爍 (Flicker)是所有發光源中都可能會發生的物理現象,而電視機或電腦監視器等螢幕影像中快速且可視的波動則稱之為螢幕閃爍(Screen Flicker)。液晶螢幕的主要調整背光亮度的方式有2種,一是DC調光,透過直接控制螢幕的背光功率大小來實現亮度的強弱;另一種是PWM (Pulse-Width-Modulation)調光,利用亮與減兩種狀態的頻率來調節螢幕亮度。

說了這麼多,使用者最在意的螢幕閃爍是否跟背光控制及亮度有關聯呢?擁有測試螢幕豐富經驗的百佳泰,除了幫客戶的產品抓問題(issue)外,也能幫產品抓出瑕疵(defect),所以這次我們會深入探討到底是什麼原因會導致螢幕閃爍,

為了避免產品本身質量不高造成不必要的變數產生,我們特別挑選5台中高階電競螢幕來做實測。5台螢幕的基本資料如下:

針對5台螢幕會有三組變數設計,分為是背光的亮度(Brightness)調整、不同圖案(Pattern)的使用,以及不同更新率(Refresh Rate)的切換。本次實驗利用Konica Minolta CA-410色彩分析儀來量測flicker量,單位為dB,透過JEITA標準的FLVL的量測方法,觀察數值變化與樣本變數之關係。實驗的數據及分析請見下方說明:

1. 背光調整的影響

固定量測在最佳解析度與最大更新率及Gary127 pattern下,我們分別調整了3組螢幕亮度設定100, 50, 0來量測flicker值,發現變化沒有很強烈,但單看量測值很難直覺的感受出差異。

我們利用標準差(Standard Deviation, STDEV)來表現出每一組的flicker值的與平均數的差異。從下表可以發現最大標準差的差異也才來到4.78,也就是說每一顆螢幕的背光表現,在閃爍測試中的表現及穩定性都滿高的。

2. 圖案(Pattern)的影響

固定量測在Native timing @ Max Hz及亮度設定值100下,我們分別使用了4張量測pattern: White, Gray127, Gray64, Black來量測flicker值。從下表中的數值來看,這一組的量測值變化很大,代表flicker值會因不同pattern而有顯著改變。

接著我們利用標準差值做進一步檢視,數據果然呈現較大的差異,也是我們實驗中差異最大的,會因不同pattern而產生嚴重或是輕微的flicker狀況。

3. 螢幕更新率的影響

固定量測在亮度設定值100及Gary127 pattern下,我們分別在Native timing下能支援的refresh rate來量測flicker值。可以發現flicker值的變化值會因不同的螢幕而有明顯的差異,大致上來看螢幕更新率愈高,flicker值的表現會愈好。

從下表的標準差可以發現好壞的表現差異很大,從最好0.25的值到最差的值11.15都有,不同螢幕對於不同更新率的flicker表現有好有壞,這就要看每家調教能力了。

4. 面板種類的差異

我們可以從不同面板的標準差,來分析5台電競螢幕的表現趨勢。從不同的pattern表現來看,可以發現IPS面板的表現明顯優於VA面板,廠商在面板選擇上就要特別留意了。而在更新率方面,不同面板的表現並沒有明顯的關聯性,應該著重在後端的軟體調教才是。

5. 使用者體驗與綜合指數的關聯性

我們發現在Monitor 5在不同更新率時,高更新率反而表現最差,與其他4台的表現呈現反指標,經過更進一步的檢測後,發現Monitor 5在使用前半小時,會有不穩定的狀態,所以會有下表所呈現反指標的結果,穩定之後就會回復成高更新率有較佳的表現。

結語

綜合以上實驗的結果可以知道不同的pattern及更新率影響螢幕閃爍度較大,反倒是亮度調整造成的影響最小的,但各家廠商選材和用料大不相同,產品規格各式各樣,並不代表會完全跟我們實測結果相同,還是得透過客製化的全面檢測才能完整評斷並找出產品中的各種潛在瑕疵。百佳泰擁有30年以上螢幕/顯示裝置測試經驗,能根據不同的產品類型及應用,提供最合適的測試方案及建議,確保產品品質及提升客戶滿意度。

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