Full-Array Local Dimming- und Gaming-Anwendung – erklärt

Die technologischen Fortschritte bei Monitoren und Fernsehgeräten haben die Fortschritte in anderen Technologiebereichen, insbesondere beim Spielen, immer übertroffen. Die Hardware in der PC-Branche bleibt immer noch hinter dem Potenzial zurück, das sich aus den Fortschritten in anderen Bereichen wie Monitoren und Fernsehgeräten ergibt. Unsere Displays sind oft viel fortschrittlicher und funktionsreicher als wir derzeit die Technologie haben, die wir nutzen können. Zum Beispiel kann selbst der mächtige RTX 3090 keine modernen Spiele mit 4K 144 FPS spielen, aber es gibt mehrere Monitore auf dem Markt, die 4K mit 144 Hz mit einer Vielzahl von Funktionen unterstützen.

Während Auflösung und Bildwiederholfrequenz häufig das Datenblatt in Bezug auf die Wichtigkeit anführen, gibt es mehrere andere Faktoren, die eine Rolle bei der Verbesserung der Anzeige spielen. Zwei Anzeigen mit derselben Auflösung und derselben Bildwiederholfrequenz können sich aufgrund der inhärenten Unterschiede in der Art und Weise, in der sie aufgebaut sind, stark voneinander unterscheiden. Diese kleineren, aber durchaus spürbaren Unterschiede können verstärkt werden, wenn Sie ein Display für den regelmäßigen Verbrauch von Inhalten und Spielen kaufen, da Sie den Bildschirm jederzeit sehr genau überwachen. Einer der wichtigsten Bereiche, in denen in den letzten Jahren enorme Verbesserungen erzielt wurden, ist die Hintergrundbeleuchtung von Monitoren und Fernsehgeräten.

Hintergrundbeleuchtung

Der Begriff LED-Fernseher ist eine Art redundanter Begriff, da alle sogenannten LED-Fernseher nur LCD-Fernseher sind, die LEDs als Hintergrundbeleuchtung verwenden. Die Hintergrundbeleuchtung eines Monitors oder Fernsehgeräts erzeugt das Licht, mit dem das LCD ein Bild richtig auf dem Bildschirm erstellen und anzeigen kann. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie diese LED-Hintergrundbeleuchtung angeordnet werden kann, und die Unterschiede zwischen ihnen können sich dramatisch auf die Bildqualität auswirken.

Herkömmliche LCDs verwenden CCFLs oder Kaltkathoden-Leuchtstofflampen als Hintergrundbeleuchtung. Diese Hintergrundbeleuchtung ist nicht so energieeffizient wie moderne LEDs, sie sind jedoch recht billig herzustellen und zu installieren. Ein großer Nachteil von CCFLs besteht darin, dass sie Quecksilber enthalten und daher nicht in der Lage sind, komplexe Flächenbeleuchtungen durchzuführen, zu denen moderne LEDs in der Lage sind. Aus diesem Grund sind sie vor einigen Jahren schnell aus den Mainstream-Anwendungen verschwunden.

Die meisten LED-Fernseher auf dem heutigen Markt sind randbeleuchtet. Dies bedeutet, dass sich die LEDs an den Seiten des Fernsehgeräts befinden, die dem Bildschirm zugewandt sind. Kantenbeleuchtete LEDs verfügen über einen Lichtleiter, der das Licht von den Rändern des Fernsehgeräts über den Bildschirm reflektiert, damit es sich gleichmäßig ausbreiten kann. Ihr Erfolg in diesem Bestreben kann von fast komisch bis nahezu perfekt variieren. Wenn es perfekt gemacht wird, ist die Mitte des Bildschirms genauso hell wie die Ränder des Bildschirms.

Einige LED-Fernseher haben ihre LED-Leuchten an der Unterseite des Fernsehers. Dies ist das Design, das (höchstwahrscheinlich) die geringste Anzahl von LEDs verwendet, um seine Funktion auszuführen. Das Hauptproblem bei unten montierten LEDs besteht darin, dass sie immer den gesamten Bildschirm über ihnen ausfüllen müssen, und die Gleichmäßigkeit ist in dieser Konfiguration eine echte Herausforderung.

Andere übliche Konfigurationen für die LED-Montage umfassen LEDs oben und unten, LEDs links und rechts, alle Seiten sowie hintergrundbeleuchtete oder direkt beleuchtete LEDs. Die hintergrundbeleuchteten LEDs können mit oder ohne lokales Dimmen gefunden werden. Dieses Konzept werden wir weiter unten untersuchen. LEDs mit Hintergrundbeleuchtung haben ihre LEDs hinter dem Bildschirm und blicken auf den Betrachter. Sie arbeiten als gleichmäßige Hintergrundbeleuchtung, daher ist die Gleichmäßigkeit im Allgemeinen besser als bei anderen Konfigurationen mit einseitigen LED-Halterungen.

Lokales Dimmen

Da LED-LCDs für die Erstellung des Bildes auf ihre Hintergrundbeleuchtung angewiesen sind, können sie keine wirklich tiefen Schwarztöne erzeugen. Durch lokales Dimmen können LED-Fernseher das Kontrastverhältnis in relativ dunkleren Szenen verbessern, indem sie die Hintergrundbeleuchtungszonen dimmen. Dies führt dazu, dass Schwarztöne ohne diese Funktion tiefer erscheinen als normalerweise, und dies verbessert die Gesamtbildqualität erheblich. Normalerweise verfügen nur High-End-Fernseher über diese Funktion, sie wird jedoch schnell zu immer günstigeren Fernsehern und sogar zu Desktop-Monitoren.

Lokales Dimmen soll den Kontrast erhöhen, indem Schwarz in dunklen Szenen tiefer erscheint. Ein Fernseher mit guter lokaler Dimmung macht sich beim Betrachten dunkler Inhalte in einem schwach beleuchteten Raum besser bemerkbar. In hellen Umgebungen ist dies möglicherweise nicht so auffällig, da Schwarz für die Blendung auf dem Bildschirm bereits relativ dunkel erscheint. Lokales Dimmen kann in bestimmten Situationen einen großen Vorteil für die Bildqualität darstellen.

Lokales Dimmen soll den Effekt von High-End-OLED-Displays nachahmen, die selbstemittierende Pixel verwenden, um ihr eigenes Licht zu erzeugen. Der Vorteil von OLED-Displays besteht darin, dass sie durch einfaches Ausschalten einzelner Pixel echte Schwarztöne erzeugen können. Ein solcher Effekt kann bei herkömmlichen LED-Anzeigen aufgrund ihrer Hintergrundbeleuchtung, die immer als Ganzes ein- und ausgeschaltet werden muss, nicht erzeugt werden. Daher haben OLED-Displays im Grunde ein unendliches Kontrastverhältnis, und genau das soll Local Dimming durch komplexe Tricks erreichen.

Lokales Full-Array-Dimmen

FALD oder Full-Array Local Dimming ist eine erstklassige, kostspielige Art der Hintergrundbeleuchtungstechnologie, die in High-End-Fernsehgeräten und PC-Monitoren zu finden ist. Dies ist besonders hilfreich bei der Anzeige von HDR-Inhalten, wie wir später in diesem Artikel untersuchen werden. FALD ist eine sehr hochwertige lokale Dimmtechnologie für Hintergrundbeleuchtung, die die Bildqualität auf herkömmlichen LED-Displays ohne Verwendung eines OLED-Panels erheblich verbessern kann.

Ein Monitor, der die lokale Dimmtechnologie mit vollem Array verwendet, verfügt über eine Hintergrundbeleuchtung, die in verschiedene Zonen unterteilt ist. Jede Zone kann gleichzeitig eine andere Helligkeitsstufe ausgeben, um das resultierende Bild zu erzeugen. FALD-Monitore haben normalerweise 384. 512 oder 1152 Zonen. Man kann davon ausgehen, dass das Ausgabebild umso besser ist, je mehr Dimmzonen ein Display besitzt. Folglich sind Displays mit einer höheren Anzahl von Dimmzonen viel teurer als ihre bescheiden ausgestatteten Gegenstücke.

Verschiedene Helligkeitsstufen in einem Bild wirken sich auf die Kontraststufen des Monitors aus. Dies ist einer der wichtigsten Faktoren für die Bildqualität. Je höher der Kontrast, desto besser sieht das Bild im Allgemeinen bis zu einer bestimmten Grenze aus. Ein hoher Kontrast ist auch wichtig, damit HDR- oder High Dynamic Range-Inhalte besser aussehen als SDR-Inhalte. FALD-Hintergrundbeleuchtung ist auch Teil einiger der besten HDR-Monitore im Consumer-Desktop-Bereich.

Darüber hinaus ist FALD auch besonders wichtig für Monitore oder Fernseher, die besonders hell werden können. Durch Erhöhen der Helligkeit werden auch die Schwarzwerte erhöht, die anschließend den Kontrast des Panels beeinträchtigen. Die Erhöhung der Helligkeit bei gleichzeitiger Kontrolle der Schwarzwerte ist das ultimative Ziel für mit FALD ausgestattete Monitore und Fernseher.

Verständlicherweise ist das lokale Dimmen mit vollem Array eine Premium-Funktion, die ebenfalls einen hohen Preis verlangt. Derzeit ist es nur in einigen High-End-Fernsehern und einigen wirklich exklusiven Gaming-Monitoren vorhanden, obwohl die Technologie langsam herunterrutscht günstigere Monitore und Fernseher auch. Genau wie bei anderen Technologien in der Vergangenheit kann man davon ausgehen, dass FALD und ähnliche Technologien auch in naher Zukunft in mittelgroßen und erschwinglichen Angeboten vorhanden sein werden.

Einige andere Formen des Dimmens werden ebenfalls wie folgt erklärt.

Direkt beleuchtetes globales Dimmen

Ein Standard-LED-LCD-Display mit Global-Dimming-Technologie verfügt außerdem über ein LED-Raster auf der Rückseite des Bildschirms. Im Gegensatz zu lokalen Full-Array-Dimmfeldern verfügen diese globalen Dimmfelder jedoch nicht über LEDs, die einzeln gedimmt werden können. Stattdessen wird der gesamte Bildschirm je nach dem auf dem Bildschirm angezeigten Bild heller oder dunkler.

Globales Dimmen ist das genaue Gegenteil von lokalem Dimmen. Globales Dimmen bedeutet, dass die Schwarztöne auf einem Display nicht sehr tief sind und das endgültige Bild einen unauffälligen Kontrast und eine unauffällige Helligkeit aufweist. Positiv zu vermerken ist, dass Panels mit globaler Dimmtechnologie viel billiger sind als ihre lokal dimmbaren Gegenstücke. Das endgültige Bild ist jedoch bei weitem nicht so gut.

Randbeleuchtetes lokales Dimmen

Wie bereits erwähnt, befinden sich die LEDs der randbeleuchteten Displays genau an den Rändern der Hintergrundbeleuchtung, die zur Mitte des Bildschirms zeigen. Dies führt zu einem erheblichen Nachteil im Vergleich zu hintergrundbeleuchteten Displays. Sie sind jedoch auch erheblich billiger in der Herstellung, so dass dies ein Kompromiss ist, den viele Hersteller eingehen, um Kosten zu sparen.

Die wichtigsten Nachteile von randbeleuchteten Displays sind die mangelnde Gleichmäßigkeit und die unscheinbaren Schwarzwerte in dunklen Szenen. In dunklen Umgebungen wird das Bild an den Bildschirmrändern heller und in der Mitte weniger hell angezeigt. Randbeleuchtete Displays mit lokalem Dimmen können dieses Problem teilweise beheben.

In vergleichsweise dunkleren Szenen werden die LED-Zonen stark gedimmt, was zu tieferen Schwarztönen führt als bei Standard-Displays mit Hintergrund- und Randbeleuchtung. Dies führt jedoch auch zu zusätzlichen Problemen wie dem Trüben und Ausblühen von sich bewegenden Objekten. Es hängt alles davon ab, wie gut das lokale Dimmen implementiert ist.

Zu schwach implementiertes lokales Dimmen verbessert das Kontrastverhältnis kaum, während aggressiveres lokales Dimmen stärkere Blüte- und Trübungseffekte erzeugt. Möglicherweise stehen einige Optionen zur Verfügung, um die Intensität des lokalen Dimmens anzupassen, und einige Displays ermöglichen dem Benutzer sogar, es vollständig auszuschalten.

Halo-Effekt

Sowohl lokales Dimmen mit vollem Array als auch lokale Dimmmonitore mit Kantenbeleuchtung unterliegen dem Halo-Effekt. Dieser Effekt tritt auf, wenn eine der Zonen der Hintergrundbeleuchtung heller als eine benachbarte Zone ist und ein Glühen in die benachbarte Dimmerzone blutet. Dies ist besonders gut bei weißem Text auf dunklem Hintergrund zu sehen. Auf einem Display mit Halo-Effekt kann das Weiß des Textes in den umgebenden schwarzen Bereich übergehen und den Wörtern einen leuchtenden Ausdruck verleihen, als ob ein Halo um sie herum vorhanden wäre.

Um diesen Effekt zu überwinden, muss ein Monitor oder ein Fernseher mit OLED-Panel vorhanden sein. OLED-Panels können unermesslich niedrige Schwarzwerte erreichen und somit unendliche Kontrastverhältnisse aufweisen. Jedes Pixel in einem OLED-Monitor sendet sein eigenes Licht aus, sodass jedes Pixel einzeln ein- oder ausgeschaltet werden kann. Ein OLED-Monitor leidet nicht unter dem Halo-Effekt, einfach weil die einzelnen Pixellichtquellen nicht groß genug sind, um in die Umgebung zu bluten. Dies ist ein Nachteil von FALD-Monitoren, den potenzielle Käufer berücksichtigen sollten, bevor sie eine Kaufentscheidung treffen.

Vorteile beim Spielen

Der Hauptvorteil von Full-Array Local Dimming beim Spielen ist die HDR-Implementierung. HDR und FALD gehen Hand in Hand, um einige der beeindruckendsten Grafiken zu produzieren, die wir je in modernen Spielen gesehen haben, wenn sie auf einigen High-End-Monitoren gespielt wurden. HDR oder High-Dynamic Range ist eine Funktion, die viel hellere Glanzlichter und eine größere Bandbreite an Farbdetails mit einem viel höheren Kontrastverhältnis erzeugen kann. HDR erweitert den Kontrast- und Farbbereich erheblich. Helle Teile des Bildes können viel heller werden, sodass das Bild mehr Tiefe zu haben scheint, als man auf einem SDR-Monitor erleben kann.

Beim Spielen bietet HDR eine deutlich bessere Grafik als auf einem SDR-Monitor. Spiele wie der wundervolle Shadow of the Tomb Raider können auf einem HDR-Monitor fast eine ganz neue Erfahrung sein. Der Einstieg in die Welt der HDR-Monitore ist jedoch recht teuer, und es gibt mehrere HDR-Zertifizierungen, die Sie beachten müssen, bevor Sie den Sprung wagen.

Einige HDR-Gaming-Monitore wurden speziell für HDR entwickelt und kombinieren HDR mit lokalem Full-Array-Dimmen, um die beste Erfahrung zu erzielen. Wenn Sie sich eines davon leisten können, dann machen Sie sich bereit für ein wundervolles HDR FALD-Spielerlebnis. Eine Stufe tiefer liegt die Gruppe der HDR-Monitore mit DisplayHDR 600-Zertifizierungen, die spürbare Verbesserungen gegenüber SDR bieten, jedoch nicht das echte HDR-Seherlebnis. Noch weiter unten sind die DisplayHDR 400-Monitore. Dies ist eine Einstiegszertifizierung, die nur zeigt, dass der Monitor eine Spitzenhelligkeit von 400 nit erreichen kann.

Wenn Sie nach einem HDR-Gaming-Monitor suchen, finden Sie hier unsere Empfehlung für die 5 besten HDR-Gaming-Monitore, die Sie 2021 kaufen können.

Fazit

Kurz gesagt, Full-Array Local Dimming ist eine fantastische Funktion, von der wir in den kommenden Monaten und Jahren definitiv mehr sehen werden. Fernseher und Monitore mit FALD-Anwendung werden immer häufiger eingesetzt, und wir können davon ausgehen, dass die FALD-Technologie auch im mittleren Preissegment eingesetzt wird. FALD bietet ein enorm verbessertes Seherlebnis gegenüber herkömmlichen, global gedimmten oder lokal gedimmten Monitoren mit Hintergrundbeleuchtung und ist ein wesentlicher Bestandteil von HDR.

Beim Spielen geht der offensichtliche Vorteil von FALD Hand in Hand mit HDR. Die Gaming-Monitore, die sowohl HDR als auch FALD unterstützen, befinden sich derzeit ganz oben auf der Gaming-Monitor-Leiter, und wir können davon ausgehen, dass sich dieses Marktsegment in den kommenden Jahren noch weiter diversifizieren wird. Wenn Sie sich bis dahin einen High-End-HDR-Gaming-Monitor mit lokalem Full-Array-Dimmen leisten können, empfehlen wir Ihnen, auf jeden Fall ohne zu zögern den Abzug zu betätigen.