A cosa serve e come funziona il local dimming sulle TV: guida di HDblog.it

20 Aprile 2015 62

L'evoluzione tecnologica che ha coinvolto le TV, nel corso degli ultimi anni, è stata repentina e ha portato numerose novità. I televisori si sono quindi trasformati radicalmente, divenendo dispositivi sempre più complessi, capaci di svolgere molteplici funzioni e di adottare tecnologie molto elaborate. Per comprendere al meglio il funzionamento di una moderna TV, è necessario conoscere gli aspetti che la compongono e che contribuiscono a generare le immagini. Nel corso delle prossime settimane cercheremo di fornire una guida su vari argomenti, per rendere più chiare le diciture che si leggono tra le specifiche. In questo articolo di occuperemo del local dimming, una tecnologia molto importante per le TV LCD.

Cosa si intende per local dimming

Da sinistra a destra: TV al Plasma, LCD con local dimming, LCD senza local dimming

Per capire quale funzione svolge il local dimming, è necessario sapere come funziona una TV LCD. I display LCD non possono emettere luce in maniera autonoma, ma necessitano di una retroilluminazione. Le tipologie di retroilluminazione si suddividono per tecnologia e tipologia. Inizialmente i TV LCD sfruttano una sorgente CCFL (Cold Cathode Flourescent Lamp), poi evolutasi col tempo in varie forme (come al WCG-CCFL, Wide Color Gamut, soluzioni che espandevano il gamut dei pannelli). L'evoluzione tecnologica ha poi portato all'adozione dei LED (che sono, quindi, una forma di retroilluminazione: non esistono TV a LED, a parte il prototipo Crystal LED di Sony, mai giunto nei negozi), divenuti ormai pressoché onnipresenti sulle TV LCD.

I LED offrono vari vantaggi: quello che ci interessa, in questo caso, è la capacità di regolarne accensione e spegnimento, in modo autonomo rispetto agli altri LED presenti sul pannello. E' proprio questo il principio posto alla base del local dimming: poter controllare la retroilluminazione non come un unico insieme, ma a zone. Perché si adotta questo tipo di soluzione? La motivazione è sempre legata all'incapacità di emettere direttamente luce. I cristalli liquidi reagiscono in base ai segnali elettrici ricevuti, orientando le proprie molecole per comporre le immagini. Quando si deve riprodurre il nero, le molecole si orientano per bloccare la luce emessa dalla retroilluminazione (che normalmente è sempre attiva). Una certa quantità di luce filtra comunque su schermo, elevando il livello del nero. Per rendersene conto è sufficiente osservare un LCD su schermata nera (eliminando le funzioni che, se presenti, provvedono a spegnere lo schermo, in assenza di segnale): si può facilmente notare come la TV emetta una piccola quantità di luce.

La retroilluminazione di una TV Full LED

Per ovviare a questa limitazione, si è pensato di pilotare i LED non globalmente, ma a gruppi, coprendo un certo numero di zone sul pannello, ciascuna delle quali può controllare la retroilluminazione in maniera indipendente. Ecco quindi il local dimming, una delle tecnologie utilizzabili per controllare la retroilluminazione. Il funzionamento di base, infatti è lo 0D dimming, detto anche global dimming. Si tratta, molto semplicemente, di controllare la retroilluminazione come un'unica entità. In sostanza si controlla, molto semplicemente, accensione e spegnimento, quello che accade su molti modelli, che disattivano la retroilluminazione su schermata completamente nera. Il passo successivo è l'1D dimming, che controlla la retroilluminazione lungo un segmento, su tutta la dimensione del pannello. Questa tecnologia viene utilizzata per la backlight scanning, che controlla solo porzioni orizzontali della retroilluminazione, simulando la scansione di una TV a tubo catodico (in questo modo si migliora la percezione di dettaglio sulle immagini in movimento).

Il funzionamento del Backlight Scanning su TV LCD Panasonic

Se invece si pilota la retroilluminazione considerando "due dimensioni" (quindi orizzontale e verticale, un po' come gli assi cartesiani), si delimita una zona sul pannello, applicando quello che viene definito 2D dimming, ovvero il local dimming vero e proprio. Questo sistema permette di separare la retroilluminazione in tante zone: il numero varia a seconda del numero di LED utilizzati e del grado di evoluzione dell'elettronica (che deve gestire accensione e spegnimento dei LED, in relazione alle immagini da riprodurre a video). Per dare un'idea dei numeri, la serie Reference di Vizio, recentemente annunciata, disporrà di 384 zone indipendenti.

Il local dimming non è però la forma tecnologicamente più evoluta. Esiste anche una versione qualitativamente migliore: si tratta del 3D dimming, noto anche come local dimming 3D. Normalmente negli LCD si utilizzano LED "bianchi" (in realtà sono LED blu con fosfori gialli, la cui azione combinata produce luce bianca), ma è possibile impiegare anche LED RGB, ovvero triplette di LED rossi, verdi e blu. Il vantaggio di questa soluzione consiste nella migliore fedeltà cromatica. Lo svantaggio, invece, è relativo ai costi di produzione, motivo per cui questa soluzione è stata molto poco utilizzata. Le triplette di LED possono essere pilotate come un unico insieme, generando luce bianca.

La struttura dei LED di un pannello Sony Triluminos RGB (i LED verdi erano due)

E' però possibile adottare una soluzione molto sofisticata, che consente di pilotare separatamente l'emissione luminosa dei LED RGB, ottenendo la possibilità di gestire, in modo raffinato, anche la riproduzione cromatica. E' proprio questo il local dimming 3D, che aggiunge una sorta di terza dimensione (oltre agli assi x ed y, abbiamo anche un asse z), da intendersi come profondità del colore. Per via degli alti costi, relativi sia ai LED RGB, sia all'elettronica chiamata a gestirne il controllo, il local dimming 3D è rimasto appannaggio esclusivo di una sola serie di TV, gli Sharp XS1.

Sharp XS1

I vantaggi del local dimming

Il vantaggio principale, legato all'utilizzo del local dimming, è l'aumento del rapporto di contrasto. Ad aumentare è soprattutto il contrasto dinamico (il rapporto tra una schermata completamente nera ed una completamente bianca, al massimo della luminosità). Su schermata nera, o quasi completamente nera, il local dimming può spegnere completamente la retroilluminazione, raggiungendo un nero non più misurabile. Ovviamente si tratta di una situazione ideale: per l'elettronica del pannello è chiaramente più semplice gestire immagini omogenee, prevalentemente molto scure o molto chiare. Col tempo, però, il local dimming si è decisamente evoluto, andando oltre il semplice ciclo accensione/spegnimento dei LED. TV come la serie AX900 di Panasonic, ad esempio, sono in grado di regolare il livello di luminosità di ciascuna zona in modo preciso, senza limitarsi al semplice on/off. E' quindi possibile abbassare la retroilluminazione all'interno di una zona, senza necessariamente spegnerla completamente, il che porta vantaggi anche in scene che presentano sia porzioni scure, sia porzioni chiare.

Confronto tra LCD con local dimming

L'efficacia dell'intervento dipende anche dal numero di zone disponibili: è evidente che ad un maggiore numero di zone corrisponde una minore dimensione delle stesse, il che si traduce nella possibilità di intervenire in maniera più raffinata (controllare zone molto grandi impone, per forza di cose, maggiori compromessi). Da questo punto di vista sono i modelli Full LED (o Full LED Array) ad offrire le migliori prestazioni, con un numero di zone generalmente variabile tra 100 e 300 circa. Il local dimming si può comunque applicare anche ai LED Edge (i modelli con i LED collocati lungo il perimetro), ma si tratta di versioni meno raffinate, capaci di intervenire con meno precisione (e su un numero di zone decisamente inferiore). I vantaggi sono comunque visibili anche su questi modelli, pur con minor incidenza. Il local dimming sarà molto importante anche per la gestione dell'HDR (lo ha confermato anche Sony), la tecnologia volta ad aumentare la dinamica delle immagini, lavorando anche sull'aumento della luminosità (e sulla migliore riproduzione dei dettagli nelle scene molto luminose, dettagli che oggi si vanno a perdere a causa dei limiti dei pannelli, che "bruciano" le zone troppo luminose).

Anche l'uniformità dei pannelli può trarre vantaggio dalla presenza del local dimming: il controllo più raffinato può arginare o mitigare la presenza di imperfezioni, come luci spurie agli angoli, "nuvolette" più luminose in alcune zone (è il cosiddetto clouding) o bande più luminose (banding).

Gli svantaggi del local dimming

Come tutte le tecnologie, anche il local dimming non apporta solo benefici e non è esente da pecche. Il principale limite consiste nella mancata corrispondenza tra il numero dei pixel ed il numero delle zone. Centinaia di zone sono comunque molte meno di 1920 x 1080 pixel (sui Full HD) o 3840 x 2160 pixel (sugli Ultra HD). Questo significa che non è possibile controllare l'emissione luminosa di un singolo pixel, come avviene sui TV OLED (che, infatti, sono del tipo "self emitting", cioè capaci di produrre luce autonomamente), ad esempio. Cosa comporta questo limite? E' presto detto: le immagini non sono generalmente composte da schermate sempre molto scure o molto chiare. In questo tipo di situazioni il local dimming ha vita facile: può semplicemente accendere o spegnere i LED. Le immagini, però, presentano generalmente sia da porzioni scure che porzioni chiare: in queste situazioni, il local dimming non può sempre intervenire al meglio, poiché, all'interno di una singola zona, ricadranno spesso elementi luminosi e scuri, simultaneamente. L'elettronica dovrà quindi scegliere cosa privilegiare (anche mediante le impostazioni eventualmente presenti), tra il miglior nero possibile ed il bianco più luminoso. Non è infatti possibile riprodurli entrambi al meglio, all'interno della stessa zona: se i LED si spengono, si privilegia il nero a discapito del bianco, mentre se i LED rimangono accesi accade il contrario (ovviamente vi sono possibilità intermedie, come abbiamo detto, ma sono comunque compromessi).

Schema di una retroilluminazione CCFL e a LED con local dimming

Il secondo limite consiste nell'elettronica di bordo: per gestire il controllo di molte zone (con migliaia di LED), è necessaria una potenza elevata. Il carico da gestire diviene spesso evidente quando si utilizzano applicazioni come i videogiochi. Questo genere di sorgenti richiede una pronta risposta ai comandi, assolutamente necessaria per reagire in tempo rispetto a quanto accade in video. Generalmente il local dimming va a gravare proprio sulla reattività ai comandi, generando input lag (è il ritardo che intercorre tra il momento in cui i comandi vengono impartiti e quello in cui vengono recepiti a video), spesso niente affatto trascurabile (in molti casi si parla anche di oltre 100ms). Non a caso, quando si selezionano le impostazioni relative al gioco, il local dimming viene quasi sempre disattivato automaticamente (e in molti casi non è attivabile, se non abbandonando la modalità gioco).

L'ultimo difetto legato al local dimming è il cosiddetto blooming. Questo effetto si verifica quando si riproducono elementi molto luminosi in porzioni scure dell'immagine, oppure quando una zona molto luminosa è contigua ad una molto scura. In queste situazioni può capitare che la luce emessa dai LED accesi filtri nelle vicinanze, dove i LED sono spenti per riprodurre il nero. Lo spettatore percepisce una sorta di alone intorno agli elementi luminosi, oppure una sorta di luce spuria che filtra dalle zone luminose in quelle buie. L'effetto è particolarmente visibile quando l'intervento del local dimming è troppo aggressivo (generalmente si consiglia di non impostarne il funzionamento al massimo, se possibile). Le versioni più evolute possono mitigare questo effetto: in situazioni potenzialmente critiche si evita di utilizzare lo spegnimento totale o l'accensione al massimo, modulando più finemente la luminosità (AX900, che abbiamo menzionato in precedenza, agisce proprio in questo modo). Purtroppo esisteranno sempre casi limite in cui il difetto, seppur in maniera non troppo evidente, sarà comunque visibile (generalmente è più critica la visione non perfettamente frontale: l'angolo di visione amplifica l'effetto).

Blooming su un TV dotato di local dimming

Conclusioni

Il local dimming è una tecnologia sicuramente utile: può elevare il contrasto percepito in modo evidente, migliorando la qualità delle immagini. Sarà inoltre molto importante per gestire l'HDR, quella che è sicuramente la principale novità del mercato video, per il prossimo futuro. Non è però la panacea in grado di risolvere tutti i limiti dei pannelli LCD, poiché simula il comportamento di tecnologie in grado di emettere luce senza una retroilluminazione (come gli OLED), ma si tratta di un'approssimazione. Ogni zona comprende più pixel, e questo impone spesso un compromesso, quando si tratta di riprodurre le immagini a video. Vanno inoltre considerati i limiti, sia in termini di input lag, sia per quanto riguarda gli effetti negativi, e questo impone di non esasperare sempre l'intervento, privilegiando il quadro generale, piuttosto che la ricerca del miglior rapporto di contrasto percepito (non molto utile, se ottenuto generando effetti negativi).

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Commenti

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Max

vai di full hd

Piero bruno

Rimani con le tue convinzioni che ti posso dire....appartieni a quella categoria che vive solo per il neroassoluto....contento tu....io mi baso solo sul mio occhio e' non su numeri come guarda caso fate voi plasma convinti!!!! ti dico questo perche' ho avuto lo ZT mica un plasma da cc!!! e' dopo l'ho venduto ad un tipo che sborso' una cifra che mi permise di comprare l'ax900...ho visto gli stesso bd..credimi le tue sono solo congetture basate su numeri/valori dv una persona qualsiasi ti direbbe " per me' si vedono uguali" perche' questo mi hanno detto!!!! l'occhio deve parlare e' se ti scrivo questo e' perche' ho vissuto di persona questa cosa!!! certo se poi mi paragoni plasma di un certo livello cn altri pannelli lcd ti do' ragione ma credimi vai a guardare cm sei vede l'ax900 ma se non l'hai fatto certe parole non dirle quindi richiudile ste alette.......ricorda l'occhio vale no i numeri linee e cosi' via!!!!
ps: spero solo che Pana mi faccia un buon Oled migliori di quelli fatti da lg!!!

Antsm90

Dipende da 2 fattori:
1) l'input lag del televisore (il 100ms dichiarato nell'articolo penso sia un caso limite)
2) Quanto tempo passa da quando il pc invia l'input audio a quando effettivamente esce dalle casse
Comunque sia 100ms di differenza tra i 2 mi sembra altamente improbabile

Eraser85

Plasma o Oled. Non c'è spazio per gli LCD da plebs.

Piero bruno

elettronica!

Piero bruno

si ma guarda che il tuo oled non ha solo pregi......immagino tu abbia il 930 lg....

Piero bruno

Aragorn 29 cala le tue alette....non fare il passo piu' grande della tua gamba....prima dicci che plasma hai e poi ti dico se ne dai 3 2 o niete di spanne al mio ax900......prima ti avviso cosi' ti evito figuracce che ho pure uno zt60....

ssterux

Ragazzi scusate un consiglio su un televisore 4i a buon prezzo sono in confusione help me

LaVeraVerità

Nei plasma non c'è nessuna lampada.

bilbo baggins

Io invece credevo che le TV LG erano ottime, perché anche andando nei vari negozi mi sembravano le migliori, anche più delle panasonic

baldanx

Già, pure l'HDMI 2.0 mancava......

Nicola Buriani

Vero, infatti non c'è più stata un'evoluzione sostanziale, dopo l'abbandono dei LED RGB.

Manuel Peppe

Devi vedere anzitutto i pollici .le Panasonic poi sono tutte ottime ti parlo da impiegato nel settore .. Lg samsung lascia stare .

Hybris

Non hai però la sensazione che "calibrino" i colori per gli LCD? Io ho un plasma (vecchiotto) che ho apprezzato moltissimo, ma che però è troppo scuro (non so se perchè le lampade sono vecchie o proprio perchè la color è calibrata per gli schermi LCD)

Aragorn 29

Aggiungo che la tecnologi del local dimming è ormai vecchietta: possono porvare a ricicciarla quanto gli pare, tanto gli enormi limiti degli lcd erano, sono e resteranno sempre quelli.
Si può tentare di aggirarli ma non possono essere eliminati.

Aragorn 29

Plasma forever (finche mi regge il mio vecchio panny, che ancor oggi dà tre piste a qualunque lcd, quand'anche retroilluminato a led)

Poi Oled... or nothing!!

danicel8

Quindi il concetto è sempre quello. L'OLED è nettamente superiore ma nessuno a parte LG lo fa perché con ste tecnologie riescono a riempire le schede tecniche e vendere bene spendendo meno, quindi con guadagni molto maggiori...

Markiarom

Perché questi LCD li fanno con quello che c'è ora e tirano avanti vendendo modelli sempre "nuovi" finché non è pronta la tecnologia oled

bilbo baggins

Beh se è smart è meglio ancora, non chiedo tanto giusto youtube o cose varie, anche se non userò molto però meglio avercele che non, i sony sono bellissimi esteticamente ma di pannelli ecc non ci capisco una mazza, io la tv la guardo soprattutto per le partite di calcio, avvolte gioco con la ps3, e qualche programma televisivo su sky

Bertone

doh mi hanno eliminato la risposta che avevo dato sotto, comunque dicevo che dipende appunto anche dallo spazio...come modello io ti consigliavo il sony w828, veramente ottimo pannello (leggermente sotto tono il rosso ma impossibile da notare ad occhio nudo), con contrasti fantastici e neri molto profondi, input lag bassissimo (ottimo per console), ma ha come contro gli angoli di visione scarsi essendo un pannello VA. Molto perr' dipende dalle tue preferenze, a te interessa piu' un buon pannello o l'ecosistema attorno alla tv? Perche' sony come pannelli resta al top con panasonic (IMHO), ma pecca lato "smart" dove la fa da padrona samsung seguita da lg...

bilbo baggins

da 50 non mi entra nel mobile in salone XD per questo puntavo a 47, te quale mi consigli ??

Marco Manieri

Quindi se collego il PC ad un TV con local diming e allo stesso tempo il PC ad un 5.1 ho 100ms di lag fra audio e video?

Massimo Olivieri

basta anche 47 un 55" è al limite

Massimo Olivieri

ottimo articolo .... però basta la prima immagine: plasma million local dimming ... LCD 224
local dimming.... molti direbbero è una "pezza" per vedere gli LCD come TV.

Bertone

due metri e mezzo ci sta un 50" tutta la vita...sei a pelo con il 55" per il passaggio ad un 4k con veri benefici sulla risoluzione. Per quanto riguarda 4k vs fullHD io sono per il "meglio un ottimo fullHD" che come qualita' risulta superiore (ottimo fullHD vs discreto 4k) a parita' di contenuti, e a tal proposito, senza contare che i contenuti 4k ancora scarseggiano, stanno arrivando ora i canali fullHD di rai/mediaset, e molte emittenti non sono propense ad acquistare apparecchiature costosissime per riprese in 4k, quando e' pronto l'8k (highvision) in rampa di lancio...a me ricorda molto la storia hd ready -> fullHD

bilbo baggins

Diagonale pensavo a un 47pollici e la distanza dovrebbe essere di 2 metri e mezzo però forse per una distanza così piccola 47 sono troppi, comunque concordo con te meglio un fullhd ottimo che un 4k discreto

Bertone

sony w828/829, come pannello fullHD e' imbattibile per qualita'/prezzo...4k a 600euro mi pare un po' un controsenso, meglio avere un ottimo fullHD che un pessimo 4k, oltretutto non hai specificato diagonale, distanza da cui intendi guardarlo ecc...

Pablo Galattico

Se non è urgente ti conviene aspettare un pò e prendere una TV 4k con HDR, HDMI 2.0 e tutte le feature importanti che possono tornare utili!

ifrancesc0

Sono le solite lote, prendono i 4k e poi ci guardano Sky a 1080i... ;)

Synth

Parlo e fps/ frame per second. Hanno notato che nei momenti di alto carico frame si abbassano di molto anche su panelli oled di qualità superiore.

Tony_the_only

Basta che per avere uno di questi fantasmagorici oled non mi chiedono un rene in cambio...e poi gioco su console dove al massimo si arriva a 60 fps quindi la "super velocità" dell'oled sarebbe pure troppo per me :D

Ho provato a giocare su un samsung 32 pollici abbastanza recente a casa di un mio amico...non so che aveva ma i tempi di risposta erano biblici e quasi non riuscivo a giocarci (all'inizio pensavo fosse il mio pad wireless che aveva tirato le cuoia) XD

bilbo baggins

Si ma ce ne sono a migliaia, e io non ci pasciso nnt anche leggendo la scheda tecnica non riesco a capire se è buona oppire no, io sapevo anche quelle lg sono buone

Manuel Peppe

panasonic vai sul sicuro ! difatti nell'articolo sono presi proprio come esempio ( backlight scanning )

antoniolion94

il problema principale degli oled è il costo di produzione e alcuni problemi di degrado

bilbo baggins

qualcuno esperto o che almeno ci capisce, mi potete consigliare una buona televisione a un prezzo max di 600€??

Max

perchè?

Max

Sante parole. PANSONIC TUTTA LA VITA.

Max

Cose risapute, infatti molto meglio prendere un full hd con il local diming che un 4k normale magari pure curvo, che sole che prende la gente.

deepdark

Ecco perché i plasma rimangono migliori. Oled eslusi.

M.

L'unico lcd che ad oggi si salva è il panasonic ax900, come è stato detto anche nell'articolo. Il problema è che con quello che costa ci si compra un oled.

marko68

Sti cazzi!!

bliss

Ottimi questi articoli...ma a questo punto mi chiedo, meglio sviluppare questa tecnologia che sembra molto "complicata" o adottare un pannello oled e risolvere il problema?

Fabri Fina

perché costa ancora troppo per loro produrre un oled e il degrado è più repentino di un lcd. Anche io vorrei un oled, o mi domando perché stiano continuando a sviluppare su questi cavolo di lcd, ma non posso essere accontentato

Luca

mmmm non so a me non succede sul mio late 2014...cioè vabbè che non guardo tanto calcio ma non ho mai sentito questo problema...a volte si un filo si sente una leggera mancanza di risoluzione anche perché è tarato morbido, cioè non calca i bordi delle varie figure in modo esagerato

dicolamiasisi

ok ma quanto vi hanno pagato sharp o sony per pubblicare questo articolo?

Simo

ad esempio prova a guardare una partica, nelle scene veloci perde definizione rispetto ad un normale lcd

Luca

Scia sugli OLED? spiegati...non c'è gosthing il primo modello è vero aveva un po' di persistenza sopratutto sui pattern e sulle immagini fisse (tipo che ne sono cambiavi canale da tgcom 24 e rimaneva un 2-3 secondi un'alone della barra in cui scorrono le news) ma nella gamma late 2014 questo problema è stato risolto

Luca

Non ho intenso benissimo di cosa tu stia parlando, però se parli di velocità del pannello in sé quella dell'OLED è la migliore di sempre cioè i pannelli sono velocissimi infatti non c'è gosthing o persistenza che dir si voglia nella visione di contenuti 3D (al contrario di quanto accade su un LCD)...se non è questo non ho capito, illuminami

Luca

Se lo usi per il gaming anche qui l'OLED troneggerà tempo 1-2 anni...oltre a tutti i vantaggi noti (nero perfetto quindi contrasto illimitato, colori naturali, bianco ottimo ecc.) i pannelli OLED hanno una velocità spaventosa rispetto agli LCD, infatti il 3D sui pannelli OLED è ad occhio nudo sensibilmente migliore perché non ha gosthing grazie appunto alla velocità del pannello...e poi l'OLED permette bordi ridottissimi (niente LED edge per intenderci) e curvature particolari, a tutto vantaggio delle configurazioni immersive a 2-3 monitor

Tony_the_only

Certo che a vedere il mio monitor/tv a luci spente quando è acceso a schermata "nera" ti si accappona la pelle.

Meno male che in compenso mi offre dei ottimi tempi di risposta (5ms) e con le immagini in movimento non ci si fa più di tanto caso.

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