Реализация OLED-дисплея с очень высокой частотой кадров (~ 1 кГц)

Я заинтересован в разработке OLED-дисплея с очень высокой частотой кадров, способного отображать ~ 1000 кадров в секунду с разрешением около 1200x800 или около того. Это, очевидно, имеет довольно жесткие требования к полосе пропускания и, вероятно, потребует использования FPGA для реализации пользовательского контроллера, поскольку типовые контроллеры дисплея не работают быстрее, чем 60-120 Гц. Могу ли я управлять дисплеем с такой скоростью, рискуя действительно показать свое невежество с «сырым» OLED-дисплеем (без контроллера)? Я уверен, что любой контроллер дисплея, поставляемый с дисплеем, будет бесполезен, поэтому я бы начал с примера кода контроллера для ПЛИС.

Предлагаемый подход к обновлению дисплея с разрешением 1200 x 800 пикселей со скоростью 1000 кадров в секунду заключается в разбиении дисплея на матрицу OLED-панелей с более низким разрешением, в идеале OLED с так называемым «активным дисплеем от края до края». Например, матрица 2 x 2 из 640 x 480 панелей OLED обеспечит немного больше, чем указанное разрешение. Однако эти выбранные подпанели должны также разрешать частоту обновления 1000 кадров в секунду.

Каждая панель должна управляться через отдельный канал сигнала. В зависимости от возможностей и цены выбранной ПЛИС, одна ПЛИС может использоваться для управления одной или несколькими панелями.

Это похоже на то, как создаются сверхбольшие дисплеи для фоновых сцен, например, с использованием матрицы стандартных ЖК-телевизоров с большим экраном или светодиодных телевизоров. Каждый телевизор обычно отключается от отдельного видеоисточника. Учтено расстояние между рамками, обрезка соответствующего количества изображения на каждом краю каждого телевизора.

Поскольку само приложение не описано в этом вопросе, предполагается, что требуется несколько непрерывное отображение. К сожалению, использование отдельных панелей не обеспечит непрерывную область отображения, так как соединения с каждой OLED-панелью в матрице должны где-то выходить. Таким образом, между панелями должны будут существовать промежутки, подобные рамкам, аналогично упомянутому подходу «матрица телевизоров».

Если это неприемлемо, альтернативой является выбор OLED-панели желаемого разрешения, которая выводит отдельные строки сигналов и столбцы на разъем и позволяет управлять ими в определенных банках. Типичные панели OLED с контроллерами Chip-on-Glass (COG) не будут работать таким образом, необработанные панели OLED должны быть получены.

Отдельные банки строк / столбцов OLED будут затем управляться через отдельные каналы и, возможно, отдельные контроллеры для достижения желаемого отображения конечного результата.

РЕДАКТИРОВАТЬ 2018:

Новая статья о подтвержденных визуальных преимуществах 1000 Гц: Закон о размытости и удивительное путешествие к будущим дисплеям с частотой 1000 Гц .

Предыдущее сообщение:

На самом деле, 1000 к / с при 1000 Гц принесут пользу человеческому глазу при определенных условиях:

• Майкл Абраш из Valve Software: Вниз по кроличьей норе VR: Исправление дрожания
  http://blogs.valvesoftware.com/abrash/down-the-vr-rabbit-hole-fixing-judder/
  
• Зачем нам нужны 1000fps при 1000 Гц в этом столетии
  http://www.avsforum.com/t/1484182/why-we-need-1000fps-1000hz-this-century-valve-software-michael-abrash-comments
• Джон Кармак из id Software: основной доклад QuakeCon, рассказывающий о размытии в движении http://www.youtube.com/watch?v=93GwwNLEBFg&t=5m35s

Дисплеи с конечной частотой кадров имеют проблему с эффектом выборки и удержания или стробоскопического / вагонного колеса (или обоих). Размытость движения на основе отслеживания глаз является результатом выборки и удержания, времени удержания, постоянства. Это уже освещается во многих научных работах (поиск по сайтам научных работ по типу «держи и держи» или «держи»).

Математически 1 мс постоянства равняется 1 пикселю размытия при движении 1000 пикселей в секунду. Экран без мерцания 1000 к / с при 1000 Гц одновременно устранял бы множество стробоскопических эффектов (артефакты вагонного колеса) и одновременно устранял размытость при движении без использования мерцания. Это отлично подходит для ситуаций Holodeck (например, очки VR). И вам не нужно добавлять искусственно созданное размытие движения. Вы бы, наконец, позволили человеческому мозгу добавить свое собственное естественное размытие движения, без размытия движения, искусственно навязанного вам графикой или дисплеем. Таким образом, 1000 кадров в секунду на частоте 1000 Гц будет намного ближе к реальности, но при этом устраняется проблема с артефактами на стробоскопических и вагонных колесах.

Пример размытия движения и удержания можно посмотреть в этой анимации:
www.testufo.com/#test=eyetracking

Эта анимация представляет собой отличную демонстрацию проблемы «выбери свой яд» для отображения с конечным обновлением. Эта проблема хорошо видна человеческому глазу даже при просмотре на игровом ЖК-дисплее с частотой 120 Гц или научном ЭЛТ с частотой 200 Гц.

• Анимация имеет размытость при просмотре на LCD
• Анимация имеет стробоскопический эффект при просмотре на ЭЛТ

Чтобы одновременно фиксировать оба параметра одновременно (это важно для ситуаций VR / Holodeck), необходимо, чтобы частота обновления напоминала нечто бесконечное. Это невозможно. Тем не менее, дисплей 1000 кадр / с при 1000 Гц в достаточной степени уменьшит / устранит как стробоскопический эффект, так и размытость изображения. Даже люди Окулуса сказали это; и знаменитости в игровой индустрии (Майкл Абраш из Valve Software, Джон Кармак из id software) уже подтвердили преимущества сверхкоротких дисплеев без мерцания, подобных этой.

Знаете ли вы, что AMOLED обычно имеет больше размытия при движении, чем игровой ЖК-дисплей 120 Гц +?

OLED с высокой частотой обновления чрезвычайно сложен, но не невозможен. Несколько OLED-систем на самом деле сообщили о проблеме размытия в движении. Большая проблема - это скорость переключения транзисторов в AMOLED. У вас есть очень очень короткое время (обычно менее микросекунды) для запуска транзистора на экране AMOLED, поэтому скорость переключения транзистора очень мала.

Если вы планируете подразделить OLED на несколько сегментов для одновременного обновления различных частей OLED, разделите ваш OLED на вертикальные полосы и отсканируйте каждый сегмент синхронно друг с другом. В противном случае вы получите потенциальные мультисканированные артефакты, которые могут отображаться в виде стационарных линий разрыва (это было распространенной проблемой на старых ЖК-дисплеях с двойным сканированием 1990-х годов; они показывали стационарную линию разрыва в середине экрана при горизонтальном движении).

Движущиеся тесты, такие как TestUFO, будут большим преимуществом для ваших испытаний.

Один из способов сделать 1000 кадров в секунду на OLED - использовать экран PMOLED, но вы потеряете много яркости (вам понадобятся пиксели OLED в тысячи раз ярче, чтобы компенсировать длительные периоды темноты между мерцаниями). Однако вы получите отличное разрешение движения.

Но если вы не возражаете против мерцания (например, беззаботного мерцания 120 Гц), как насчет использования стробирования для получения эквивалентного разрешения движения с более высокой частотой кадров? Стробирование - тот же принцип, что и вставка черной рамки. Некоторые дисплеи делают это для уменьшения размытости при движении (например, Sony Motionflow Impulse, nVidia LightBoost и т. Д.), Очень похоже на принцип CRT или мерцание плазмы. Использование 1 / 1000сек вспышки с более низкой частотой обновления (например, 120 Гц) будет иметь такое же количество размытия при движении, как дисплей с выборкой и удержанием 1000 к / с при 1000 Гц. Недавно были разработаны стробоскопические подсветки. Я сделал взлом электроники. См. Раздел « Взлом электроники. Создание стробоскопической подсветки», позволяющий значительно снизить размытость изображения на ЖК-дисплеях.

Погоня за дисплеем 1000fps при 1000 Гц определенно стоит того.
Проигнорируйте скептиков, которые говорят, что человеческий глаз не может сказать.

Я хотел бы рассказать о двух новых разработках "Ultra High Hz". Теперь у меня есть рецензируемый документ конференции и презентация, посвященная новой методике тестирования размытия изображения на экране.

(1) Я получил прототип 480 Гц ЖК-дисплея, и разница действительно видна человеческому глазу. Вот мои результаты теста 480 Гц (через Blur Busters).

(2) Возможно, я нашел способ потенциально повысить частоты обновления на OLED. Это очень зависит от проводки OLED панели, но эта тема находится здесь на форуме Display Science, Research & Engineering Forum.

Некоторые примеры изображений включают в себя 2-канальный скользящий сканирующий OLED, который имеет проход сканирования «ВКЛ» и проход «ВЫКЛ» сканирования - чтобы преднамеренно пульсировать OLED (например, ЭЛТ) для уменьшения размытости при движении. Это то, что делают Sony Trimasters и Dell U3017Q.

Теоретически это может быть использовано с окнами одновременного сканирования для сверхвысокой частоты обновления без артефактов - в зависимости от того, сколько каналов имеет OLED.