La resolución de movimiento en Displays

Artículo recién publicado en mi BLOG, que pongo aquí íntegramente:

Introducción

Los displays actuales ha evolucionado enormemente en cuestión de poco tiempo. De las míseras 625 líneas de los antiguos televisores CRT hemos pasado al 4K (UHD). Pero no solo se ha aumentado la resolución. La tecnología de representación de las imágenes ha sufrido enormes transformaciones hasta llegar a un estado en el que los displays actuales soportan decenas de modos y combinaciones, además de permitir visualizar películas con un grado de nitidez y calidad jamás vistos antes. Eso sin contar los videojuegos, la posibilidad de usar nuestro ordenador en pantallas enormes, la llegada del HDR, etc...

Las herramientas usadas para el análisis de estos nuevos dispositivos a veces no han evolucionado conforme lo ha hecho la tecnología. Se siguen utilizando sistemas de medición antiguos sobre nuevos dispositivos, donde las reglas han cambiado por completo.Una de las herramientas que más debate genera en Internet es el uso de una serie de procedimientos mediante patrones específicos para averiguar la "resolución de movimiento". Sin embargo, existe una forma mucho más correcta de medir esa "resolución aparente" de movimiento.Pero empecemos poco a poco...

¿Qué es la resolución de movimiento?

Bien, este concepto abstracto es una mezcla de varios condicionantes los cuales unos afectan sobre otros.Nuestro sistema visual tiene unas características muy específicas. El ojo está constantemente buscando y siguiendo objetos en movimiento. Nunca para. Aunque lo "dominemos" para elegir dónde enfocar nuestra vista, él va evaluando constantemente lo que recibe. También tiene unos límites, es decir, nuestra vista no puede seguir a un objeto rápido en movimiento y verlo con la misma nitidez que si está parado o va más despacio. Eso delimita y define nuestra propia "resolución" de movimiento.Los televisores y displays actúan de forma similar, tienen un periodo mínimo de respuesta que condiciona el movimiento percibido de las cosas que se ven a través de ellos. Una imagen estática tendrá una definición máxima, mientras que si se mueve va perdiendo definición en función de la velocidad del movimiento, de la velocidad de fotogramas, del propio motion blur de ese movimiento en la imagen original, de la velocidad de respuesta del display, de la resolución original, etc, etc, etc.Demasiados condicionantes como para realizar una medición correcta.

¿Cómo se mide la resolución de movimiento en un display?

Los fabricantes de TVs y el personal que analiza a fondo las TVs acuden al término "líneas de resolución de movimiento" para definir de una forma abstracta dicha resolución. Usan un patrón específico para averiguar cuántas líneas resolución se ven en movimiento. Esta es una imagen de dicho patrón:

http://www.timelapses.es/blog/wp-con...ty-720x405.png

Vista así, ésta imagen fija no dice mucho, vemos que hay una separación de unas barras arriba, mayor que abajo. Y unos números a la derecha que relacionan esa separación con las líneas en vertical basada en 1080 líneas (Full HD).Cuando esta imagen se mueve, las líneas empiezan a verse difusas. Analizando dicho movimiento, se extrapola al final la resolución de movimiento. Es decir, si en la marca de "350" no se logran distinguir las líneas verticales, entonces significa que ese display no puede visualizar más allá de esas 350 líneas "en movimiento".Es un concepto muy sencillo y muy fácil de entender. Es la "herramienta" que se ha usado siempre para determinar la "resolución de líneas de movimiento" en cualquier display y condición.Este patrón en su día se diseñó basándose en una resolución y tecnología específica (FullHD y Bluray), desechando por completo otras opciones que por aquél entonces no eran indicativo de nada.Además, el concepto de "líneas de resolución de movimiento" está ligado intrínsecamente a :

Un patrón específico (al que se hace referencia sobre estas líneas)
La velocidad de movimiento del patrón (que define POR COMPLETO la resolución percibida)
La resolución del patrón frente al display (1080p VS UHD)

Esto hace que hoy día, con la variedad de displays, resoluciones, formatos, dispositivos, etc...que usamos, el concepto "resolución de movimiento" quede un poco en desuso.
Así, surge un nuevo método mucho más preciso y honesto llamado:

Resolución de movimiento por milisegundos

Este nuevo término define la resolución de movimiento basado en la respuesta del display por la velocidad de la representación del pixel.
Es un concepto mucho más preciso, pues la velocidad de respuesta del pixel es la clave para percibir más o menos definición en el movimiento de una imagen, independientemente de su origen o formato.
Esta velocidad medida en milisegundos es clave para poder distinguir la resolución percibida. Un display que sea más lento en representar el cambio de estado de un pixel, obtendrá menos resolución de movimiento que otro display que sea más rápido, debido a que a mayor tiempo, más "motion blur" originado por el propio panel, ergo más "borrosa" se verá la imagen en movimiento.
La siguiente tabla esclarece un poco el tema:
http://www.timelapses.es/blog/wp-con...blur-graph.png
Así, la resolución de movimiento basada en milisegundos:

Puede ser medida con equipamiento científico
Puede ser medida a ojo con patrones especiales adaptativos
Es independiente a resolución y refresco
Es independiente a la velocidad de movimiento (clave para definir la definición percibida)
Está asegurada cara al futuro (8K, VR, nuevos displays, etc)
No tiene límite de medición (el patrón que se usa actualmente tiene el límite de 1080 líneas, insuficiente para 4K por ejemplo)
Cubre la velocidad de movimiento de los videojuegos, que claramente es diferente a vídeo tradicional

De esta forma, este método de medición es mucho más exacto, pues tiene en cuenta múltiples factores que un test basado en un patrón específico que está destinado a un medio específico, a una resolución específica y a una velocidad de movimiento específica.

El problema es que el concepto de "líneas de resolución de movimiento" desaparece. ¿Pero es realmente un problema?. En realidad, no.

La definición del movimiento percibido depende de tantos factores actualmente, que no se puede establecer unas "líneas de resolución de movimiento", pues son variables debido al material usado. La definición que obtengamos de una imagen en movimiento en 4K y 60FPS va a ser mucho mayor que la percibida en una imagen a 1080P y 24FPS. No solo por la resolución, sino por innumerables factores.

Matemáticamente hablando, con la medición de la resolución por milisegundos, tenemos que 1 milisegundo de "motion blur" es igual a 1 pixel de "motion blur" por cada 1000 pixels por segundo. Es una matemática muy simple de aplicar, donde por ejemplo 4 milisegundos de tiempo de respuesta de un display significa que tienes 8 pixeles de motion blur a lo largo de 2000 pixeles por segundo de movimiento.

Así, cuanto más veloz sea el panel, más sensación de nitidez obtendremos y más resolución de movimiento visualizaremos.

Como todo, es un elemento flexible, pues como se puede observar, la nitidez que obtenemos en un videojuego en 4K a 60FPS sin motion blur añadido, es mucho mayor que en una película 4K a la misma velocidad de fotogramas.

Conclusión

El mejor consejo que se puede dar en este caso es omitir los datos referentes a la "resolución de movimiento" de los análisis de los displays, pues salvo que usen la fórmula MPRT (en Inglés "Moving Picture Response Time"), los valores ofrecidos en estos análisis siempre van a estar comprometidos sobre un patrón específico sobre una condición muy específica. Algo que generalmente no se suele cumplir por la flexibilidad de los displays que usamos actualmente.

Fuentes:

Standardizing Motion Resolution: "Milliseconds of motion resolution" (MPRT) better than "Lines of motion resolution" - AVS Forum | Home Theater Discussions And Reviews

https://forums.blurbusters.com/viewtopic.php?f=2&t=431

Enlace al BLOG:

http://www.timelapses.es/blog/2017/0...o-en-displays/