显示器的Over drive (OD) 功能

1.背景

如下图:快速运动的画面会产生拖影现象,影响游戏体验,视觉观感;




2.什么时候会产生拖影?

首先要明确两个时间:

  • 响应时间:信号输入与实际图像输出之间所需要的时间
  • 刷新时间:两次信号输入之间的间隔时间

当响应时间大于刷新时间的时候,就会产生拖影。因为,上一帧还没有渲染完,又来了新的帧

2.1 Response time (响应时间)
信号输入与实际图像输出之间所需要的时间
指的是液晶显示器对输入信号的反应速度,即液晶颗粒由暗转亮或由亮转暗的时间,分为“电压上升时间”和“电压下降时间”两部份,而通常谈到的响应时间是指两者之和。以毫秒ms为单位。



在显示器亮暗变化时,当液晶分子移动较缓时,就会导致响应时间较慢,从而产生了拖影模糊的问题。

2.2 刷新时间
两次信号输入之间的间隔时间
取决于刷新频率
比如,60Hz的屏幕刷新时间就是16.6ms(1000ms/60),这就意味着这块屏幕的响应时间得小于16.6ms才不会出现拖影


3.如何优化响应时间,减少拖影 ?——Overdrive(OD)技术

3.1 Over drive 简称OD
在显示器亮暗变化时通过改变屏端液晶分子电压,增加对液晶分子的力矩,加速液晶分子的旋转,强制液晶分子在较短的时间内改变排列转换成所设定的穿透率,来实现加快屏响应速度的功能。即改善屏响应时间减少运动模糊。


                                                                                                                       (通过短时间的高电压,使得液晶更快地响应)


3.2 基本实现
假设,发生一次色彩转化,无论从哪个色彩转化为哪个色彩,所需要的时间都是10ms。现在要把色彩值从0转化到50。但是刷新时间只有6.9ms,如果目标值是50的话,那只能转化到50*(6.9/10)=34.5。这样显然不能满足渲染需求。Overdrive技术的做法是,将目标值设置为50*(10/6.9)=72.4,这样就可以在6.9ms内将色彩值从0转化为50。如下图,OD Table表,粉红和蓝色的部分就是预设值大于/小于目标值的部分。




4.Overdrive是不是越高越好? ——不是的

4.1 设置过高有什么坏处
Overdrive值的高低,其实就是预设目标值比真实目标值高出的比例。
如果预设值太高,会出现高过头的现象。比如,上面的例子中,当预设目标值为72.4的时候,可以渲染出色彩值为50的效果;但是如果预设目标值太大,就会是渲染出来的色彩值大于50的效果,这就超过了我们想要的目标值。

渲染出来的色彩值小于目标值时,会出现拖影:出现了颜色相同,但是比较浅的影子。


                                                     (高速运动的图像会出现比较明显的拖影)

渲染出来的色彩值大于目标值时,会出现鬼影(伪影):出现了颜色反向的影子。


                                                                       (overdrive开启极限模式)

4.2 Overdrive设置过高会不会影响屏幕的寿命
不会。屏幕色彩值的范围是[0,255],然后有一个对应的电压范围是[Vmin,Vmax]。Overdrive技术,只是将预设目标值设置的大于真实目标值,以追求可以更快的达到渲染效果,从而缩短响应时间。预设目标值不会大于255,即电压也不会超出正常的使用区间。

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