Blinken, Pumpen und scharfe Bewegungen

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LCDs können im Prinzip ganz schön schnell schalten. Gaming-Displays schaffen einen einfachen Bildwechsel (grey-to-grey) teilweise in weniger als drei Millisekunden. Im Vergleich zu alten Röhrenmonitoren wirkt das Bild trotzdem weniger scharf.

Schuld ist die Trägheit des menschlichen Auges: Bei LCDs wird das Bild zeilenweise ins Display geschrieben und bleibt dann für die Dauer eines Frames erhalten. Innerhalb der jeweiligen Schaltzeit wechseln die Bildpunkte zum nächsten Bildinhalt – was eigentlich zu schnell passiert, als dass das Auge den kurzen Zwischenzustand wahrnehmen könnte. Der vorige Bildinhalt hinterlässt aber einen Eindruck auf der Netzhaut, der deutlich länger als die Schaltzeit braucht, um ganz zu verschwinden (man spricht deshalb von der sogenannten Erhaltungsdarstellung). Dieser Effekt trägt wesentlich zur Bewegungsunschärfe bei schnellen Bildsequenzen bei.

Scharfe alte Zeit

Röhrenmonitore zeigten im Gegensatz zu LCDs nie ein komplettes Bild an. Stattdessen wanderte der Elektronenstrahl zeilenweise über die Phosphorschicht und erzeugte dort für einen kurzen Augenblick sehr helle Punkte. Nur dank der Trägheit des Auges entstand beim Röhrenmonitor überhaupt der Eindruck eines kompletten Bildes. Da alle Pixel aber in jedem Frame nur einmal kurz aufleuchteten und über die restliche Zeit dunkel blieben (man spricht deshalb von einer Impulsdarstellung), hinterließen sie einen weniger bleibenden Eindruck auf der Netzhaut.

Einige wenige LCDs nutzen diesen Effekt ebenfalls, um einen schärferen Bildeindruck zu erzeugen: Statt einer kontinuierlichen Hintergrundbeleuchtung verwenden sie ein sogenanntes Blinking Backlight. Die Hintergrundbeleuchtung blinkt dabei in jedem Frame nur einmal kurz auf und bleibt sonst dunkel.

Wichtig ist dabei allerdings, dass Blinkfrequenz und Bildwiederholfrequenz des Panels synchronisiert werden: Würde die Hintergrundbeleuchtung genau dann aufblitzen, wenn sich die Flüssigkristalle gerade umordnen, entstünde sogar ein unschärferes Bild als ohne Blinking Backlight. Mindestens genauso wichtig: Die Hintergrundbeleuchtung sollte stets mit mehr als 60 Herz blinken, da das Bild sonst flackert. Wer mal an einem zu langsam angesteuerten Röhrenmonitor gearbeitet hat, kennt diesen Effekt.

Schwankende Bildraten

Unterstützt ein Monitor FreeSync oder G-Sync, kommt ein weiteres Problem hinzu: Das Display ändert die Bildwiderholrate dynamisch und zeigt neue Bilder an, sobald die Grafikkarte diese berechnet hat. Braucht die Grafikkarte mal etwas länger für einen Frame (beispielsweise weil sie neue Texturen aus dem Hauptspeicher bekommt), leuchtet dieser eine Frame durch das getaktete Backlight etwas weniger hell. Um hier ein sichtbares Pumpen der Displayhelligkeit zu verhindern, müsste die Hintergrundbeleuchtung im Display etwas länger beziehungsweise mehrfach aufleuchten. Genau das tut aber der in c't 23/16 getestete Samsung C24F770 nicht. Bei ihm schwankt die Bildhelligkeit mit der Framerate und das nervt weit mehr als die kleine Unschärfe, die das Blinking Backlight korrigiert.

Intelligente Backlight-Ansteuerung

Die Blinkfrequenz der Hintergrundbeleuchtung sollte grundsätzlich nie unter 60 Herz fallen und die Lichtmenge über alle Blinkzeiten in einer Sechzigstel Sekunde konstant gehalten werden. Erst dann bringt die Kombination aus FreeSync/G-Sync und Blinking Backlight im LCD Vorteile. Bei dem getesteten Samsung-Display sollten man dagegen nie beide Funktionen gleichzeitig aktivieren.

Der Fehler bei der Ansteuerung des Backlights verwundert. An anderer Stelle reagiert der C24F770 nämlich durchaus intelligent. So hat Samsung die Hintergrundbeleuchtung nach eigenen Angaben in vier horizontale Bereiche aufgeteilt, die nacheinander aufleuchten. Das VA-Panel ändert nämlich nicht alle Zeilen eines Bildes gleichzeitig, sondern beschreibt sie wie bei LCDs üblich von oben nach unten. Die vier Bereiche blinken im C24F770 nacheinander auf, damit sie nie die Zeilen beleuchten, die gerade umschalten. Dass wir von diesem Lauflicht im Betrieb nichts sehen konnten spricht dafür, dass Samsung die Funktion gut implementiert hat.

Umso mehr verwundert es, dass die Displayelektronik nicht schlau genug ist, die Leuchtdauer an die jeweilige Framerate des FreeSync-Monitors anzupassen, ohne die Blinkfrequenzen unter 60 Herz sinken zu lassen. Wie sich im Gespräch mit c't zeigte, war Samsung Deutschland diese Problematik bisher nicht bewusst. Sie fragten deshalb bei den Konstrukteure in Korea nach – die Anfrage läuft noch. (pmk)