Реалізація OLED-дисплея дуже високої частоти кадрів (~ 1 КГц)

Мені цікаво розробити OLED-дисплей з дуже високою частотою кадрів, здатний відображати ~ 1000 кадрів в секунду з роздільною здатністю близько 1200x800 або близько того. Це, очевидно, має досить суворі вимоги до пропускної здатності, і, ймовірно, вимагатиме використання FPGA для реалізації користувацького контролера, оскільки типові контролери дисплея не працюють швидше 60-120 ГГц. Загрожуючи виявити моє незнання, я повинен мати можливість керувати дисплеєм із цією швидкістю за допомогою "необробленого" OLED-дисплея (без контролера)? Я впевнений, що будь-який контролер дисплея поставляється з дисплеєм, не буде корисним, тому я б починав з прикладу коду контролера для FPGA.

Пропонованим підходом до оновлення дисплея 1200 x 800 пікселів при 1000 кадрів в секунду було б розбиття дисплея на матрицю OLED-панелей нижчої роздільної здатності, в ідеалі OLED з так званим «активним дисплеєм від краю до краю». Наприклад, матриця 2 x 2 640 x 480 OLED-панелей забезпечить трохи більше, ніж зазначена роздільна здатність. Однак, вибрані підпанелі повинні також дозволяти швидкості оновлення 1000 кадрів в секунду.

Кожну панель потрібно контролювати через окремий сигнал-канал. Залежно від можливостей та ціни обраної FPGA, для приводу однієї або декількох панелей може використовуватися одна FPGA.

Це схоже на те, як створюються ультра-великі дисплеї для фонових зображень на сцені, наприклад, за допомогою матриці стандартних РК-телевізорів з великим екраном або світлодіодних телевізорів. Кожен телевізор зазвичай відключається окремим джерелом відео. Дозвіл робиться на відстані без екрана, обрізаючи відповідну кількість зображення на кожному краю кожного телевізора.

Оскільки сама програма не описується у питанні, припущення полягає в тому, що потрібно дещо суміжне відображення. На жаль, використання окремих панелей не забезпечить суміжну область відображення, оскільки з'єднання до кожної OLED-панелі в матриці повинні десь виходити. Таким чином, між панелями повинні існувати подібні зазори, подібні до згаданого матричного телевізора.

Якщо це неприйнятно, альтернативою є вибір панелі OLED потрібної роздільної здатності, яка виводить окремі рядки сигналів та стовпці на роз'єм і дозволяє переводити їх у визначені банки. Типові OLED-панелі з контролерами Chip-on-Glass (COG) не працюватимуть таким чином, необроблені OLED-панелі потрібно буде знайти.

Потім окремі банки рядків / стовпців OLED контролюватимуться через окремі канали та, можливо, окремі контролери, щоб досягти бажаного відображення кінцевого результату.

EDIT 2018:

Існує нова остаточна стаття про підтверджені візуальні переваги 1000 Гц: Закон про розмиття та дивовижне відображення в 1000 ГГц .

Старіші повідомлення підписки:

Насправді 1000 кадрів в секунду при 1000 Гц при певних умовах матимуть користь для очей:

• Майкл Абраш із Valve Software: Вниз у кролячій дірці VR: Виправлення судді
  http://blogs.valvesoftware.com/abrash/down-the-vr-rabbit-hole-fixing-judder/
  
• Для чого нам потрібне 1000 кадрів в секунду @ 1000 Гц цього століття
  http://www.avsforum.com/t/1484182/why-we-need-1000fps-1000hz-this-century-valve-software-michael-abrash-comments
• Джон Кармак з програмного забезпечення id: Основна записка QuakeCon про розмиття руху http://www.youtube.com/watch?v=93GwwNLEBFg&t=5m35s

У кінцевих рамних дисплеях виникає проблема впливу або зразка, і утримання, або стробоскопічного / вагонного колеса (або обох). Розмитість руху, заснована на відстеженні очей, є результатом витримки, утримування, затримки, тривалості. Про це вже висвітлюється багато наукових праць (пошукайте сайти з науковою роботою для відображення "вибірки та утримування" або "типу утримування").

Математично 1мс стійкості дорівнює 1 пікселю розмиття руху під час руху 1000 пікселів / сек. Екран без мерехтіння в 1000 кадрів в секунду при 1000 Гц одночасно усуває безліч стробоскопічних ефектів (артефакти вагонного колеса) І одночасно усуває розмиття руху, не використовуючи мерехтіння. Це чудово підходить для ситуацій з Holodeck (наприклад, VR-окуляри). І вам не потрібно буде додавати штучно створене розмиття руху. Ви просто нарешті дозволите людському мозку додати власну природну розмитість руху, при цьому не розмиття руху штучно не нагнітається на вас графікою чи дисплеєм. Отже, 1000 кадрів в секунду при 1000 ГГц були б набагато ближче до реальності, усуваючи при цьому проблему з артефактом стробоскопічного / вагонного колеса.

Розмивання руху зразка та утримування можна переглянути в цій анімації:
www.testufo.com/#test=eyetracking

Ця анімація - це відмінна демонстрація проблеми "Вибрати-отруйний" про кінцеве оновлення дисплеїв. Проблема дуже чітко помітна для людського ока навіть під час перегляду на ігровому РК-дисплеї з частотою 120 Гц або науково-дослідним процесором на 200 Гц.

• Анімація має розмиття руху під час перегляду на РК-екрані
• Анімація має стробоскопічну дію під час перегляду ЕПТ

Щоб одночасно виправити обидва одночасно (важливо для ситуацій з VR / Holodeck), потрібно зробити швидкість оновлення схожою на щось нескінченне. Це неможливо. Однак дисплей з частотою 1000 кадрів в секунду при 1000 ГГц в достатній мірі зменшить / усуне як стробоскопічний ефект / розмиття руху. Навіть люди Окулуса сказали це; і великі імена в ігровій індустрії (Майкл Абраш з Valve Software, Джон Кармак із програмного забезпечення id) вже підтвердили переваги ультракоротких наполегливих дисплеїв, що не містять мерехтіння.

Чи знаєте ви, що AMOLED, як правило, має більше розмитості руху, ніж ігровий РК-дисплей на 120 Гц?

OLED з високою частотою оновлення надзвичайно складний, але не неможливий. Кілька OLED насправді повідомили, що виникають проблеми з розмиттям руху - великою проблемою є швидкість перемикання транзисторів у AMOLED. У вас є лише дуже короткий час (як правило, під мікросекундою), щоб запустити транзистор на екрані AMOLED, тому швидкість перемикання транзитора дійсно повільна.

Якщо ви плануєте поділити OLED на кілька сегментів, щоб одночасно оновити різні частини OLED, підрозділіть OLED на вертикальні смуги та скануйте кожен сегмент синхронно один з одним. В іншому випадку ви отримуєте потенційні мультисканальні артефакти, які можуть виявлятись як нерухомі слізні лінії (це була звичайна проблема у старих РК з подвійним скануванням 1990-х; вони показали нерухому слізну лінію посередині екрану під час горизонтального руху).

Рухові тести, такі як TestUFO, стануть великою користю для вашого тестування.

Один із способів зробити 1000 кадрів в секунду на OLED - це використовувати екран PMOLED, але ви втратите багато яскравості (вам потрібні OLED-пікселі в тисячі разів яскравіші, щоб компенсувати довгі темні періоди між мерехтінням). Однак ви отримаєте чудове дозвіл руху.

Але якщо ви не заперечуєте трохи мерехтіння (наприклад, непереборного мерехтіння 120 Гц), як щодо використання стробінгу для отримання еквівалентної роздільної здатності руху більш високої частоти кадрів? Стробінг - це той самий принцип, що і вставлення чорної рамки. Деякі дисплеї роблять це для зменшення розмитості руху (наприклад, Motionflow Impulse Sony, LightBoost nVidia тощо), як і принцип CRT або мерехтіння плазми. Робота спалаху 1 / 1000сек при меншій частоті оновлення (наприклад, 120Гц) матиме таку ж кількість розмиття руху, що й дисплей зразка та утримування 1000 кадрів в секунду при 1000 Гц. Останнім часом були розроблені стельові підсвічування. Я зробив кілька злому електроніки. Див. Розділ Електронні злому: Створення підсвічування строба для інженерії масового зменшення розмитості руху на РК-дисплеях.

Прагнення до 1000fps @ 1000Hz дисплея, безумовно, варто.
Ігноруйте найсайєрів, які кажуть, що людське око не може сказати.

Мені хотілося б продовжити дві нові "Ultra High Hz" розробки. Зараз у мене є рецензований документ конференції та презентація про нову техніку тестування розмитості руху.

(1) Я отримав прототип РК-дисплея потужністю 480 Гц, і різниця дійсно видно людському оку. Ось мої результати тесту на 480 Гц (через розмивання Busters).

(2) Можливо, я придумав спосіб потенційно досягти більш високих частот оновлення на OLED. Це дуже провідна проводка OLED-панелей, але нитка знаходиться тут на Форумі з наукових досліджень, досліджень та інженерії

Деякі приклади зображень включають 2-канальне сканування OLED, яке має пропуск сканування "ON" та пропуск сканування "OFF" - навмисно імпульсує OLED (як CRT), щоб зменшити розмиття руху. Це робить Sony Trimasters і Dell U3017Q.

Теоретично це може бути використано для одночасних вікон сканування для ультрависоких частот оновлення без артефактів - залежно від того, скільки каналів має OLED.