Implementierung eines OLED-Displays mit sehr hoher Bildrate (~ 1 kHz)

Ich bin daran interessiert, ein OLED-Display mit sehr hoher Bildrate zu entwickeln, das ~ 1000 fps mit einer Auflösung von etwa 1200 x 800 anzeigen kann. Dies hat offensichtlich einige ziemlich strenge Bandbreitenanforderungen und erfordert wahrscheinlich die Verwendung eines FPGA, um einen benutzerdefinierten Controller zu implementieren, da typische Display-Controller nicht schneller als 60-120 Hz laufen. Sollte ich mit einem "rohen" OLED-Display (ohne Controller) in der Lage sein, das Display mit diesen Raten zu betreiben, wenn ich das Risiko habe, meine Unwissenheit wirklich zu zeigen? Ich bin mir sicher, dass der mit dem Display gelieferte Display-Controller nicht hilfreich sein wird. Daher würde ich vom Beispiel-Controller-Code für das FPGA ausgehen.

Ein vorgeschlagener Ansatz zur Aktualisierung einer Anzeige mit 1200 x 800 Pixeln bei 1000 fps besteht darin, die Anzeige in eine Matrix von OLED-Panels mit niedrigerer Auflösung aufzuteilen, idealerweise OLEDs mit einer sogenannten "aktiven Anzeige von Kante zu Kante". Beispielsweise würde eine 2 x 2-Matrix mit 640 x 480 OLED-Panels etwas mehr als die angegebene Auflösung liefern. Diese ausgewählten Unterfenster müssen jedoch selbst Aktualisierungsraten von 1000 Bildern pro Sekunde zulassen.

Jedes Panel muss über einen separaten Signalkanal gesteuert werden. Abhängig von der Fähigkeit gegenüber dem Preis des gewählten FPGA kann ein einzelnes FPGA verwendet werden, um eines oder mehrere der Panels anzusteuern.

Dies ähnelt der Art und Weise, wie ultra-große Displays für Bühnen-Performance-Hintergründe erstellt werden, beispielsweise unter Verwendung einer Matrix von Standard-HD-LCD- oder LED-Fernbildfernsehern. Jeder Fernseher wird normalerweise von einer separaten Videoquelle betrieben. Die Lünettenabstände werden berücksichtigt, wobei an jeder Kante jedes Fernsehgeräts eine angemessene Menge des Bildes abgeschnitten wird.

Da die Anwendung selbst in der Frage nicht beschrieben wird, wird davon ausgegangen, dass eine etwas zusammenhängende Anzeige erforderlich ist. Leider bietet die Verwendung separater Panels keinen zusammenhängenden Anzeigebereich, da die Verbindungen zu jedem OLED-Panel in der Matrix irgendwo herauskommen müssen. Daher müssen zwischen den Panels lünettenartige Lücken bestehen, ähnlich wie bei dem erwähnten Matrix-of-TV-Ansatz.

Wenn dies nicht akzeptabel ist, besteht die Alternative darin, ein OLED-Panel mit der gewünschten Auflösung auszuwählen, das einzelne Signalzeilen und -spalten zu einem Anschluss bringt und diese in definierbaren Bänken ansteuert. Typische OLED-Panels mit Chip-on-Glass-Controllern (COG) funktionieren auf diese Weise nicht. Rohe OLED-Panels müssen beschafft werden.

Einzelne Bänke von OLED-Zeilen / -Spalten würden dann über separate Kanäle und möglicherweise separate Controller gesteuert, um die gewünschte Endergebnisanzeige zu erzielen.

EDIT 2018:

Es gibt einen neuen endgültigen Artikel über die bestätigten visuellen Vorteile von 1000 Hz: Blur Busters Law und The Amazing Journey To Future 1000Hz Displays .

Älterer Beitrag folgt:

Tatsächlich hätten 1000 fps bei 1000 Hz unter bestimmten Bedingungen einen gewissen Vorteil für das menschliche Auge:

• Michael Abrash von Valve Software: Das VR-Kaninchenloch runter: Ruckeln reparieren
  http://blogs.valvesoftware.com/abrash/down-the-vr-rabbit-hole-fixing-judder/
  
• Warum wir dieses Jahrhundert 1000 fps bei 1000 Hz brauchen
  http://www.avsforum.com/t/1484182/why-we-need-1000fps-1000hz-this-century-valve-software-michael-abrash-comments
• John Carmack von id Software: QuakeCon-Keynote über Bewegungsunschärfe http://www.youtube.com/watch?v=93GwwNLEBFg&t=5m35s

Anzeigen mit endlicher Framerate haben das Problem, dass sie entweder Sample-and-Hold- oder stroboskopische / Wagenrad-Effekte (oder beides) haben. Eye-Tracking-basierte Bewegungsunschärfe resultiert aus Sample-and-Hold, Haltezeit und Persistenz. Viele wissenschaftliche Artikel behandeln dies bereits (Durchsuchen Sie Websites mit wissenschaftlichen Artikeln nach "Sample-and-Hold" - oder "Hold-Type" -Displays).

Mathematisch entspricht 1 ms Persistenz 1 Pixel Bewegungsunschärfe während einer Bewegung von 1000 Pixel / s. Eine flimmerfreie Anzeige mit 1000 fps bei 1000 Hz würde gleichzeitig viele stroboskopische Effekte (Wagenradartefakte) eliminieren UND gleichzeitig Bewegungsunschärfe beseitigen, ohne Flimmern zu verwenden. Dies ist ideal für Holodeck-Situationen (z. B. VR-Brillen). Und Sie müssten keine künstlich erzeugte Bewegungsunschärfe hinzufügen. Sie würden das menschliche Gehirn endlich seine eigene natürliche Bewegungsunschärfe hinzufügen lassen, ohne dass Ihnen durch die Grafik oder das Display künstlich Bewegungsunschärfe aufgezwungen wird. 1000 fps bei 1000 Hz wären also viel näher an der Realität, während das Problem der Stroboskop- / Wagenrad-Artefakte beseitigt würde.

Die Bewegungsunschärfe zum Abtasten und Halten kann in dieser Animation angezeigt werden:
www.testufo.com/#test=eyetracking

Diese Animation ist eine hervorragende Demo des "Pick-your-Poison" -Problems von Displays mit endlicher Aktualisierung. Das Problem ist für das menschliche Auge sehr deutlich sichtbar, selbst wenn es auf einem 120-Hz-Gaming-LCD oder einer wissenschaftlichen 200-Hz-CRT betrachtet wird.

• Die Animation weist beim Betrachten auf LCDs Bewegungsunschärfe auf
• Animation hat einen stroboskopischen Effekt beim Betrachten auf CRTs

Um beide gleichzeitig zu beheben (wichtig für VR / Holodeck-Situationen), müssen Sie die Bildwiederholfrequenz auf etwas Unendliches einstellen. Das ist nicht möglich. Eine Anzeige mit 1000 fps bei 1000 Hz würde jedoch sowohl den stroboskopischen Effekt als auch die Bewegungsunschärfe ausreichend reduzieren / eliminieren. Sogar die Oculus sagten dies; und die großen Namen in der Spielebranche (Michael Abrash von Valve Software, John Carmack von id software) haben bereits die Vorteile solcher flackerfreien Displays mit extrem kurzer Persistenz bestätigt.

Wussten Sie, dass AMOLED im Allgemeinen mehr Bewegungsunschärfe aufweist als ein Gaming-LCD mit 120 Hz +?

Eine OLED mit hoher Bildwiederholfrequenz ist äußerst anspruchsvoll, aber nicht unmöglich. Mehrere OLEDs haben tatsächlich ein Problem mit Bewegungsunschärfe gemeldet. Das große Problem ist die Schaltgeschwindigkeit der Transistoren in einem AMOLED. Sie haben nur eine sehr kurze Zeit (normalerweise unter einer Mikrosekunde), um einen Transistor in einem AMOLED-Bildschirm auszulösen, sodass die Transitor-Schaltgeschwindigkeit sehr langsam ist.

Wenn Sie vorhaben, eine OLED in mehrere Segmente zu unterteilen, um verschiedene Teile einer OLED gleichzeitig zu aktualisieren, unterteilen Sie Ihre OLED in vertikale Streifen und scannen Sie jedes Segment synchron miteinander. Andernfalls erhalten Sie potenzielle Multiscan-Artefakte, die als stationäre Tränenlinien angezeigt werden können (dies war ein häufiges Problem bei alten Dual-Scan-LCDs der 90er Jahre; sie zeigten während der horizontalen Bewegung eine stationäre Tränenlinie in der Mitte des Bildschirms).

Bewegungstests wie TestUFO sind ein großer Vorteil für Ihre Tests.

Eine Möglichkeit, 1000 fps auf OLED auszuführen, ist die Verwendung eines PMOLED-Bildschirms. Sie verlieren jedoch viel Helligkeit (Sie benötigen OLED-Pixel, die tausendfach heller sind, um die langen Dunkelperioden zwischen den Flimmern auszugleichen). Sie erhalten jedoch eine hervorragende Bewegungsauflösung.

Aber wenn Ihnen ein bisschen Flimmern nichts ausmacht (z. B. nicht zu beanstandendes 120-Hz-Flimmern), wie wäre es dann mit Stroboskopieren, um eine äquivalente Bewegungsauflösung mit einer höheren Framerate zu erzielen? Das Stroboskopieren ist das gleiche Prinzip wie das Einfügen eines schwarzen Rahmens. Einige Displays tun dies, um Bewegungsunschärfe zu reduzieren (z. B. Sony Motionflow Impulse, nVidia LightBoost usw.), ähnlich wie das Prinzip der CRT oder des Plasmaflimmerns. Wenn Sie einen 1 / 1000sec-Blitz bei niedrigeren Bildwiederholraten (z. B. 120 Hz) ausführen, wird die Bewegungsunschärfe genauso stark wie bei einem Sample-and-Hold-Display mit 1000 fps bei 1000 Hz. Vor kurzem wurden Blitzlichter entwickelt. Ich habe ein bisschen Elektronik gehackt. Siehe Elektronik-Hacking: Erstellen einer Blitz-Hintergrundbeleuchtung für die Technik zur massiven Reduzierung von Bewegungsunschärfe auf LCD-Displays.

Das Streben nach einem 1000fps @ 1000Hz-Display lohnt sich auf jeden Fall.
Ignorieren Sie die Neinsager, die sagen, das menschliche Auge kann es nicht sagen.

Ich möchte zwei neue "Ultra High Hz" -Entwicklungen verfolgen. Ich habe jetzt ein von Experten begutachtetes Konferenzpapier und eine Präsentation zu einer neuen Testtechnik für Bewegungsunschärfe.

(1) Ich habe einen Prototyp eines 480-Hz-LCD-Displays erhalten, und der Unterschied ist tatsächlich für das menschliche Auge sichtbar. Hier sind meine Testergebnisse von 480 Hz (über Blur Busters).

(2) Ich habe möglicherweise einen Weg gefunden, um möglicherweise höhere Bildwiederholraten auf einer OLED zu erzielen. Es ist sehr abhängig von der Verkabelung von OLED-Panels, aber der Thread befindet sich hier im Display Science, Research & Engineering Forum

Einige Beispielbilder enthalten eine 2-Kanal-Rolling-Scan-OLED mit einem "EIN" -Scan-Durchgang und einem "AUS" -Scan-Durchgang, um die OLED (wie eine CRT) absichtlich zu pulsieren und Bewegungsunschärfe zu reduzieren. Dies tun Sony Trimasters und Dell U3017Q.

Dies könnte theoretisch mit gleichzeitigen Scanfenstern für artefaktfreie ultrahohe Bildwiederholraten verwendet werden - abhängig davon, wie viele Kanäle die OLED hat.