Urządzenia 100-hercowe do generowania klatek pośrednich wykorzystują dwa następujące po sobie obrazy. Jeśli obiekty w kadrze poruszają się w przeciwnych kierunkach (jak piłka i tło), brakuje informacji o wypełnieniu obszarów wokół konturów – w ten sposób powstaje efekt aureoli.

Ludzka anatomia ma wpływ na nasze wrażenia podczas oglądania telewizji. Stare telewizory kineskopowe umożliwiały objęcie wzrokiem całego ekranu, nie wymagając przy tym ruchów gałki ocznej,   jednak gdy korzystamy z dużego płaskiego monitora, oko podąża za przemieszczającym się obiektem. Właściwe oddanie ruchu jest obecnie najważniejszym kryterium oceny telewizorów. Poniżej opisujemy, jakie problemy wiążą się z odwzorowywaniem ruchu i jakie technologie stosują producenci w celu uporania się z nimi.

Źródła obrazu: Skaczący obraz kinowy, brak ostrości w telewizji

Kamera kinowa Klasyczną formą ruchomego obrazu jest film kinowy. Już od prawie stu lat nagrywa się go w tempie 24 klatek na sekundę. Takie tempo przesuwu taśmy wybrano jako ówczesną formę kompresji danych, pozwalającą na oszczędzenie cennego wówczas nośnika. 24 klatki na sekundę (czyli 24 Hz) to jednak stanowczo za mało do komfortowego odbioru filmu – płynny ruch na ekranie uzyskuje się dopiero przy częstotliwości 50 Hz, kiedy to nasze oko przestaje dostrzegać przeskakiwanie kolejnych klatek. By mruganie telewizora nie było dostrzegalne, częstotliwość odświeżania powinna być jeszcze większa – obraz wygląda naprawdę dobrze dopiero przy 65–70 Hz. Dlatego właśnie, aby uzyskać wymaganą płynność, w kinie tę samą klatkę wyświetla się dwa, a nawet trzy razy, uzyskując częstotliwość odpowiednio 48 Hz lub 72 Hz.

Pierwotna kompresja pozwala, co prawda, oszczędzić taśmę i uniknąć efektu migotania, jednak brak płynności ruchu pozostaje, nawet jeśli film był kręcony w technice cyfrowej – mimo nadejścia nowej epoki Hollywood zdecydował się utrzymać standard 24 Hz, tłumacząc, że przy wyższej częstotliwości szybkie zbliżenia (i intensywny ruch kamery) oglądane na dużym kinowym ekranie, mogłyby wywołać u widzów mdłości.  Specyfikacja kina cyfrowego DCI zakłada, co prawda, nagrywanie 48 klatek na sekundę, jednak w praktyce stosuje się ją jedynie w filmach trójwymiarowych. Przetworzenie tak zapisanego materiału na częstotliwość 60 Hz jest bowiem bardzo trudne, a na 72 Hz – niemożliwe.

KAMERA TELEWIZYJNA Typowa kamera wideo, jaką zobaczymy zarówno w profesjonalnym studiu, jak i w rękach filmowca amatora, zapisuje sygnał z tzw. przeplotem, składający się z półobrazów. To również wczesna metoda zmniejszania ilości zapisywanych i przesyłanych danych. W porównaniu z metodą kinową umożliwia ona lepsze oddanie ruchu, jednak nie nadaje się do stosowania na dużym ekranie. Przeplot jest używany nawet w nowoczesnych sensorach cyfrowych, które za każdym razem są naświetlane w całości – ponieważ w studiu najczęściej wykorzystuje się sygnał złożony z półobrazów, nagranie jest od razu odpowiednio przetwarzane. Każdą sekundę filmu tworzy – w zależności od systemu obowiązującego w danym regionie świata (PAL lub NTSC) – 50 lub 60 klatek przedstawiających kolejne fazy ruchu. Ponieważ jednak następujące po sobie klatki zawierają jedynie co drugą linię obrazu, ostrość detali i krawędzi poruszających się obiektów spada o połowę. Przykładowo piłka futbolowa mająca na ekranie wysokość 40 linii zajmuje na każdej klatce sygnału z przeplotem wyświetlanej przez 0,02 sekundy jedynie 20 linii, jej krawędzie są więc mniej wyraźne, ale ruch wydaje się płynny.

Brak ostrości spowodowany przeplotem występuje niezależnie od obróbki obrazu przez procesor telewizora, i nawet najlepsze algorytmy nie radzą sobie z jego usuwaniem. Z tego powodu wszyscy producenci odbiorników rozwijają technikę skanowania progresywnego, umożliwiającą wyświetlanie wszystkich linii obrazu jednocześnie.

SKANOWANIE PROGRESYWNE Aby uzyskać płynność ruchu przy zachowaniu ostrych konturów, niezbędne jest wykorzystanie kamery zapisującej pełne klatki z częstotliwością co najmniej 50 Hz. Niektóre stacje telewizyjne decydują się więc na nadawanie sygnału HDTV w systemie 720p/50, czyli przesyłanie w ciągu sekundy 50 kompletnych obrazów w rozdzielczości 1280×720 pikseli. Wykorzystywany również przez wielu nadawców system 1080i, podobnie jak inne standardy z przeplotem, powoduje zmniejszenie o połowę ostrości obiektów w ruchu.

Obecnie są już na rynku kamery wykorzystujące skanowanie progresywne, także aparaty cyfrowe nagrywają filmy składające się z pełnych klatek. Niestety, możliwości matryc i procesorów pozwalają zwykle na zapisanie jedynie 24 do 30 klatek na sekundę, a to zdecydowanie za mało, by ruch był płynny.

Odległym celem w przypadku technologii telewizyjnej jest tryb 1080p przy częstotliwości 50 lub 60 Hz. Nagrywanie w takim standardzie umożliwiają obecnie tylko nieliczne, drogie kamery. Nawet urządzenia studyjne nie są do niego przystosowane.

Nośniki obrazu: Sygnał telewizyjny, DVD, Blu-ray

Telewizja Film kinowy nagrany z częstotliwością 24 Hz jest najpierw przyspieszany o 4 proc. – do 25 klatek na sekundę, a następnie każdą klatkę dzieli się na dwa półobrazy. Sygnał w standardzie NTSC nadawany z USA z częstotliwością 60 Hz jest natomiast dostosowywany do 50 Hz poprzez wycięcie części klatek. Prowadzi to do wyraźnego przeskakiwania obrazu, gdyż brakuje co piątej klatki.

By z kolei przekształcić film kinowy (24 Hz) na telewizyjny standard 60 Hz, wyświetla się jedną klatkę dwukrotnie, a kolejną – trzykrotnie. Jest to przekształcenie tzw. 3:2 pulldown, również pogarszające płynność obrazu. Najgorzej wyglądają amerykańskie nagrania, które najpierw metodą 3:2 pulldown przekształcono, by uzyskać częstotliwość 60 Hz, a następnie przez usunięcie klatek dostosowano do 50 Hz.

DVD Podczas przygotowania do zapisu na płytach DVD przeznaczone na rynek europejski filmy kinowe są, podobnie jak w telewizji, przyspieszane o 4 proc., a następnie dzielone na półobrazy. Dzięki temu zachowuje się oryginalny czas trwania i unika zniekształceń dźwięku, jak również nie traci się płynności w wyniku zastosowania techniki 3:2 pulldown.

Płyty Blu-ray Blu-ray jest pierwszym nośnikiem wykorzystującym na całym świecie ten sam format zapisu: 24 klatki na sekundę, czyli taki sam jak stosowany w kinie. Za zachowanie płynności ruchu i uniknięcie efektu migotania obrazu odpowiedzialny jest w tym przypadku telewizor. Przez wyjście HDMI przesyłany jest sygnał 24p 1080i/p, o ile odbiornik TV obsługuje technologię 24p, w przeciwnym razie częstotliwość sygnału wynosi 50 lub 60 Hz.

Telewizory LCD: Problemy z ruchem

Wszyscy posiadacze telewizorów ciekłokrystalicznych wiedzą, jak wygląda ostry i jasny obraz. Największą wadą tego typu odbiorników – poza ograniczonym kątem patrzenia – jest rozmycie obiektów w ruchu. Powodem, dla którego ruchome obiekty są nieostre, jest tzw. efekt sample-hold, wynikający z ciągłego podświetlenia ekranu. Producenci opracowali już jednak całą gamę sposobów mających zapobiegać jego powstawaniu. Polegają one albo na zmiennym podświetlaniu panelu, albo na jego częstszym odświeżaniu.

Rzadko już wykorzystywane pojęcie czasu reakcji matrycy jest reliktem przeszłości. Używano go, gdy monitory LCD były zbyt powolne, by odświeżać obraz tak szybko, jak wymagałby tego sygnał. Do oglądania filmu wystarczy czas reakcji poniżej 15 milisekund – ten warunek spełniają wszystkie sprzedawane obecnie telewizory LCD.

Sposobem na ogromną poprawę jakości wyświetlania ruchu na ekranie ciekłokrystalicznym jest zastosowanie pulsującego podświetlenia. Z jednej strony pozwala ono na wyostrzenie krawędzi, które oko wykorzystuje do lokalizowania obiektów na ekranie, a z drugiej – skraca czas widoczności obrazu, zmniejszając stopień jego rozmycia.

Problem stanowi częstotliwość odświeżania. W przypadku standardu 50 Hz techniki pulsującego podświetlenia nie da się zastosować, gdyż migotanie byłoby zauważalne. Pierwszą próbę wykorzystania tej techniki podjął Philips – w telewizorze o częstotliwości odświeżania 75 Hz użyto świetlówek z gorącą katodą podobnych do zwykłych jarzeniówek. Z powodu zbyt wysokich kosztów zrezygnowano jednak ze stosowania tego rozwiązania. Obecnie wszyscy producenci wykorzystują w konstrukcji ekranów z pulsującym podświetleniem diody LED. Dodatkową zaletą owych komponentów jest to, że takie działanie lekko wydłuża ich żywotność w porównaniu do trybu ciągłego świecenia. By zapobiec migotaniu ekranu, stosuje się częstotliwość odświeżania 100 Hz, a w przypadku materiału w systemie NTSC – 120 Hz.

Nawet bez pulsującego podświetlenia częstotliwość 100 Hz znacznie skraca czas wyświetlania pojedynczej klatki. Oczywiście nie można – co często działo się w kineskopach 100-hercowych – wielokrotnie wyświetlać tego samego obrazu, bo wskutek tego ruchome przedmioty pozostałyby nieostre. Obecnie stosuje się 4 (opisane poniżej) metody umożliwiające właściwe przedstawianie ruchu.