гц |
Буква "p" обозначает progressive scan - прогрессивную развертку. Для чересстрочных стандартов вместо нее используется буква "i" - interlaced scan.
В Европе принято указывать разрешение и частоту кадров через дробь, например 1080i/50 - 1080 строк с чересстрочной разверткой и 50 Гц.
Современные ЖК телевизоры с прогрессивной разверткой поддерживают все распространенные стандарты для обеспечения совместимости с различными источниками видеосигнала.
Таким образом, прогрессивная развертка имеет ряд технических стандартов, позволяющих гибко настраивать параметры изображения. Выбор конкретного стандарта зависит от требований к детализации и плавности картинки.
Прогрессивная развертка в современных ЖК телевизорах
Современные жидкокристаллические телевизоры оптимизированы для работы с прогрессивной разверткой. В отличие от ЭЛТ они формируют изображение путем управления яркостью каждого пикселя матрицы, а не построчно.
Поэтому ЖК-панели не вносят искажений в прогрессивный сигнал, воспроизводя его с исходным качеством. Поддерживаются все распространенные стандарты прогрессивной развертки - от 720p до 4K.
Более того, производители ЖК телевизоров реализуют специальные технологии, повышающие плавность изображения при прогрессивной развертке. К ним относятся, например, увеличение частоты кадров до 100 Гц и выше.
Выбор ЖК телевизора с прогрессивной разверткой
При выборе ЖК телевизора рекомендуется обращать внимание на следующие характеристики прогрессивной развертки:
- Поддерживаемые стандарты (1080p, 4K p).
- Максимальная частота кадров (100 Гц, 120 Гц).
- Время отклика матрицы (5 мс и ниже).
- Наличие технологий улучшения качества изображения.
Чем выше разрешение и частота кадров, тем выше плавность и детальность картинки при прогрессивной развертке.
Прогрессивная развертка для игровых приставок и ПК
Игровые приставки и персональные компьютеры также широко используют возможности прогрессивной развертки для вывода изображения на современные телевизоры и мониторы.
Приставки подключаются по HDMI и поддерживают режимы 1080p или 4K для обеспечения максимально плавного и четкого изображения в играх.
Персональные компьютеры могут выводить прогрессивный сигнал через HDMI или DVI в стандартах 1080p и выше. Это позволяет комфортно работать с мелким текстом, детализированной графикой.
Прогрессивная развертка в видеокамерах
Современные цифровые видеокамеры также поддерживают съемку видео с прогрессивной разверткой в форматах 720p, 1080p и 4K.
Это позволяет добиться высокой четкости и плавности даже при съемке динамичных объектов благодаря отсутствию эффекта чересстрочности. Кроме того, отпадает необходимость в деинтерлейсинге при последующей обработке записанного видео.
Также прогрессивная развертка применяется в современных цифровых фотоаппаратах для повышения качества снимков при съемке движущихся объектов.
Прогрессивная развертка в кинематографе
В профессиональном кинематографе прогрессивная развертка применяется при съемке на цифровые кинокамеры и последующем монтаже фильмов в цифровом формате.
Это позволяет сохранить максимально возможное качество изображения на всех этапах производства фильма вплоть до цифровой трансляции в кинотеатрах.
Кроме того, телевизионное вещание стандарта Ultra HD с прогрессивной разверткой и частотой до 60 кадров в секунду обеспечивает зрителям уровень качества, сопоставимый с полноценным кинопоказом.
Минусы и ограничения прогрессивной развертки
Несмотря на множество преимуществ, у прогрессивной развертки есть и определенные недостатки:
- Требует большей полосы пропускания для передачи сигнала.
- Нецелесообразна для аналогового эфирного вещания.
- Увеличивает объем данных при записи видео.
- Нуждается в высокоскоростных цифровых интерфейсах.
- Повышает стоимость оборудования.
Поэтому в ряде областей, где критичны пропускная способность или стоимость, все еще применяется чересстрочная развертка.
Прогрессивная развертка и аналоговое ТВ
Для аналогового эфирного телевещания прогрессивная развертка неэффективна. Увеличенная ширина полосы частот потребовала бы расширения каналов вещания, что технически сложно реализуемо.
Требования к пропускной способности
По сравнению с чересстрочной разверткой, прогрессивная требует примерно в 2 раза большей пропускной способности линий связи при той же частоте кадров. Поэтому на практике часто приходится идти на компромиссы.
Перспективы прогрессивной развертки
Какие перспективы и тенденции развития ждут прогрессивную развертку в будущем?
Рост частоты кадров
Ожидается дальнейшее увеличение частоты смены кадров при прогрессивной развертке - до 120, 240 Гц и выше. Это повысит плавность отображения движения.
Увеличение разрешения
Будут распространяться более высокие стандарты разрешения - 8K, 16K при сохранении прогрессивной развертки. Это обеспечит чрезвычайную детализацию изображения.
Скоростные цифровые интерфейсы
Для передачи огромных объемов видеоданных потребуются новые скоростные цифровые интерфейсы, совместимые с прогрессивной разверткой.
Сжатие видео без потерь
Для снижения требований к пропускной способности будут совершенствоваться алгоритмы сжатия видео без потери качества изображения с прогрессивной разверткой.
Виртуальная и дополненная реальность
Прогрессивная развертка станет основой для формирования изображения в устройствах виртуальной и дополненной реальности, где критична плавность и отклик.
