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Reaktionszeit

Reaktionszeit der Garant für einen schnellen Bildwechsel

Beim Kauf eines Fernsehers oder Monitors sollten die vom Hersteller angegebenen Kenngrößen, wie etwa Farben, Helligkeit oder Kontrast natürlich auch bei bewegten Bildern zum Ausdruck kommen. Mehr Informationen dazu liefert die Kenngröße Reaktionszeit. Was versteht man nun eigentlich darunter, wie wird die Reaktionszeit gemessen und was steckt technisch dahinter?

Rubrik: Fernseher      Tag: Reaktionszeit
Schliereffekt

Schliereffekt

Gerade bei schnellen Bildwechseln, wie z.B. bei der Bewegung eines Fussballs, führt die Trägheit der einzelnen Bildpunkte zu Verzögerungen und damit zu dem unerwünschten Schliereffekt.

© Fussball-WM-Zeppelin   Lupe

Im Eingangsbeitrag haben wir beschrieben was die Reaktionszeit ist und wir diese korrekt gemessen wird.. Hier erläutern wir, wie die verschiedenen Displaytechnologien im Vergleich zueinander abschneiden

Reaktionszeit CRT versus LCD

Im Gegensatz zu CRT-Monitoren weisen LC-Displays keine störenden Flimmer-Effekte auf. Der Grund dafür ist, dass die lichterzeugenden Phosphore in CRT's sehr schnell auf den Beschuss mit Elektronen reagieren und die Lichterzeugung auch wieder schnell abklingt (~5msec). Hingegen ist die Reaktionszeit, die ein Flüssigkristall zur Umorientierung benötigt, um mindestens eine Größenordnung länger als die der Phosphore. Dies vermeidet zwar unangenehme Flimmer-Effekte, die auch zu Kopfschmerzen führen können, kann aber gleichzeitig ein Hindernis bei der Wiedergabe von bewegten Bildinhalten sein. Für eine schlierfreie Darstellung von Video-Inhalten sollen die Bildaufbauzeit unterhalb von 10 ms liegen. 5 Dieser Wert ist allerdings nur für LC-Displays wichtig, weil wie bereits erwähnt die Reaktionszeit bei Röhrenmonitoren aus technischen Gründen nicht relevant ist.

Reaktionszeit Plasma vers. LCD

Die Reaktionszeit der Pixelzellen in Plasmabildschirmen beträgt heute durchgehend etwa 8msec. Dabei unterscheiden sich die physikalischen Vorgänge, durch die der Zustand der Pixel von dunkel zu hell und wieder zurück wechselt, wesentlich von denen bei LCD's. Das Licht, das eine Plasma-Zelle aussendet, wird durch eine kleine, explosionsartige Gasentladung erzeugt. Deshalb kennt die Zelle nur den Zustand hell oder dunkel, aber keine Zwischenstufen. Diese entstehen vielmehr durch eine – je nach benötigtem Tonwert – höhere oder geringere Anzahl von Entladungen gleicher Intensität innerhalb einer bestimmten Zeiteinheit. Diese „Lichtblitze“ in unterschiedlicher Frequenz nimmt das Auge des Betrachters als Durchschnittswert wahr – hohe Frequenzen erscheinen heller, niedrige dunkler. Ein Nachteil dieser „PCM“ (Pulse Code Modulation) genannten Schaltungstechnik besteht darin, dass sie an sehr dunklen Bild stellen bei der Darstellung feiner Details an ihre Grenzen stößt. 6

LCD mit LED-Hintergrund Beleuchtung

Auch bei geringen Reaktionszeit(en) kann es bei LC-Displays vorkommen, dass es zu den unerwünschten Nachzieheffekten kommt. Experten haben festgestellt, dass selbst bei Reaktionszeit(en) unter 16 msec, also der Bildwechselfrequenz von NTSC (bei PAL sind es 20 msec), der Effekt nicht verschwindet. Das liegt daran, dass das Auge den Übergang von einem Bild zum Nächsten wahrnimmt, weil die Hintergrundbeleuchtung auch während dem Übergang aktiv ist. Der Effekt verschwindet, wenn man zwischen zwei Bildern eine Dunkelphase einfügt, die LC-Zelle also kurzfristig schließt. Dazu müsste man bei konventioneller Hintergrundbeleuchtung aber mindestens acht Millisekunden Schaltzeit erreichen. Das ist zwar möglich, kostet aber die Hälfte des zur Verfügung stehenden Lichts und verschlechtert damit die Effizienz des Bildschirms – ganz abgesehen davon, dass man damit wieder Probleme mit Großflächenflimmern bekommt, die seit der 100 Hertz Technologie eigentlich Vergangenheit sein sollten. LED's haben dagegen den Vorteil, dass sie im gepulsten Betrieb arbeiten können, also mit kurzen oder längeren Dunkelpausen. Und die müssen sich nicht an der Bildwechselfrequenz orientieren, sondern können ein Vielfaches davon ausmachen, etwa 120, 150 oder 180 Hertz. Der Schmiereffekt wird reduziert, auch wenn die Reaktionszeit der Flüssigkristalle weit drüber liegt. Bewegungen sind dann auch auf einem LC-Display wesentlich exakter und schärfer möglich als bis jetzt. Und die Effizienz verschlechtert sich nicht, weil gepulste LED's in der Dunkelphase keinen Strom verbrauchen. 7

Reaktionszeit bei Rückprojektions-TV

Je nach verwendeter Projektionstechnik (CRT, LCD, DLP) ergeben sich unterschiedliche Reaktionszeit(en). Bei der DLP-Projektionstechnik etwa kann es schon vorkommen, dass bei der Darstellung von 100 Bildern pro Sekunde (10msec) die einzelnen Spiegel teilweise tatsächlich ins schwitzen kommen und kleine Filmruckler sichtbar werden. Dadurch werden diverse Teile heiß und man benötigt eine sehr gute Kühlleistung. Leider sind die Lüfter noch nicht optimiert und können deshalb etwas lärmen. Die neuere LCoS-Technik hat zwei enorme Vorteile. Erstens schafft sie sehr hohe Auflösungen, die noch über 1600x1200 Pixeln liegen. Zweitens weisst sie sehr geringe Reaktionszeit(en) auf, was für ein absolut ruckelfreies Bild sorgt. Daher eignen sich LCoS-Rückprojektoren hervorragend für die neuen HD-Inhalte (hochauflösendes Fernsehen oder DVD's). 9 Bei der LCD-Projektionstechnik ergibt sich wieder ein Nachzieheffekt des Bildes. Grund dafür ist die Trägheit der Flüssigkristalle, die allerdings auf Grund der geringen Größe der Panels, wesentlich geringer ist, als bei vergleichbaren LC-Fernsehern oder Monitoren.

Im nächsten Beitrag

Lesen Sie im nächsten Beitrag mit welchen Methoden die Reaktionszeit bei LCDs optimiert werden kann.

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Name:Reaktionszeit
Intro:Reaktionszeit der Garant für einen schnellen Bildwechsel

Begriffserklärung

Anstiegs-/Abfallzeit – Rise-Time und Fall-Time
LCD – Liquid Crystal Display
Overdrive Technik – Überspannungstechnik
Reaktionszeit – Schaltzeit oder Response Time

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2 Kommentar(e)
Name: JasonDiutt
2018-12-14 11:55:36

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Name: DenDiutt
2018-12-14 10:29:56

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