ディスプレイのモーションブラー
視線追跡モーションブラーの描写
一般的なサンプルアンドホールド型ディスプレイにおける視線追跡の不一致。

最新のディスプレイでは、モーション ブラーは主に次の原因で発生する望ましくないアーティファクトです。

  1. 網膜のぼやけは、目が離散的な動きを継続的に追跡することで発生します。目が動いている間、追跡している物体は各フレームを通して静止しているため、「ぼやけた」状態になります。現実世界では、目と物体が継続的に動いているため、このような現象は発生しません。
  2. ピクセルの応答時間が遅いため、ゴーストや汚れが目に見えるようになります。

動きが速ければ速いほど、効果は顕著になります。

原因

ディスプレイは、フレームを高速に表示することで機能します。フレームはそれぞれ少しずつ変化し、動きがあるように見せます。例えば、解像度1920×1080、リフレッシュレート60Hzの一般的なコンピューターモニターを考えてみましょう。物体が2秒間でディスプレイ上を移動すると、60×2 = 120の「ステップ」があり、それぞれのステップは1920÷120 = 16ピクセルで移動します。しかし、人間の目は物体を追跡するために何度も動き出し、停止したり、中心窩を物体の「新しい」位置まで1000÷60 ≈ 16ミリ秒かけて素早く移動させたりはしません。そして、それを何度も繰り返すのです。その代わりに、視線は物体のおおよその位置を追って、ディスプレイ上を流れるように動きます。実際には滑らかで連続的な動きをしていないものを追うために目が回転するため、画像は網膜上で「ぼやけて」しまいます。この不一致がモーションブラーの原因であり、物理的な物体をトラッキングする際にモーションブラーが発生しない理由を説明しています。ディスプレイ上のシミュレートされた動きとは異なり、実際の動きは実際には連続的ですが、ディスプレイ上の物体は離散的なステップで移動します。実際に体感されるモーションブラーは、写真を撮る際のシャッタースピードと同様に、純粋に持続性の関数として近似できます。動きという点では、実際には全く同じであり、参照フレームが逆になっているだけだからです。

モーションブラーの軽減

モーションの鮮明度は、残像（画像の表示時間）を減らすことで向上します。メーカーはモーションの鮮明度を向上させる技術を様々な名称で呼んでいます。NVIDIAの実装はUltra Low Motion Blur（ULMB）、ASUSはExtreme Low Motion Blur（ELMB）、BenQ ZowieはDyAcとDyAc+（Dynamic Accuracy）と呼ばれています。LGは、OLEDテレビのブラックフレーム挿入（BFI）を「OLED Motion（Pro）」と呼んでいます。「Pro」という名称は、BFIが60Hzに制限されているのではなく、120Hzでサポートされていることを示しています。

黒枠挿入

モーションブラーを低減する鍵は、ピクセルが点灯している時間を短縮することです。液晶ディスプレイでは、バックライトをストロボ点灯させることでこれを実現できますが、 OLEDでは、ピクセルのオン/オフを高速に切り替える必要があります。これは、OLEDの応答時間がLCDよりもはるかに短いという事実によって可能になります。2020年と2021年にリリースされたLGのWOLEDパネルを搭載したOLED TVは、120Hzでブラックフレーム挿入機能を備え、デューティサイクルは38%と低く、持続時間はわずか3.2msです。BFIのおかげで、体感できるモーションブラーは、約310Hzで動作する通常のサンプルアンドホールドOLEDディスプレイのモーションブラーに匹敵します。

バックライトのストロボ

バックライトを素早くオン・オフ（「ストロボ」）することで、画像の表示時間が短くなります。この残光時間の短縮が、モーションブラーを低減します。サンプル＆ホールド方式のLCDにおけるモーションブラーを低減するストロボバックライト技術は、メーカーによって様々な名称で呼ばれています。

モーション補間

一部のディスプレイでは、モーションブラーを軽減するために、100Hzや120Hzなどの高いリフレッシュレートで動作させるモーション補間を採用しています。モーション補間は、実際のフレームの間に人工的な中間フレームを挿入します。この手法の利点は、LCDなどのサンプル＆ホールド方式のディスプレイにおけるモーションブラーを軽減できることです。

映画（24fps素材）の視聴中に補間を有効にすると、ソープオペラのような効果など、副作用が生じる可能性があります。また、モーション補間は入力遅延も発生させるため、コンピューターやビデオゲームなどのインタラクティブな動作には適していません。[ 1 ]

最近では、240Hzの補間が利用可能になり、480Hzや960Hz相当を謳うディスプレイも登場しています。一部のメーカーは「Hz」ではなく、Samsungの「Clear Motion Rate 960」[ 2 ]のように異なる用語を使用しています。これは、モーション補間やストロボバックライトなど、複数のモーションブラー低減技術が採用されているため、「Hz」という用語の誤用を防ぐためです。

メーカー用語:

  • JVCは「クリアモーションドライブ」を採用している。[ 3 ]
  • LGは「TruMotion」を採用している。[ 4 ]
  • サムスンは「オートモーションプラス」(AMP)、[ 5 ]「クリアモーションレート」(CMR)、「モーションレート」を採用している。
  • ソニーは「モーションフロー」を採用している。[ 6 ]
  • 東芝は「クリアフレーム」を採用している。[ 7 ]
  • シャープは「アクオモーション」を採用している。[ 8 ]
  • Vizio は「Clear Action」を使用します。

レーザーテレビ

レーザーテレビは、 CRTの仕組みに似た走査アーキテクチャを利用することで、二重像やモーションアーティファクトを排除できる可能性がある。[ 9 ]レーザーテレビは、多くのメーカーからまだ一般には提供されていない。2006年10月のKRON 4 Newsによるレーザーテレビ報道など、テレビ放送ではその効果が謳われているが[ 10 ]、それ以降、民生用レーザーテレビではモーションアーティファクトの大幅な削減は実現していない。レーザーディスプレイ技術における最近の進歩の一つに、Prysmの最新ディスプレイに見られるリン光体励起レーザーがある。これらのディスプレイは現在240 Hzで走査しているが、入力は60 Hzに制限されている。そのため、60 Hzの入力ソースから高速で移動する物体を視線で追うと、4つの異なる画像が表示される。[ 11 ]

また、マイクロビジョン社のレーザーMEMSベースピコプロジェクタープロは、表示遅延、入力遅延、残像やモーションブラーがありません。[ 12 ]

参照

参考文献

  1. ^ HDTVビデオゲームの遅延問題の解決
  2. ^ Samsung Clear Motion Rate（ストロボバックライトの使用を含む）
  3. ^ JVCのクリアモーションドライブ用語
  4. ^ LGのTruMotion用語
  5. ^サムスンのAuto Motion Plus用語集2008年1月12日アーカイブ、 Wayback Machine
  6. ^ソニーのモーションフロー用語集2008年12月8日アーカイブ、 Wayback Machine
  7. ^東芝のクリアフレーム用語
  8. ^シャープのAquoMotion用語
  9. ^ 「エヴァンスとサザーランド、列走査レーザーを用いて高性能レーザー投影システムのモーションブラーを解消」 。 2007年7月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年7月31日閲覧。
  10. ^ベイエリアのKRON 4ニュースは、コヒーレントとノバルクスの合弁によるレーザーテレビプロジェクトを報道している。
  11. ^ 「Prsymは、広告市場向けにレーザー励起蛍光体ディスプレイを開発し、小型ディスプレイのタイリングを可能にした」 。 2020年8月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2023年8月13日閲覧。
  12. ^ 「レーザー ディスプレイは遅延もぼやけも残像もゼロです」。
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