Analyse: Warum Samsungs QD-OLED-Displays bunte Kanten zeigen
PC-Monitore und Smart-TVs mit Samsungs QD-OLED-Panels haben eine untypische Subpixelanordnung, deren Eigenheiten Software nur schwer kaschieren kann.
(Bild: Mark Mantel / heise online)
Der erste Gaming-Monitor mit einem QD-OLED-Panel, Alienwares AW3423DW, und Samsungs eigene Smart-TV-Baureihe S95B zeigen: QD-OLED-Panels haben eine untypische "dreieckige" Anordnung der Subpixel mit den Farben Rot, Grün und Blau innerhalb eines Bildpunktes, was zu Farbsäumen an allen kontraststarken Kanten führt.
Das Problem zeigten wir beim Alienware AW3423DW auf. Daraufhin entstanden auf diversen Plattformen Diskussionen, wie auffällig das Problem tatsächlich ist. Leute, die den Monitor in den USA bereits kauften, teilten unter anderem über Reddit eigene Bilder und ihre Eindrücke, zudem bestätigte Computerbase das Phänomen beim eigenen Testmuster. Diese Diskussionen machen klar, dass die Farbsäume recht unterschiedlich wahrgenommen werden. Manchen fallen sie beim ersten Blick auf, andere reagieren dagegen unempfindlicher und nehmen die bunten Kanten kaum wahr.
Wir erläutern an dieser Stelle die technischen Hintergründe für die Farbsäume und geben zum Schluss eine Einordnung der Situation.
Warum zeigen QD-OLEDs überhaupt Farbsäume an Kanten?
Schuld ist die dreieckige Anordnung der Subpixel in Samsungs OLED-Panel: Jedes Pixel besteht aus einem grünen Lichtpunkt, unter dem sich seitlich versetzt je ein rotes und blaues Subpixel befinden. Leuchten alle drei Farben auf, nimmt das menschliche Auge dieses Pixel-Tripel im Mittel als Weiß wahr. Das funktioniert so lange, bis die weiße Fläche an eine dunkle Fläche stößt.
Subpixelanordnung bei Samsungs QD-OLED (3 Bilder)
(Bild: Mark Mantel / heise online)
An horizontalen Kanten fehlen in der obersten Subpixelreihe die roten und blauen Subpixel für einen weißen Abschluss. Die grünen Subpixel sind in dieser Reihe allein, weshalb ein grüner Farbsaum entsteht. Unten gibt es dagegen nur rote und blaue Subpixel, sodass bei horizontalen Kanten in der untersten Subpixelreihe das Grün für den weißen Abschluss fehlt. Solche Kanten erscheinen daher violett oder je nach Blickwinkel eher rötlich, da das rote Subpixel größer ist als das blaue.
Bei den meisten LCDs und auch den OLED-Displays des Herstellers JOLED sieht die Pixelanordnung anders aus: Dort bilden drei sehr schmale, nebeneinander liegende RGB-Subpixel den quadratischen Bildpunkt, weshalb das Auge helle horizontal verlaufende Kanten im Mittel als Weiß wahrnimmt. Bei den OLEDs von LG besteht jeder Bildpunkt aus drei aneinandergereihten RGB-Subpixeln und einem weiteren weißen Subpixel daneben; auch hier entstehen keine farbigen Säume in der Horizontalen.
Subpixelanordnung bei einem typischen IPS-Panel (3 Bilder)
(Bild: Mark Mantel / heise online)
Bei vertikalen Kanten haben alle Displays Farbsäume
Vertikal erzeugen dagegen fast alle Subpixelanordnungen Farbsäume, da helle Flächen links und rechts immer mit einem farbigen Subpixeln abschließen. Da die Subpixel in der Streifenanordnung aber sehr schmal sind (ein Drittel beziehungsweise ein Viertel der Bildpunktbreite), kann das Auge hier besser mitteln und der Farbsaum ist weniger auffällig. Der bemängelte Farbeffekt tritt insbesondere an sehr kontrastreichen Kanten zutage, also bei Schwarz-Weiß-Übergängen. Andersfarbige Flächen sind zwar prinzipiell auch betroffen, nur mitteln sich die Übergänge hier eher raus.
Bei modernen Displays mit hoher Pixeldichte (also kleinen Pixeln) fallen den meisten Leuten keine Farbsäume an vertikalen Kanten auf: Weil die Subpixel so schmal sind, kann das Auge sie nicht aus normalem Abstand zum Monitor voneinander trennen. Außerdem tritt eine gewisse Gewöhnung ein – auch beim QD-OLED-Display des Alienware AW3423DW haben wir uns an die vertikalen Farbsäume relativ schnell gewöhnt.
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Anders sieht es bei den horizontalen Kanten auf. Hier kommt das Auflösungsvermögen des Auges stärker zum Tragen. Der minimale Abstand zweier noch trennbarer Bildpunkte auf der Netzhaut beträgt 4 bis 5 μm. Daraus abgeleitet können normalsichtige Menschen eine Bogenminute (1‘) unterscheiden und damit aus 60 cm Entfernung etwa 0,17 mm kleine Objekte. Jedes Pixel im Alienware-Monitor hat eine Kantenlänge von 0,233 mm, normalsichtige Menschen können aus dem Monitor-üblichen Betrachtungsabstand von 60 Zentimeter demnach mit bloßem Auge auch Bestandteile der einzelnen Bildpunkte (also Subpixel) unterscheiden.
Die starke räumliche Trennung der roten und blauen Subpixel von der grünen Subpixelreihe im QD-OLED-Display wirft hier Probleme auf. Hinzu kommen die recht großen Schwarzräumen zwischen den Subpixeln. Bereits Normalsichtigen und erst recht Adleraugen sowie geübten Display-Testern fallen die grünen und rot-violetten Farbsäume in der Horizontalen deshalb schnell auf.
