Efeitos da interpolação de quadros sem imagem nas TVs LCD

Nova Escola de Marketing
21 de Março de 2015

A interpolação de quadros sem imagem (BFI) é um recurso que existe até mesmo nas modernas TVs de 4K ou OLED. O seu objetivo é aumentar a nitidez na percepção da imagem.

Talvez o leitor não saiba, mas as televisões LCD mais recentes vêm equipadas com um recurso de interpolação de quadros sem imagem (quadros pretos), habilitadas a critério do usuário. Tal recurso é chamado Black Frame Interpolation (BFI), do seu original da sigla em inglês.

O problema é que, além de não informar muito bem do que se trata, os fabricantes preferem apelar para o anúncio de frequências de varreduras altas (120 Hz, 240 Hz e acima), como estímulo para a aquisição do potencial comprador, que se deslumbra facilmente com estes números.

Só que uma coisa (frequência de varredura) da tela não tem absolutamente nada a ver com a interpolação de quadros, tecnicamente falando. O que costuma gerar imensa e, a meu ver, desnecessária confusão, até mesmo pelo usuário avançado.

O recurso BFI em si não é novo, mas vem sendo aperfeiçoado constantemente, o que justifica que eu possa fazer uma revisita ao assunto e, em assim fazendo, tentar paralelamente clarear a área. Mas, antes, eu preciso falar um pouco das bases desta tecnologia. Depois, então, dizer aonde ela existe e como pode ser habilitada.

 Histórico

Imagens contínuas tendem a apresentar artefatos de movimento, entre eles o conhecido “flicker”, ou centelhamento se quiserem. O cinema já passou por este tipo de problema logo no início, mas ele foi rapidamente resolvido com a introdução da chamada Cruz de Malta. Este tipo de mecanismo é o que permite a exposição intermitente da imagem de um filme na janela do projetor. Na prática, significa que após um fotograma (imagem) ser projetado, o mecanismo fecha a passagem de luz, e só abre depois que o fotograma seguinte é posicionado completamente na janela para ser exibido. No caso específico do cinema, este processo se repete na razão de 24 quadros por segundo.

Moviecam schematic animation

Todas as telas digitais, sem exceção, funcionam com a formação de um quadro completo, uma linha seguida da outra (1, 2, 3, etc.), na chamada varredura progressiva, até o final. E depois, até começar a formar o quadro seguinte, a imagem atual é retida na tela momentaneamente. O processo como um todo é chamado de “sample and hold”, e é usado mesmo na moderna tela de OLED.

Se toda imagem exibida fosse estática não haveria problema algum, mas o movimento ou a variação de segmentos dentro da mesma cena resultam na irregularidade da transição entre a imagem atual e a seguinte. O resultado é a diminuição da percepção dos contornos, dando à imagem um aspecto ligeiramente borrado, mas o suficiente para ser notado pelo espectador.

O borrado é conhecido pelo termo em inglês “blur”. Mecanismos de interpolação de quadros pelo processo ME/MC aparentam resolver o problema, mas introduzem um aspecto artificial na imagem que não traduz corretamente a sua natureza: em vez de filme a gente parece que está vendo vídeo convencional.

 A inserção de quadros sem imagem

Efeitos de perda de nitidez pela introdução do borrão poderiam até ser resolvidos com o ajuste ME/MC, mas a indústria preferiu atacar de novo o problema pela raiz, e a solução vem dos primórdios do cinema: intercalar entre uma imagem e outra a ausência completa de luz.

O ajuste precede ao do ME/MC, mas ele vem agora sendo consideravelmente aperfeiçoado, e assim vale a pena tentar usá-lo novamente e testar se os artefatos diminuíram ou desapareceram.

As bases para o BFI são as seguintes:

Idealmente, imagens em movimento deveriam mudar instantaneamente na tela de TV, mas o tempo de retenção (“sample and hold”) torna isso impossível, mesmo nas telas com tempo de resposta curto.

Muitos usuários preferem plasma e CRT justamente por causa do baixo tempo de retenção de cada quadro. Na verdade, as telas de plasma não retêm imagens da mesma maneira, mas para cada imagem gerada ela é redesenhada a 600 quadros por segundo na tela, tentando iludir o olho do espectador. O resultado, é claro, não é necessariamente melhor do que as TVs de LCD ou OLED, em função de uma série de outros fatores.

Na prática, nota-se que só atacar o tempo de retenção não basta. E a evidência disso é a observação por alguns analistas de borrão em telas de OLED, cujo tempo de retenção gira em torno de 1 ms, bem próximo da tela de plasma.

A inserção por interpolação de um quadro escuro pode ser conseguida basicamente de duas maneiras: a primeira, apagando completamente a luz de fundo (“backlight”), se for LCD, ou então desligamento do pixel, se for OLED; a outra maneira é criar um quadro sem imagem por um processador específico, tal como no princípio da Cruz de Malta.

O apagamento da iluminação ou do pixel se assemelha a um efeito estroboscópico, mas imperceptível na maioria das vezes ao olho humano. A frequência da inserção de uma quadro escuro varia de tela para tela, mesmo naquelas desenhadas por um mesmo fabricante.

O leitor deve reparar que a velocidade de interpolação de um quadro sem luz nada tem a ver com a taxa de atualização da tela (60 Hz, 120 Hz, etc.). Esta última se refere ao número de quadros formados de imagem real na unidade de tempo (60 quadros por segundo, etc.). Não confundir as duas coisas é importante, para evitar acreditar que esta cadência aumentada terá necessariamente influência sobre a qualidade da imagem obtida.

O aumento da taxa de atualização é importante para evitar o chamado “pulldown”, antes necessário para a conversão de cadência durante a telecinagem de material de cinema. E ela ocorre independente da inserção de quadros sem imagem na tela.

 Benefícios e desvantagens

O principal benefício do algoritmo BFI é o aumento da nitidez nos contornos, independente da resolução nativa da imagem na tela. Assim, até mesmo imagens com 4K de resolução se aperfeiçoam com este recurso.

O segundo, e não menos importante, é o do aumento da resolução de movimento. Nas telas de alta definição a resolução de movimento raramente atinge as prometidas 1080 linhas, mas nas novas telas o aumento de resolução é plenamente factível até o máximo possível. Isto é devido não somente à implementação de novos chipsets com maior potência de processamento, mas também à construção do pixel de LCD e a outros fatores, mencionados a seguir.

As telas de LCD mais recentes exibem um tempo de resposta bastante curto. Este tempo é medido em função da velocidade de mudança de status ligado-desligado de cada pixel e, portanto, quando menor melhor. Em tempos de outrora, o tempo de resposta era o grande culpado pela perturbação e diminuição da resolução de movimento na imagem. Porém, nas telas LCD atuais isto já deixou de ser problema há muito tempo.

A combinação do baixo tempo de resposta associado ao método BFI e à velocidade de varredura praticamente eliminam o blur da tela e aumentam significativamente a resolução de movimento.

Como o ajuste BFI é separado, cabe ao usuário comandá-lo através do menu correspondente. Cada fabricante usa métodos diferentes e principalmente nomes diferentes para o mesmo comando:

A Sony, por exemplo, vem usando o comando com o nome “Motionflow Impulse”, que faz um efeito estroboscópico, desligando e acendendo o backlight de LEDs. A Philips usa o nome “Digital Crystal Clear”, e foi uma das primeiras a inovar neste tipo de efeito estroboscópico. A Samsung usa o termo “LED Clear Motion”. Nos seus modelos em 4K, o comando pode ser achado na versão personalizada do ajuste ME/MC (“Motion Plus”). O “Clear Motion” trabalha acoplado a um chipset específico, com algoritmo proprietário do fabricante.

Existe, porém, no uso do BFI, a possibilidade de aumentar artefatos de movimento. Em algumas telas mais antigas este problema é bastante visível.

O que leva ao questionamento se vale ou não a pena usá-lo. E a resposta só pode ser conseguida pelo próprio usuário, fazendo comparações entre a ativação do comando e a retirada do mesmo.

Se o BFI funcionar corretamente, é bastante possível que telas com taxa de atualização de 60 Hz funcionem a contento. Se, ao contrário, for imperfeito, aí pouco importa se os outros quesitos, como tempo de resposta do pixel e aumento da varredura, sejam fatores que resolvam o problema isoladamente. [Webinsider]

 

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2 respostas para “Efeitos da interpolação de quadros sem imagem nas TVs LCD”

  1. Paulo Roberto Elias disse:

    Nolan,

    Eu agradeço o seu incentivo, mas livro outra vez nem pensar. É muito trabalho para pouco interesse seja do mercado seja do público leitor. O meu livro, aliás, eu o retirei das prateleiras virtuais da Amazon, e não me arrependo. Eu tenho tido boa margem de leitores aqui na coluna, e isto para mim já basta.

  2. Nolan Leve disse:

    Muito bom! Te preparando para outro livro?

    Abração

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