มาทำความรู้จักกับทีวี 100 Hz กันเถอะ (ตอนที่ 1)

ทีมงาน Cbiz ขอแนะนำบทความดีๆจากเว็บไซต์ LCDSPEC ที่จะทำให้ผู้อ่านรับรู่ว่า ทีวี 100 Hz แตกต่างจากทีวีทั่วไปอย่างไร และทำไมหลายๆแบรนด์ ถึงพยายามนำตัวเลขดังกล่าวมาเป็นจุดขายว่า ทีวีที่ดีต้อง 100 Hz ขึ้นไป

หาก คุณได้มีโอกาสเดินเข้าไปชมสินค้าประเภท LCD TV หรือ Plasma TV ตามร้านขายเครื่องใช้ไฟฟ้า หรือได้มีโอกาสศึกษารายละเอียด และคุณสมบติของสินค้าเหล่านี้ จะพบว่าหนึ่งในเทคโนโลยีซึ่งผู้ผลิตนำมาเป็นจุดขายของจอ LCD TV หรือจอ Plasma TV ในปัจจุบัน คือเทคโนโลยีการแสดงผลแบบ xxx Hz ซึ่งตัวเลขของ Hz เหล่านี้มีตั้งแต่ 100, 120, 200, 240 จนไปถึง 600 Hz เลยก็ว่าได้ โดยเทคโนโลยีดังกล่าวถูกทำตลาดในชื่อที่ต่างกัน เช่น MotionFlow (SONY), Motion Plus หรือ True Motion เป็นต้น

แน่นอนว่าถ้าจะซื้อทีวีสักเครื่องคงไม่ตัดสินใจซื้อทีวีราคาแพงสัก เครื่องจากสื่อประชาสัมพันธ์ หรือคำอธิบายบอกสรรพคุณกับภาพประกอบอันสวยหรูเพียงอย่างเดียว คำถามจึงตกอยู่กับผู้บริโภคว่าเทคโนโลยีการแสดงผลแบบ 50 Hz, 100 Hz หรือแม้กระทั่งแบบ 600 Hz นั้นต่างกันอย่างไร และมันจะมีผลต่อประสบการณ์การรับชมทีวีอย่างไรบ้าง มาหาคำตอบกับ LCDSPEC.com กันเลยครับ

เทคโนโลยี 100/120 Hz คืออะไร?

หากอธิบายด้วยภาษาที่เข้าใจง่าย เทคโนโลยีการแสดงภาพแบบ 100/120 Hz ถูกออกแบบมาเพื่อช่วยเพิ่มความต่อเนื่องในการแสดงภาพเคลื่อนไหวบนจอทีวี โดยอาศัยหลักการที่ว่า ภาพเคลื่อนไหวที่แสดงบนจอทีวีนั้น ประกอบด้วยภาพนิ่งหลายๆ ภาพที่แสดงต่อเนื่องบนจออย่างรวดเร็ว ทำให้ตาและสมองของมนุษย์ตีความว่าภาพที่เรามองเห็นนั้นมันเคลื่อนไหวได้ แน่นอนว่าภาพเคลื่อนไหวที่แสดงด้วยความถี่ 25 ภาพต่อวินาที ย่อมดูต่อเนื่องกว่าภาพเคลื่อนไหวแบบเดียวกันที่แสดงความถี่ 15 ภาพต่อวินาที ฉะนั้นหากเราเพิ่มความถี่ในการแสดงภาพให้มากขึ้น ก็จะทำให้เรารู้สึกว่าภาพเคลื่อนไหวนั้นมีความต่อเนื่อง หรือ “ลื่น” มากขึ้นนั่นเอง

เทคนิค การแสดงภาพแบบ 100 Hz เป็นการเพิ่มความถี่ในการแสดงภาพของทีวี โดยการคำนวณเฟรม (หรือ “ภาพ”) เข้ามาแทรกในภาพวิดีโอที่ส่งมาจากแหล่งกำเนิดสัญญาณ ซึ่งเรียกเทคนิคนี้ว่าเทคนิค “frame interpolation” หรือในบางกรณีก็จะใช้เทคนิคแสดงภาพแต่ละเฟรมซ้ำกันหลายๆ ครั้ง โดยใช้เทคนิคที่เรียกว่า “frame repetition” ทำให้ความถี่ของการแสดงภาพมีมากขึ้น และส่งผลให้ภาพเคลื่อนไหวดูเป็นธรรมชาติมากขึ้น

ก่อนจะเข้าสู่รายละเอียดทางเทคนิคในส่วนถัดไปของบทความนี้ เรามาทำความเข้าใจในประเด็นต่อไปนี้เสียก่อน:-

- “การเพิ่มความต่อเนื่องของภาพเคลื่อนไหว” กับ “การแก้ไขภาพกระตุก (Judder)” เป็นคนละประเด็นกัน บทความนี้จะกล่าวถึงเทคนิคการเพิ่มความต่อเนื่องของภาพเคลื่อนไหวเป็นหลัก และจะกล่าวถึงเทคโนโลยีการแก้ไขภาพกระตุกในส่วนท้ายของบทความ

- ระบบ 100/120 Hz บนจอ LCD ไม่เหมือนกันระบบ 100/120 Hz ของจอ CRT และจอ Plasma เสียทีเดียว เนื่องจากจอแต่ละประเภทมีวิธีการแสดงภาพเคลื่อนไหวที่แตกต่างกัน บทความนี้จะเน้นระบบ 100/120 Hz ที่ใช้บน LCD TV เป็นหลัก

- ระบบสัญญาณโทรทัศน์ที่ถูกกำหนดให้เป็นมาตรฐานสำหรับประเทศไทยคือระบบ PAL บทความนี้จึงตั้งอยู่บนสมมติฐานที่ว่า ทีวีระบบ 100 Hz ที่มีจำหน่ายในประเทศไทยถูกนำมาแสดงภาพในระบบ PAL แต่จะมีบทเพิ่มเติมในส่วนท้ายของบทความเพื่ออธิบายถึงพฤติกรรมของทีวี 100 Hz เมื่อนำมาแสดงผลในระบบ NTSC

บทความนี้อ้างอิงถึงระบบการแสดงผลภาพแบบ xxx Hz ว่าเป็นการแสดงผลแบบ 100/120 Hz ตลอดบทความนี้ เพราะหลักการเดียวกันนี้สามารถนำไปใช้กับทีวีทุกรุ่น ถึงแม้ว่ามันจะสามารถแสดงผลได้มากกว่า 100/120 Hz ก็ตาม

เพื่อ ให้ง่ายต่อการทำความเข้าใจในหลักการทำงานของระบบ 100 Hz เรามาทำความรู้จักกับระบบโทรทัศน์แบบ PAL ซึ่งเป็นมาตรฐานระบบโทรทัศน์ที่ประเทศเราใช้กันเสียก่อน — ระบบ PAL (Phase Alternating Line) เป็นระบบการเข้ารหัสภาพเคลื่อนไหวสำหรับแสดงบนจอโทรทัศน์ โดยสามารถแสดงภาพเคลื่อนไหวความละเอียด 625 เส้น เป็นจำนวน 25 ภาพต่อวินาที (หรือเท่ากับ 50 ฟิลด์ต่อวินาทีในแบบ interlaced –50 Hz) คุณไม่จำเป็นต้องเข้าใจการทำงานของมันโดยละเอียด เพียงแต่จำแค่ว่าระบบ PAL นั้นแสดงภาพที่ 50 Hz ก็พอ แต่ถ้าสนใจรายละเอียดทางเทคนิคของระบบ PAL สามารถศึกษาเพิ่มเติมได้จากเว็บไซต์ Wikipedia

จากหลักการดังกล่าวข้างต้น จึงเป็นเหตุผลให้ทีวีที่เข้ากันได้กับมาตรฐาน PAL ทุกเครื่อง (หรือทีวีทั้งหมดที่มีขายในบ้านเรา) จะต้องสามารถแสดงภาพเคลื่อนไหวด้วยความถี่ 50 Hz นั่นเอง

ก่อนจะถึงยุค LCD/Plasma ครองเมือง หลายๆ คนคงเคยสัมผัสกับ TV/HDTV ตัวหนาที่ใช้หลอด CRT มาแล้ว (ขอกล่าวรวมว่าเป็นจอภาพแบบ CRT) ซึ่งจอ CRT เหล่านั้นบางรุ่นจะบรรจุเทคโนโลยี 100 Hz เข้ามาด้วย โดยเทคโนโลยีดังกล่าวจะเพิ่มความถี่การแสดงผลภาพ (refresh rate) จาก 50 ฟิลด์ต่อวินาที (50 Hz) ให้เป็น 2 เท่า หรือ 100 ฟิลด์ต่อวินาที (100 Hz) โดยการแสดงภาพแต่ละฟิลด์ซ้ำ 2 ครั้ง หรือบางรุ่น/ยี่ห้ออาจใช้วิธีการสังเคราะห์ภาพขึ้นมาเพิ่มเติม ทำให้คุณได้รับชมภาพ 100 ภาพในหนึ่งวินาที แทนที่จะเป็น 50 ครั้งต่อวินาที ส่งผลให้ภาพเคลื่อนไหวดูต่อเนื่อง และเป็นธรรมชาติมากขึ้น

ระบบ 100/120 Hz บนจอ CRT ยังช่วยลดการกระพริบ (flicker) ของภาพในกรณีของจอโทรทัศน์ CRT อีกด้วย เนื่องจากวิธีการแสดงผลภาพของจอ CRT นั้นจะดำเนินเป็นวัฏจักรดังนี้:
1. แสดงภาพที่ 1
2. เม็ดพิกเซลบนจอดับไป เพื่อรอแสดงผลภาพที่ 2
3. แสดงภาพที่ 2
4. เม็ดพิกเซลบนจอดับไป เพื่อรอแสดงผลภาพที่ 3
5. แสดงภาพที่ 3
6. ดำเนินเช่นนี้ไปเรื่อยๆ ตราบใดที่มีสัญญาณป้อนมายังจอภาพ

จากตัวอย่างข้างบนจะพบว่าภาพที่แสดงบนจอ CRT นั้นจะ “กระพริบ” ด้วยจังหวะที่เท่ากันเป็นระยะๆ กระบวนการดังกล่าวจะดำเนินแบบนี้ไปเรื่อยๆ แต่มันเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วมากจนตาของคุณสังเกตไม่เห็นว่าจริงๆ แล้วภาพบนจอ CRT นั้นมีการ “ติดและดับ” สลับกันไป โดยกระบวนการดังกล่าวจะเกิดขึ้นด้วยความถี่ 50 ครั้งต่อวินาที (50 Hz) สำหรับการแสดงผลในระบบ PAL

เมื่อคุณมองภาพจากจอ CRT ผ่าน viewfinder ของกล้องดิจิตอล คุณจะสังเกตเห็นการกระพริบของภาพได้ และจะสามารถสังเกตได้อย่างชัดเจนยิ่งขึ้นเมื่อจอแสดงภาพที่มีความสว่างมาก ขึ้น แต่เมื่อนำเอาเทคโนโลยี 100 Hz มาใช้ ก็จะทำให้จอ CRT แสดงภาพด้วยความถี่ 100 ครั้งต่อวินาที (100 Hz) แน่นอนว่าจอของคุณจะต้องกระพริบถี่ขึ้น แต่มันก็ส่งผลให้คุณสังเกตการกระพริบได้น้อยลง และทำให้ภาพที่แสดงบนจอดูนิ่งและสบายตากว่าเดิม และยิ่งเพิ่มความถี่ในการแสดงผล (refresh rate) เข้าไปมากเท่าไหร่ ก็ยิ่งจะทำให้ภาพที่แสดงดูนิ่งขึ้นเท่านั้น

เทคโนโลยี 100/120 Hz กับจอ LCD

เนื่องจากจอ LCD มีวิธีการแสดงภาพเคลื่อนไหวที่แตกต่างจากจอ CRT จึงทำให้หลักการทำงานของระบบ 100 Hz บนจอ LCD ทำงานต่างออกไป กล่าวคือ จอ LCD จะแสดงภาพที่ป้อนมาจากแหล่งกำเนิดสัญญาณค้างเอาไว้ จนกว่าจะมีคำสั่งจากวงจรควบคุมให้แสดงภาพถัดไป ซึ่งจะไม่มีการ “กระพริบ” (flicker) เหมือนกับจอ CRT และเมื่อเขียนเป็นวัฎจักรเปรียบเทียบกับการแสดงผลของจอ CRT ก็จะเป็นดังนี้:

เราเรียกพฤติกรรมการแสดงภาพค้างไว้ของ LCD ว่า “Sample-and-hold effect” เนื่องจากถึงแม้จะเพิ่มความถี่ในการแสดงผลสักกี่ Hz ให้กับจอ LCD ก็ตาม ก็จะไม่มีผลต่อการกระพริบของจอ LCD ที่เป็นเช่นนั้นเนื่องจากจอ LCD ไม่มีการกระพริบตั้งแต่แรกอยู่แล้ว เพราะฉะนั้น refresh rate สำหรับจอ LCD จึงเป็นเพียงตัวเลขที่สั่งให้จอฉายภาพใหม่เป็นจำนวนกี่ครั้งในหนึ่งวินาที เท่านั้น

ด้วยคุณสมบัติข้อนี้ของ LCD ทำให้จอ LCD มีความเหมาะสมในการแสดงภาพนิ่งเป็นอย่างมาก กล่าวคือ ไม่จำเป็นต้องใช้การแสดงผลแบบ 100 Hz บนจอ LCD เพื่อลดการกระพริบของภาพนั่นเอง อย่างไรก็ตาม ถึงแม้เทคนิค 100 Hz จะไม่มีผลต่อการกระพริบของ LCD แต่จอ LCD ก็ยังได้ประโยชน์จากเทคนิคการแสดงเฟรมซ้ำกัน (frame repetition) และการสังเคราะห์เฟรม (frame interpolation) ของระบบ 100 Hz ที่ทำให้ภาพเคลื่อนไหวดูต่อเนื่องและเป็นธรรมชาติมากยิ่งขึ้น

เทคนิค 100 Hz จะสังเคราะห์เฟรมขึ้นมาแทรกในเฟรมที่มีอยู่แล้ว เพื่อช่วยเสริมในสิ่งที่สายตาของเราคาดหวังว่าจะเห็น แต่มันขาดหายไปจากคอนเทนต์ต้นฉบับ รวมถึงใช้เทคนิค backlight scanning ช่วยปรับความถี่ของการเปิด/ปิด backlight ให้สอดคล้องกับความถี่ของเฟรมที่เพิ่มขึ้นมาด้วย ผลที่ได้คือภาพเคลื่อนไหวที่ดูต่อเนื่องมากขึ้น ทีวีบางรุ่นจะใช้เทคนิคแทรกเฟรมแบบ 100 Hz ควบคู่ไปกับเทคนิค backlight scanning ทำให้สามารถแสดงผลได้ถึง 200 Hz

ภาพนี้เป็นจะช่วยอธิบายการทำงานของระบบ MotionFlow ของ Sony ส่วนระบบ 100 Hz จากผู้ผลิตทุกรายต่างก็ทำงานโดยอาศัยหลักการเดียวกัน

ระบบ 100 Hz จะทำงานได้ดีกับคอนเทนต์ที่เป็นแบบ 50 Hz เช่นภาพจากฟรีทีวี ยูบีซี และภาพจากแผ่น DVD ระบบ PAL ซึ่งจะอยู่ในบทความตอนที่ 2 เกี่ยวกับวิธีการจัดการในกรณีที่คอนเทนต์มีเฟรมเรทไม่สัมพันธ์กับเฟรมเรทของ ทีวี อย่าลืมติดตามตอนต่อไปครับ

Credit : http://manager.co.th