27 de abril de 2010

Refresh rate

Quantos Hz!!!  Afinal o que são, e para que servem estes Hz? Para que tanta variedade? Qual a influência na qualidade da imagem? É diferente conforme a tecnologia?

Estes números representam o refresh rate, a taxa de atualização de imagens numa tela. Como o Hz (Hertz) é ciclos por segundo, o refresh rate é o número de vezes em que imagens são colocadas numa tela em 1 segundo.

Antes de continuar, seria melhor entender como as imagens são produzidas numa tela. Se desejar, veja Produção de imagem na tela em Tecnologias de display HD.

Filme: No filme, a imagem em movimento é produzida através de 24Fps (Frames per second - quadros por segundo), que é conhecido como Frame rate. É a sequência de 24 imagens estáticas em 1 segundo. A princípio o frame rate deveria ser igual ao refresh rate, mas quase sempre são diferentes. No caso do filme, em geral, cada quadro é iluminado 2 ou 3 vezes, para oferecer maior conforto visual, ou seja, tem refresh rate de 48Hz ou 72Hz. Apesar de ser 16Fps, a menor frequência em que um movimento contínuo é sentido pelo ser humano, foi definido 24Fps em filme, depois da introdução de som, devido a razão técnica-financeira.

Display de CRT: Em display de CRT, devido a limitação tecnológica da época do desenvolvimento nos anos de 1920, era difícil rodar o display diferente de múltiplo de frequência da rede elétrica de 60Hz (NTSC) e de 50Hz na Europa (PAL, SECAM), por causa do sincronismo. Considerando a economia na banda de frequência utilizada na transmissão, e problema do flicker no display, foi decidida a divisão de 1 frame (imagem completa) em 2 campos (fields) de imagens, um de linhas ímpares e outro de pares (entrelaçados, veja 1080i 1080p), assim cada campo teria 30fps (fields per second), totalizando 60fps, ou seja refresh rate de 60Hz, equivalente a frame rate de 30Fps (Frame per second). Depois da introdução da cor, para evitar interferência entre subportadora de croma e portadora de som, houve ligeira alteração, em valor exato para 29.97fps e 59.94fps, mas usualmente mencionado ainda como 30 e 60 arrendondado.


Flicker é um efeito em que a tela apagada, no intervalo entre refresh, se torna visível em baixo refresh rate. A visibilidade deste efeito depende também da tecnologia do display (principalmente de fósforo como CRT e plasma) e da iluminação, e é sentido mais nas bordas do que no centro da visão, por isso é mais crítico em monitor CRT de PC, pois o usuário fica bem próximo da tela (numa lâmpada fluorescente, de vez em quando, pode sentir que está piscando, mas se olhar direto, não consegue perceber). Um bom refresh rate é considerado entre 75Hz a 200Hz, desde que o display consiga suportar (CRT é limitado). Display de LCD que utiliza backlight de lâmpada fluorescente, tem flicker da própria lâmpada, provocado pela alimentação em torno de 200Hz.

Visão humana: A nossa visão e a mente são bem complexas. Na natureza o movimento é contínuo, e o olho não tem frame rate, tem a persistência da visão, que é o processo em que a retina e o cérebro retêm a imagem por um breve momento de tempo. Como vimos acima, para iludir o cérebro de que a imagem tem movimento, sem sentir o flicker, é necessário pelo menos de 16 quadros por segundo. Nas tecnologias de LCD com backlight de LED e projetores de imagem com lâmpadas incandescentes ou de arco (UHP), não há produção de flicker, mas é necessário criar para que o espectador não sinta um desconforto e fadiga visual. Mesmo que o consciente não perceba, incomoda o subconsciente. Realmente é bem complicado adaptar o artificial no natural.

Conversão Filme-Display

Agora imagine converter o 24Fps de um filme em refresh rate de 60Hz do display. No caso da Europa em que o refresh rate é de 50Hz (25fps) é bem mais simples, pois é só aumentar em menos de 4% a velocidade e consegue compatibilizar (a mudança na imagem e som é praticamente imperceptível), fazendo 2-2 pull-down, onde cada quadro é repetido 2 vezes. Em 60Hz é utilizada a técnica chamada 2-3 pull-down.

2-3 pull-down: Nesta técnica, 1 quadro é repetido 2 vezes e o próximo 3 vezes, ou seja, a cada 2 quadros são gerados 5 refresh, em 24 quadros são gerados 60 refresh, portanto com frame rate de 24Fps, foi gerado refresh rate de 60Hz, compatibilizando com o display. Por não ter a mesma quantidade repetida de cada quadro, acaba gerando um artefato visual conhecido como judder, tipo vibração ou solavanco, dependendo da cena.


Nos displays modernos, a utilização de refresh rate de 120Hz se tornou ideal, pois é múltiplo de 24 e de 30, eliminando o artefato de judder. Assim um filme de Blu-ray disc gravado em 24Fps, é possível assistir sem o artefato nos displays de 120Hz (5-5 pull-down). No caso do filme 3D, o ideal seria de 240Hz, por ter imagem dobrada em frame sequential (esquerda e direita). Não é aplicável esta técnica na Europa, pois o mínimo múltiplo comum de 24 e 25 é 600.

Refresh rate em LCD e Plasma

Para entender melhor as diferenças das tecnologias de LCD e plasma, veja Tecnologias de display HD.

LCD: A tecnologia LCD tem tempo de resposta baixo e para reduzir os problemas das imagens em movimentos rápidos, é aumentado o refresh rate. Alguns fabricantes inserem refresh de backlight apagada para aumentar o contraste, e neste caso não deveria ser computado como refresh rate (pois não há imagem), mas sim uma espécie de flicker, mas é normal incluir. O melhor é solicitar esclarecimento, quando se vê anúncio com refresh rate de 120Hz, 240Hz, 480Hz. Muitos televisores têm tecnologias que criam imagens intermediárias, como motionflow da Sony. Veja na ilustração, 60Hz é normal, motionflow de 120Hz insere uma imagem e motionflow de 240Hz, três imagens. O HDTV Sony, KDL-40NX800 com backlight de LED, que será lançado no próximo mês no Japão, tem motionflow de 240Hz.


Plasma: Os fabricantes não mencionavam o refresh rate dos displays de plasma, pois normalmente é de 60Hz, alguns modelos disponibilizam também 48Hz e 96Hz, mas atualmente anunciam como 480Hz, 600Hz, por causa da propaganda do LCD. Estes números não são refresh rate de verdade, pois referem-se a tecnologia de plasma, são sub-fields drive frequency, que no caso de 480Hz é quebrado em 8 sub-fields de 60Hz, e 600Hz em 10 sub-fields. Como o display de plasma tem tempo de resposta super rápido, não tem o mesmo problema do LCD, estes sub-fields são piscadas (flash) de dots, para melhorar o contraste e a qualidade da imagem. Na ilustração, HDTV de plasma da Panasonic, modelo TH-P50GZ que tem refresh rate de 48Hz, 60Hz e 96Hz.

Conclusão: Como pode ver, é um assunto bem complexo, pois hoje tem tecnologia suficiente para criar padrões, reduzindo variedade de refresh rate, mas não podem ser ignorados tudo que já existem, como conteúdos, televisores, transmissões de TV, etc. Além de tantas coisas, depende também da tecnologia de cada display. Não vá atrás só de número alto. Analise bem cada TV e faça uma boa comparação, pois cada série de um mesmo fabricante tem tecnologias e recursos diferentes e obviamente, preços diferentes. A substituição do display de LCD pelas novas tecnologias como OLED, poderia reduzir e criar novos padrões de refresh rate.

Veja também:
HDTV
HDTV: LCD ou Plasma
HDTV 3D, Blu-ray Disc Player
TV digital
Imagem de alta definição
Formatos de vídeo HD

20 de abril de 2010

4K2K

4K2K significa imagens com resolução em torno de 4.000 x 2.000, 4 vezes mais do que a resolução de Full HD, e as mais comuns são de 4096x2160 (cinema digital padrão DCI) e 3840x2160 (TV). Alguns chamam de SHR (Super High Resolution) e  outros até de UHD (Ultra High Definition), mas acho que o correto deveria ser SHD (Super High Definition), para SMPTE é UHDTV 1 e o 8K4K UHDTV 2. Pode ser considerado como um sistema intermediária entre HDTV e UHDTV (Ultra High Definition TV) de 8K4K (7680x4320). Seria a próxima geração de TV, mas devido a febre de HDTV 3D e a crise mundial, parece que os fabricantes estão reduzindo o investimento nesta tecnologia, por enquanto. Veja na ilustração uma comparação das imagens Full HD (1920x1080 - 2.07 Mpixels), 4K2K (3840x2160 - 8.3 Mpixels) e 8K4K (7680x4320 - 33.18 Mpixels).



Transmissão 4K2K

Muitas emissoras e operadoras de TV por satélite e a cabo, pretendem viabilizar esta transmissão, mas talvez depois da implantação de TV 3D. Como a maioria das transmissões 3D estão ocorrendo em formato side by side, a resolução da imagem reduziu à metade, com 4K2K será possível a transmissão 3D em dobro da resolução Full HD.  Veja sobre formatos em HDTV 3D.

A Japan Broadcasting Corporation (NHK - Nippon Hoso Kyokai), que tinha anunciado a intenção em realizar a transmissão 4K2K a partir de agosto de 2011, através de satélite BS, logo após o encerramento da transmissão analógica que será em julho, hoje está em silêncio, vamos aguardar. Parece que a sua concentração está em Super Hi-Vision (UHDTV). Dizem que é por causa do grande investimento da Coreia do Sul em 4K2K, de fato a disputa pela liderança entre Japão e Coreia do Sul em alguns segmentos está bem acirrada. Veja mais detalhes sobre Super Hi-Vision em UHDTV, 8K4K ou SHV.

Display 4K2K

Os fabricantes vem apresentando displays e TVs de 4K2K nos eventos como CES, prometendo lançamento ainda em 2010, mas por enquanto, sem anúncio efetivo de comercialização. A Toshiba é um dos que anunciou a intenção de colocar no mercado norte-americano, ainda em 2010, TV de 4K2K da linha Cell TV. Em Full HD o tamanho médio dos displays está sendo de 40 polegadas, o de 4K2K deverá ser de 80 polegadas. Na ilustração, TV da Samsung de 82 polegadas, LCD 120Hz, na resolução de 3840x2160.


A Mitsubishi anunciou agora em 16 de fevereiro, uma tecnologia de upscaling, que pode ser feito em tempo real, de imagens Full HD para 4K2K, utilizando complexos algoritmos e software, combinando imagem expandida com imagem expandida de alta frequência. Veja na ilustração acima:

(1) - Expansão da imagem Full HD
(2) - Redução da imagem Full HD
(3),(4) - Extração de componentes de alta frequência da imagem
(5) - Analisando a correlação existente nas imagens de alta frequência [A], é feito o cálculo para composição da imagem expandida de alta frequência [B]
(6) - Composição da imagem 4K2K, combinando a imagem expandida e a imagem expandida de alta frequência

Câmera de vídeo 4K2K

Depois da Dalsan Origin 4K, veio a poderosa câmera para cinema digital, Red One da Red Digital Cinema, na resolução de 4520x2540, com sensor 35CMOS de 24.4mm x 13.7mm, e para a produção de vídeo, a JVC lançou a câmera 4K2K 60p. A câmera de vídeo da JVC é dividido em 2 módulos, câmera (camera head) e unidade de processamento de sinal. A câmera que pesa 3Kg, com sensor CMOS de 1.25" na resolução de 3840x2160, gera imagens no formato RAW, numa velocidade de 10Gbps, que é transmitida à unidade de processamento, que pode ficar até 100m de distância. Veja sobre as terminologias utilizadas aqui em Câmera fotográfica e Filmadora de alta definição.

Projetor 4K2K

Os projetores para cinema digital são da resolução de 2048x1080 (2K) e 4096x2160 (4K). Para entender as terminologias abaixo, veja Projetor de imagem.

LCD: A Seiko-Epson anunciou em 9/11/2009, o desenvolvimento do painel para projetores 3LCD de 4K2K. Trata-se de um painel de 1.64" de HTPS (High Temperature Poly-Silicon) na resolução de 4096x2160. Agora é aguardar os lançamentos de projetores 3LCD que sempre ofereceram preços mais atraentes.

LCoS: A JVC e a Sony vem desenvolvendo e comercializando projetores 4K2K nesta tecnologia há alguns anos. Projetor DLA-SH7NL da JVC, tecnologia D-ILA, com resolução de 4096x2400, contraste nativo de 10.000:1, luminosidade de 5.000 ANSI lumens com 2 lâmpadas UHP de 330W de mercúrio, vem com a tecnologia em que, com 2 unidades é possível apresentar imagens 3D, a sua aplicação é mais para planetário, museu, simulador, instituição médica e também para projeto e monitoramento de alta definição. A da Sony, o modelo SRX-T420, tecnologia SXRD, na resolução de 4096x2160, com lâmpada de xenônio de 4.2KW e luminosidade de 21.000 lumens, contraste de 3.000:1, é para aplicação comercial e entretenimento. No Japão, algumas salas de cinema digital já estão utilizando projetores 4K da Sony.


DLP: A Texas Instruments (TI), que é o fabricante de DMD (Digital Micromirror Device) para projetores da tecnologia DLP, utilizada na maioria das salas de cinema digital, não achava necessária uma resolução de 4K, e que 2K seria o suficiente, mas sentindo a ameaça da Sony colocando nos cinemas digitais o seu projetor de 4K, a TI anunciou em junho de 2009 que estava desenvolvendo o DMD para 4K, e em 18 de março deste ano, anunciou que estava pronto o seu dispositivo, em conformidade com o padrão da DCI (Digital Cinema Iniciative) e em alguns meses estariam disponíveis, os projetores para cinema digital da tecnologia DLP na resolução de 4K2K, fabricados pelas Barco, Christie e NEC. Na ilustração, projetor DLP da Christie, modelo CP2220 na resolução de 2048x1080, atualizável para 4096x2160.

Por enquanto, pode notar que os produtos 4K2K estão dirigidos ao mercado comercial e profissional, ainda precisa evoluir bastante, e deverá demorar um pouco para chegar ao mercado consumidor.

Atualizações

09/jun/2010: A Panasonic anunciou que a partir de 1º de julho, estará aceitando o pedido para o maior display 4K2K do mundo, TH-152UX1. É um display plasma de 152 polegadas, resolução de 4.096 x 2.160, 8.84Mpixels, pronto para imagens 3D Full HD, contraste nativo de 5.000.000:1, consumo de 4.500W, pesando 590Kg. A relação de aspecto é de 17:9 para estar de acordo com o padrão DCI (Digital Cinema Iniciative). Apesar de tecnicamente ser possível apresentar imagens 3D em 4K2K, por não ter conteúdos, está disponibilizando em Full HD. Sendo dirigido mais para aplicação profissional, além de drive de alta velocidade, imagens de 30bit, tem conexão para 4K Dual-Link HD-SDI (High Definition Serial Digital Interface), 4K DVI, HDMI e DVI. Tem também o inovador Function Slot (SLOT 2.0) para poder conectar dispositivo com vários tipos de interfaces. O preço está em aberto e inicialmente a comercialização será no mercado japonês e norte-americano, e a partir de outono disponibilizará ao mercado mundial. Press Release da Panasonic.

10/nov/2010: A Canon na sua exposição "Canon EXPO Tokyo 2010", que ocorre a cada 5 anos, tem como destaque, o protótipo da câmera de vídeo, "Multipurpose Camera", na resolução de 4K2K. Tem sensor CMOS 2/3" de 8Mpixels. Grava na resolução de 4.096x2.160 DCI (Digital Cinema Initiatives) e 3.840x2.160 QFHD (Quadruple Full HD) em 60p. Tem zoom óptico de 20x (24-480mm), F 1.8-3.8. Display de 4". Utiliza HDD externo de alta capacidade para armazenamento do vídeo.

10/nov/2010: Na FPD International 2010 que iniciou na província de Chiba no Japão, com forte participação das empresas da Coreia do Sul e Taiwan como Samsung, LG e AUO, estão apresentando displays  3D, 4K2K, OLED, e-paper e outros. Em 4K2K, a Samsung está apresentando display de 70" e a LG de 82", ambas com a denominação de UD (Ultra Definition), que também são 3D. A Sharp com o seu display 4K2K de 60" com contraste de 4.500:1, espera iniciar a comercialização ainda no primeiro quadrimestre de 2011(ilustração). Veja detalhes desta feira no site da FPD International 2010.

08/set/2011:  A Sony Electronics anunciou na CEDIA EXPO, o lançamento do primeiro projetor para Home Theater de 4K, VPL-VW1000ES de tecnologia SXRD. Com Auto Iris [Iris 3], consegue um contraste dinâmico de 1.000.000:1 e tem luminosidade de 2.000 ANSI lumens. Tem upscaler exclusivo para 4K das imagens SD, HD, 2D ou 3D e imagens 3D Full HD ou Full 4K. Mais detalhes veja no site da Sony Electronics.

03/out/2011: A Sony confirma o início da comercialização do projetor 4K2K, VPL-VW1000ES no Japão, a partir do final de dezembro, a preço estimado de ¥1.650.000 (US$ 20,000.00).

18/mar/2012: A JVC anuncia o início da comercialização da filmadora 4K, GY-HMQ10, tipo hand held, apresentada na CES. Tem capacidade para capturar e armazenar imagens na resolução de 4K (3840x2160) em 24p, 50p e 60p. Tem sensor de imagem CMOS de 1/2.3", de alta velocidade, de 8.29 Mpixels. Zoom de 10x. Formato de gravação é de MPEG-4 AVC/H.264, separando a imagem em 4 partes e cada parte armazenada em um dos 4 cartões de memória SDHC/SDXC, classe 6/10. É possível armazenar em 32GB, até 2 horas de gravação. A gravação tem bit rate de 144Mbps (VBR). No Japão a comercialização será a partir de 21 de março, com expectativa de preço em torno de ¥750.000. O preço sugestão nos EUA é de US$ 5,495.00. Mais detalhes veja no site da JVC 

Veja também:
Pixel e imagem digital
Imagem de alta definição
Projetor para Home Theater
Tecnologias de display HD

13 de abril de 2010

HDTV

HDTV (High Definition TeleVision) ou televisão de alta definição, foi iniciado o seu desenvolvimento em meado dos anos 60. A NHK (Nippon Hoso Kyokai) do Japão desenvolveu uma tecnologia de transmissão analógica na codificação MUSE (Multiple Sub-nyquist Sampling Encoding), chamada de Hi-Vision (High-definition TeleVision), com 1125 (imagem 1035) linhas entrelaçadas na relação de aspecto 16:9, que com a compressão utilizava a faixa de 8.1MHz. O áudio na compressão DPCM (Diferencial PCM) de 48KHz/16bit (2.0) ou 32KHz/12bit (3.1). Iniciou a transmissão de teste em 1989 e a transmissão regular por satélite BS-9ch a partir de 1994 e encerrada em 2007. Na ilustração temos HDTV Sharp de 2002, modelo 32C-PB500 de CRT de 32 polegadas, com sintonizador NTSC e BS analógico, consumo de 184W e peso de 55.5Kg.

Nos EUA foi definido que a transmissão de HDTV deveria ser digital e que não ocupasse uma faixa maior do que a da transmissão NTSC de 6 MHz. Foi desenvolvido o padrão ATSC, que iniciou a transmissão ao público em 1998. O padrão DVB-T da Europa também iniciou a transmissão em 1998, no Reino Unido. A transmissão digital japonês ISDB-S iniciou em 2000 e ISDB-T em 2003. Veja mais detalhes em TV digital.

Um HDTV precisa ter sintonizador de transmissão digital e display com imagem de alta definição. Quando só tem sintonizador de transmissão analógica e display de alta definição é chamado de HDTV Ready, e precisa de um receptor externo. Os modernos televisores de alta definição podem ter muitos recursos, como pode ver na ilustração abaixo.


Receptor: Nos países onde ainda existem transmissões analógicas, como Brasil, vem com sintonizador de transmissão analógica. O sintonizador de transmissão digital terrestre se torna obrigatório por causa dos canais abertos, e pode vir com 2 ou mais para poder assistir ou gravar vários canais ao mesmo tempo. Sintonizadores de TV a cabo (CATV) digital/analógico e por satélite são opcionais. No Japão vem com todos os sintonizadores.

Imagem: Na qualidade da imagem, além da definição Full HD (1920x1080), são exigidos alto contraste (principalmente nativo), mais cores e gradação maior (xvYcc e Deep Color), grande ângulo de visão sem afetar na qualidade, imagem suave e natural em cenas com movimentos rápidos (principalmente em display LCD), além da capacidade em apresentar imagens de 24 quadros por segundo de filmes. A principal conexão de vídeo digital é o HDMI e por isso quanto mais é melhor, mas que tenha também os analógicos como vídeo composto e componente. Veja mais detalhes em Refresh rateTecnologias de display HD.

Som: Alguns HDTVs vem com front surround, mas para obter um bom som surround, o ideal é conectar num AV Receiver, através de saída de áudio digital óptica, coaxial ou preferencialmente HDMI, pois a emissora pode estar transmitindo um programa ou filme com áudio em 5.1 canais. HDMI na versão 1.4 com ARC (Audio Return Channel), flexibilizou a conexão para um Home Theater. HDTV da Mitsubishi da linha unisenTV, série 153 (40, 46 e 52 polegadas) de LCD, na ilustração o modelo LT-40153 de 40 polegadas, vem com front surround de 16 alto-falantes de 2W cada, inteligentes que direcionam a onda sonora, gerando som 5.1 surround, vem com microfone para calibragem e saída para subwoofer externo.

Rede: É importante a conexão numa rede através de Ethernet, Wi-Fi, etc., e que tenha a certificação DLNA. Assim poderá compartilhar áudio e vídeo e conectar na internet. Veja mais detalhes em Transferência de imagem e som.

Internet: A conexão na internet se torna cada vez mais necessária, pois permite acesso a muitas operadoras que fornecem VOD (Video on Demand) de alta definição, comunicação via áudio e vídeo como Skype, site de notícias, YouTube, atualização de firmware, interatividade na transmissão de TV digital, etc. A conexão numa banda larga (se possível em 100Mbps) é recomendável, principalmente em imagens de alta definição, para não ficar lento demais.

Processador: Hoje os processadores de HDTV estão ficando cada vez mais poderosos, pois as tarefas para eles só vem aumentando. Podem ser vários internamente, DSP (Digital Signal Processor) dedicados para áudio, vídeo e outros. Fazem descompressão, upscaling, geração de imagens intermediárias em refresh maior (120Hz ou 240Hz), etc. Agora com imagens 3D, precisam detectar e decodificar os formatos como side by side e top and bottom, transformar imagens 2D para 3D, etc. Veja mais em HDTV 3D.

HDD/Blu-ray: Muitos HDTVs, principalmente do Japão, onde a maioria tem hábito de fazer gravação, tem HDD interno, HDD removível iVDR-S (information Versatile Disk for Removable usage - Secure), que atualmente estão disponíveis na capacidade de 160GB, 250GB, 320GB e 500GB, e/ou drive de Blu-ray Disc.


Hitachi Wooo, série XP05 de plasma e LCD, como o modelo P50-XP05, de 50 polegadas de plasma, Full HD, contraste nativo de 5.000.000:1, vem com um HDD interno de 320GB 3 iVpocket (slot para encaixar iVDR-S), consumo de 455W, peso de 31.5Kg, preço sem o iVDR-S é de ¥ 390.000 (US$ 4,200.00). O modelo LCD-42BHR300 de 42 polegadas da série BHR de LCD da Mitsubishi, Full HD, vem com HDD interno de 320GB e um drive de Blu-ray Disc, 198W, 24Kg, custa ¥ 248.000 (US$ 2,600.00).

Display

Hoje no mercado só existem FPD (Flat Panel Display - Display de tela fina), e 3 tecnologias estão comercialmente disponíveis para o HDTV: Plasma, LCD e Retroprojeção. A tecnologia OLED, está presente em displays de portáteis como celular, câmera digital, etc., mas em televisores com telas maiores, ainda estão enfrentando muitas dificuldades para se tornarem viáveis. A Sony suspendeu a comercialização do primeiro TV OLED de 11 polegadas, XEL-1, no mercado japonês, devido a demanda cada vez reduzida, mantendo somente no mercado internacional. Veja detalhes de cada tecnologia em Tecnologias de display HD e HDTV: LCD ou Plasma.


Na ilustração temos, HDTV Sharp Aquos LC-60DS6-B de 60 polegadas, Full HD, LCD com backlight de lâmpada fluorescente (CCFL), contraste dinâmico de 15.000:1, consumo de 390W e peso de 45.5Kg. HDTV Panasonic Viera da série D2, TH-L42D2 de 42 polegadas, Full HD, LCD com backlight de LED (edge light), contraste dinâmico de 2.000.000:1, consumo de 118W, peso 21.5Kg, comercialização prevista para junho. HDTV de plasma da Samsung, PN58C540 de 58 polegadas, Full HD, contraste dinâmico de 2.000.000:1, peso 45.5Kg.

TV de Retroprojeção/Laser TV

RPTV (Rear Projection TV), é um tipo de TV de tela grande, onde internamente está um projetor de imagem, que através de um espelho, projeta a imagem na parte traseira da tela (rear projection). Nas telas grandes, concorrem com TVs de plasma, com preço, peso e consumo de energia menor, mas tem dimensão maior na profundidade e perde na qualidade da imagem.

A Mitsubishi é um dos fabricantes que oferece maior número de modelos de televisores com esta tecnologia, utilizando projetores DLP, principalmente no mercado norte-americano. Lançou também a série LaserVue, conhecido como Laser TV, onde em vez de tradicional lâmpada UHP, utiliza 3 pequenos Laser (RGB) como fonte de luz, eliminando com isso lâmpada e disco de cor. Tem imagem melhor, com maior luminosidade e sem o problema de efeito arcoíris, além da grande vantagem de não precisar trocar a lâmpada (média a cada 3.000 hs), pois a vida útil de um laser é muito maior do que a do próprio aparelho, e ainda reduziu a profundidade. Ficou bastante competitivo na qualidade da imagem comparado com a de plasma, mas o grande problema está no preço elevado.


Na ilustração acima temos, HDTV modelo WD-65737 de 65 polegadas com lâmpada UHP, que tem profundidade de 40cm, consumo de 218W, pesando 32.7Kg, custa em torno de US$ 1,800.00. O LaserVue L65-A90 também de 65 polegadas, tem profundidade de 26.9cm, consumo de 135W e peso de 61.8Kg, custa US$ 7,000.00.

HDTV Multimídia

Cell Regza 55X1: Este televisor da Toshiba de última geração, é considerado como um modelo para a nova geração de HDTV. Um ponto principal é ter o Cell Broadband Engine como o seu principal processador, utilizado em Playstation 3 da Sony, e é considerado em algumas operações, quase 10 vezes mais rápido que um Core 2 Duo da Intel. Veja mais em PS3 como BD Player.


Ele é dividido em 2 módulos, Receptor e Monitor, e vamos analisar algumas características mais interessantes.


O módulo Receptor tem HDD de 3TB (2+1), processador Cell B.E. e 11 sintonizadores ISDB-T, 3 ISDB-S (BS/110°CS), 1 NTSC (analógico) e 1 CATV (TV a cabo analógico/digital), além de diversos conectores (HDMI, USB, LAN, memória flash SD, etc.), certificação DLNA e DTCP-IP. Na rede, com Opera Browser, pode acessar a YouTube de alta definição, Yahoo!Japan, VOD de alta definição de AcTVila e ひかりTV (HikariTV). Dos 3TB de HDD, 1TB é para fazer gravações de 2 programas diferentes, enquanto assiste a um terceiro programa, e 2TB para fazer Time Shift Machine, onde 8 canais diferentes pré-definidos ficam sendo armazenados simultaneamente por até 26 hs, e quando acaba o espaço, começam a sobrepor as gravações mais antigas, com isso você pode assistir a qualquer momento, qualquer programa que já passou, ou seja, programação de 8 canais diferentes estão à sua disposição para assistir a qualquer momento (até 26 hs depois).


O módulo Monitor Full HD de 55 polegadas, com backlight de LED, refresh rate de 240Hz, contraste dinâmico de 5.000.000:1 e nativo de 5.000:1, possui 512 zonas de LED para fazer controle (acendendo e apagando) e aumentar o contraste, pode gerar multitela de 8 imagens, sensor de claridade para fazer autoajuste de imagem, conectores diversos, etc. A caixa acústica que fica abaixo do display, é um sistema de som multiângulo de 60W com 4 woofers e 3 tweeters, tipo front surround, que num Home Theater, pode ser usado como canal central.

O módulo monitor pesa 44Kg e receptor 10.5Kg. O preço de tabela é de ¥ 1.000.000 (US$ 10,700.00).

Tendência: Como pode notar, o HDTV está cada vez mais aproximando de um computador multimídia e separando em 2 módulos (receptor/processador e monitor). Está se tornando um verdadeiro aparelho de entretenimento audiovisual, plugado no mundo. O módulo receptor/processador não podemos mais chamar de Set Top Box, pois o módulo monitor é de tela fina e não dá mais para colocar em cima, seria mais correto chamar de CPU. Por causa do processador e alto refresh rate, são 3D ou 3D Ready. Ainda está dirigido ao mercado high-end por causa do alto preço, mas esperamos redução.

Atualizações

24/ago/2010: All in One HDTV (HDTV tudo em um). Seguindo a Toshiba (veja acima) e a Panasonic (veja em Novidades 3D parte 1), a Mitsubishi e a Sharp lançam os HDTVs multimídia no Japão. A Mitsubishi iniciará a comercialização a partir de 21 de outubro, 3 modelos de HDTV 3D da série REAL MDR1, LCD com backlight de LED branca, com HDD interno e drive Blu-ray. O modelo LCD-55MDR1 de 55", Full HD, tem HDD interno de 1TB e drive Blu-ray 3D, leitor de cartão de memória SD e porta USB, conversor de imagens 2D para 3D em tempo real, 10 alto-falantes (total de 50W) para som surround virtual de 5.1 canais, preço esperado em torno de ¥500.000 (US$ 5,500.00). A Sharp lança o HDTV de LCD AQUOS da série DR3, com backlight de LED, onde o modelo de 40", LC-40DR3, tem HDD interno de 500GB, drive Blu-ray, porta USB, para início de comercialização a partir de 20 de setembro, custando em torno de ¥250.000 (US$ 2,700.00). Mais detalhes, veja no site japonês da Mitsubishi e Sharp.   


26/ago/2010: A Sony também lança o seu HDTV 3D Ready All-in-one, BRAVIA série HX80R de 55/46/40 polegadas, no Japão. Tem HDD interno de 500GB e drive Blu-ray BDXL de até 128GB. Painel LCD com backlight de LED (edge light). A gravação de programas pode ser feita no HDD ou diretamente no drive Blu-ray. A comercialização está prevista para início de dezembro e o modelo KDL-55HX80R de 55" tem a expectativa de preço em torno de ¥440.000 (US$ 4,800.00). Detalhes no site japonês da Sony

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Recepção de TV digital
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4K2K
UHDTV, 8K4K ou SHV
Gravador de Blu-ray Disc
Cabos para áudio e vídeo

11 de abril de 2010

Tecnologias de display HD

Os displays de CRT (Cathode Ray Tube), cinescópio, tubo de raios catódicos ou simplesmente tubo de imagem, apesar de estarem praticamente aposentados (mas ainda ativos em muitos lares, instituições e empresas do mundo todo), todos os outros displays de tela fina (FPD - Flat Panel Display) querem ser iguais a eles, ou seja, ter alto contraste, tempo de resposta super rápido, ótimo ângulo de visão sem mudar a qualidade, além de ótima luminosidade e cor. Todos querem o DNA do CRT. Tirando o display de LCD que necessita de luz (backlight), todos os outros displays são emissivos, ou seja, geram a própria luz. As tecnologias mais utilizadas atualmente em HDTV são de Plasma e LCD.


Produção de imagem na tela: Lembrando que num filme no projetor de imagem, um quadro é apresentado instantaneamente na tela, quando a luz incide sobre ele, a 24 Fps (Frames per second - quadros por segundo), enquanto que na tela de display, uma imagem é formada numa geração sequencial de pixels na horizontal (esquerda para direita), formando uma linha, e de linha em linha, entrelaçada ou progressiva (de cima para baixo), até formar um campo (imagem parcial ou completa). As imagens são produzidas a 60fps (fields per second - campos por segundo), ou seja refresh rate (taxa de atualização) de 60Hz (50Hz na Europa). Cada pixel é formado fisicamente de 3 sub-pixels de cores primárias R - Red (vermelha), G - Green (verde) e B- Blue (azul). As combinações de diferentes intensidades (tonalidade), pelo menos 256 (8 bit), das cores primárias, são formados pixels de cores diferentes (milhões a bilhões), que a nossa visão consegue interpretar. Veja mais detalhes em 1080i, 1080p e 1080/24p, Imagem de alta definição, Filmadora, x.v.Ycc (x.v.Color) e Deep Color.

Plasma

PDP (Plasma Display Panel) é uma tecnologia onde cada sub-pixel é um compartimento (célula) com gases xenon ou neon, que quando aplicado um fluxo de corrente elétrica (voltagem), ionizam formando plasmas, onde emitem luzes ultravioletas que excitam a camada de fósforo, e esta emite a luz visível. Devido a condição somente de ligado ou desligado, utiliza-se o PWM (Pulse Width Modulation), variando o pulso do fluxo de corrente, através de diferentes células, milhares de vezes por segundo, conseguindo assim obter diversas intensidades intermediárias de cada sub-pixel.

Tem tempo de resposta (response time - tempo que leva desde a aplicação da corrente elétrica, até gerar a luz e estar pronto para um novo ciclo), super rápido, na ordem de 0,001ms (milisegundo). Por emitir a própria luz colorida pelo sub-pixel, tem maior ângulo de visão, maior contraste e cores bem definidas, tem imagem muito próxima de CRT. Como desvantagem, tem o peso e o consumo de energia alto, e também o problema de queima de tela (screen burn-in) como em CRT, e para evitar, utilizam recursos como lavagem de tela com refresh extra. Nesta tecnologia é mais fácil fazer painéis grandes do que pequenos. Hoje poucos fabricantes mantêm a produção de HDTV com estes displays, no Japão praticamente a Panasonic e a Hitachi continuam fabricando.

HDTV de plasma da série V2 da Panasonic, com um novo PDP, tem maior luminosidade, consumo menor e mais leve. Com Full Black Panel (deep black filter e dynamic black layer) obteve um contraste muito maior (5.000.000:1 nativo), e por não utilizar vidro na frente, não há reflexo. O modelo de 50 polegadas, TH-P50V2, pesa 30Kg e consome 462W, custa ¥ 358.000 (US$ 3,800.00). Os fabricantes líderes mundiais de TV, Samsung e LG da Coreia do Sul, também continuam produzindo HDTV nesta tecnologia. Veja na ilustração, PN58B860 de 58 polegadas da Samsung, painel slim, contraste de 3.000.000:1 dinâmico, 45.6Kg, preço de US$ 3,200.00 e INFINIA 60PK950 de 60 polegadas da LG, contraste de 5.000.000:1 dinâmico, 49.3Kg, preço US$ 3,000.00.

LCD

LCD (Liquid Crystal Display) é uma tecnologia que utiliza o cristal líquido como controle de passagem de luz. Dependendo da corrente elétrica aplicada nele, muda a sua estrutura, ordenando de uma forma que controlam a passagem da luz polarizada, vinda de uma fonte de luz (backlight), normalmente de lâmpada fluorescente (CCFL - Cold Cathode Fluorescent Lamp). Depois as luzes passam por filtro de cor (RGB), gerando a iluminação colorida de cada sub-pixel. É o único display que utiliza luz externa, e por isso não tem problema de queima de tela, mas tem o problema no contraste, cenas de movimentos rápidos e ângulo de visão.

Mesmo com o cristal líquido em condição de obstrução total de luz, há um vazamento mínimo, prejudicando o contraste. Por isso os fabricantes utilizam recursos como inserir uma imagem escura (refresh extra apagando a luz), para aumentar o contraste. Para melhorar nos movimentos rápidos, por causa do tempo de resposta baixo, em vez de 60Hz, estão utilizando refresh de 120Hz ou até 240Hz, criando imagens intermediárias, utilizando algoritmos complexos. Para melhorar a qualidade da imagem, inclusive em visão angular, utilizam-se diversas técnicas como TN (Twisted Nematic), VA (Vertical Alignment) e IPS (In Plane Switching), que controlam a forma em que o cristal líquido se ordenam, podendo assim até espalhar a luz.

O endereçamento e excitação do cristal líquido de cada sub-pixel pode ser feito através de matriz passivo (passive-matrix) ou matriz ativo (active-matrix).
Matriz passivo: Utiliza uma grade simples (cruzamento) para suprir a carga de um sub-pixel, e neste caso, tem tempo de resposta muito baixo e fornecimento de fluxo de corrente elétrica irregular.
Matriz ativo: É a técnica, em que a carga de cada sub-pixel é suprida por TFT (Thin Film Transistor), onde um capacitor segura a carga até o próximo refresh. Nesta técnica, utilizada em displays de HDTV, é mais complicada fazer painel grande. Consegue ter tempo de resposta melhor, chegando a 2ms, mas ainda não é o rápido bastante, porque o pixel estaria mudando, enquanto a imagem está sendo apresentada.

Backlight de LED: Utilizando o backlight de LED (Light Emitting Diode) de alta potência, em vez de lâmpada (CCFL), além da tela ficar mais fina, e consumo de energia menor, pode controlar zonas de iluminação, deixando apagadas, enquanto a imagem não estiver sendo apresentada, conseguindo com isso aumentar bem o contraste. No caso de edge light (LEDs nas bordas), a tela fica mais fina ainda, mas dificulta o controle da luz, ficando no máximo em superior, inferior e laterais.


Na ilustração temos, HDTV da Sony, Bravia série HX700, modelo 46HX700, 46 polegadas, LCD com backlight de CCFL, Full HD, refresh de 240Hz, consumo de 210W, peso de 28.4Kg, preço ¥ 250.000 (US$ 2,600.00) e da Samsung UN46B8500, 46 polegadas, ultra-slim de 4cm, LCD com backlight de LED, Full HD, 240Hz, contraste dinâmico de 7.000.000:1, peso 24.4Kg e preço de US$ 3,600.00.

OLED

OLED (Organic Light Emitting Diode), emite a luz de forma similar a um LED, num processo chamado de eletrofosforescência ou eletroluminescência. É uma tecnologia, onde fluindo uma corrente elétrica num filme de material orgânico, composto de camada emissiva e camada condutiva, emite uma radiação numa faixa de frequência de luz visível. É um dispositivo emissivo, gerando a sua própria luz, por isso não necessita de backlight como em LCD, tornando-se mais eficiente, com ótimo contraste, grande ângulo de visão sem afetar a sua qualidade, consumo baixo de energia, é fino a ponto de ser flexível e tempo de resposta rápido (0,01ms). Como em LCD a excitação pode ser feita através de matriz passivo (PMOLED) ou matriz ativo (AMOLED).

Hoje os displays desta tecnologia vem sendo cada vez mais utilizados em aparelhos portáteis, por causa do baixo consumo de energia e espessura, além de outras qualidades mencionadas, mas devido a alto custo de produção e outros problemas, não está sendo viável, por enquanto, para produção de displays maiores para HDTV. O desenvolvimento continua.

FED/SED

FED (Field Emission Display) é uma tecnologia que utiliza o mesmo princípio de um CRT, mas em vez de canhão de elétron, utiliza um emissor de elétron. O CRT é um tipo de válvula eletrônica, ou seja, um tubo de vácuo, onde possui um filamento de metal, que quando aplicada uma voltagem, aquece e produz uma emissão termoinônica, e estes elétrons são acelerados pela alta voltagem (20KV a 26KV) e deflexionados através de bobina (Yoke), criando feixe de elétrons que vão bombardeando a camada de fósforo existente na tela, gerando a luz visível (imagem).


No caso do FED, é utilizado uma grade individual (sub-pixel) nanoscópico emissor de elétron. O emissor pode ser de cone de molibdênio (molybdenum) que é conhecido como Spindt tip ou nano-Spindt, ou então de nanotubo de carbono (carbon nanotube). Um transiente de alta voltagem é aplicado para liberar elétron em direção à tela. Como no CRT, este processo ocorre num vácuo, e por isso precisa ser selado e robusto, mas devido a distância entre emissor e fósforo ser pequena (alguns milímetros), não é tão complicado. A grande vantagem desta tecnologia é ter toda a qualidade de um CRT, com baixo consumo de energia numa tela fina, mas para se tornar uma realidade, vem enfrentando muitas dificuldades, a ponto de muitos desistirem, meio a crise econômica mundial. A Sony, com a sua empresa Field Emission Technologies, que vinha investindo bastante, acabou suspendendo. O futuro por enquanto é obscuro.


SED (Surface-conduction Electron-emmiter Display), é um tipo de FED. Esta tecnologia utiliza uma grade de emissor nanoscópico para cada sub-pixel. Acionamento de elétron deveria ser feito através de transiente de alta voltagem, mas devido a espaço nanoscópico (1 nm-nanômetro = 0,000.001mm), o campo requerido, corresponde a um potencial da ordem de um pouco mais de 10 volts. O principal desenvolvedor é a Canon, mas diversas dificuldades, fizeram com que as produções planejadas de display fossem adiadas, por várias vezes. Apesar da negativa da Canon, a maioria acha que o SED morreu. Vamos aguardar.

LPD

LPD (Laser Phosphor Display), diferente de FED e SED que utilizam elétrons, esta tecnologia da Prysm, utiliza feixe de laser para excitar o fósforo (RGB). O laser é direcionado através de espelho multiface giratório. Utiliza um laser comum, não necessita de vácuo, tem consumo de energia bem menor do que um display de LCD. Mas a produção é cara. Se deseja mais detalhes, acesse o site da Prysm. Não confundir com Laser Video Display ou Laser TV, onde é um display de retroprojeção, que utiliza Laser em vez de lâmpada UHP. Veja em TV de retroprojeção em HDTV.

RGBY: A Sharp deverá colocar em breve no mercado, HDTV 3D com display LCD de 4 cores primárias, conhecido também como Quattron. Além das 3 cores (RGB), é adicionado o amarelo (Yellow). Eles acreditam que deverá ser um padrão no futuro.

Atualizações

25/mai/2010: A Canon decide suspender o desenvolvimento da tecnologia SED para TVs domésticos, alegando a dificuldade na redução de custo que justifique a produção em massa. A empresa SED será mantida, continuando em aplicações profissionais e educativos.

18/ago/2010: A Canon anuncia o fechamento da empresa SED que foi criada em conjunto com a Toshiba em 2004 para o desenvolvimento e produção de telas SED, mas que em 2007 precisou assumir sózinha por causa da acusação de transferência de tecnologia. O desenvolvimento será mantido na própria Canon.

24/ago/2010: A Panasonic anuncia a mudança da razão social da empresa IPS Alpha Technology para Panasonic Liquid Crystal Display Co. Ltd., a partir de 1º de outubro. A IPS Alpha que produz painéis LCD de tecnologia IPS tinha sido adquirida da Hitachi, e agora com a maioria das ações em mãos, se torna uma empresa do grupo Panasonic. Press release da Panasonic japonesa.

17/nov/2010: A partir de amanhã no Japão, a Panasonic estará aceitando o pedido do seu novo display Full HD 3D de plasma, de 103 polegadas, modelo TH-P103MT2. Não vem com receptor e nem alto-falantes (compra adicional). Tem contraste nativo de 5.000.000:1. Imagem 3D é do tipo Frame Sequential, com tecnologia que reduz o efeito crosstalk (imagem dupla na transição). Acompanha 1 óculos 3D. A dimensão é de 2,41x1,75x0,87m e o peso de 321Kg. O seu consumo é de 1.350W. O preço será em torno de ¥8.500.000 (US$ 100,000.00), que deverá adicionar a despesa de transporte e obras na instalação (será apresentado um orçamento, visitando o local da instalação). Quem estiver interessado, visite o site japonês da Panasonic.

24/mar/2012: Apresentado na CES 2012, display de Crystal LED da Sony, é um tipo de display auto emissor de luz utilizando LED (diferente de display LCD com backlight de LED, não confundir). É uma tecnologia onde literalmente enfileiram LEDs de cores RGB na frente de um painel (como nos telões de shows). A idéia é simples. No caso de Full HD (1920x1080) são necessários aproximadamente 6 milhões de LEDs (2 milhões de cada cor RGB). A Sony desenvolveu micro LEDs e a forma em enfileirar numa tela em alta velocidade. Conforme a Sony, comparado com seus modelos de TV LCD, Crystal LED tem contraste 3.5x maior, gamut de cores em 1.4x e tempo de resposta 10x superior, além do ângulo de visão de 180°. Mais detalhes no Press Release da Sony

Veja também:
Pixel e imagem digital
4K2K
UHDTV, 8K4K ou SHV
HDTV
HDTV 3D
HDTV: LCD ou Plasma
Como escolher uma HDTV