想换台4K超高清电视看电影打游戏,却又在海量产品中无从分辨优劣,越来越多的朋友开始以rtings.com上的测试成绩作为选购指南,但毕竟是全英文站点,技术指标又繁杂难懂,本文就以55X950G(国内对应55X9500G)在rtings上的测试文章为例,详细解读他们究竟是如何测试电视的。
rtings的评测之所以备受推崇,主要是他们的产品均是在网友投票后自行购买的,避免了厂商送测导致的广告嫌疑,转而从电商导流和制作视频节目创收。此外,rtings的产品评测工程师们非常的专业,编写了非常详细的测试文档,也花费重金购买专业测试设备和软件,力求每一项测试分值都具有参考价值。
一:概述部分
rtings的评测表现形式既专业又简洁,通过分项打分,用户可以快速的了解大致性能,他们的测试标准已经更新到1.3版,对于了解他们是如何测试的非常有帮助。
10 to 7.5被认为是优秀的电视,可以满足发烧友的要求;7.4 to 6.0被认为是大多数普通用户认可的电视,低于6分的就比较糟糕了。
优点:峰值亮度高、出色的出厂色准、动态表现出色;缺点:大视角下颜色变得很糟糕(55寸),VA的通病。X950G的声音表现亦如X9000F一样不及格。
在详述测试结果之前,他们会总结一下这台电视的表现,列出基本特性,并作出特殊情况说明。比如对于X950G,属于LED背光液晶电视,面板技术为VA,而且他们特别提到测试的是55英寸,而只有75和85寸机型才具备X-Wide Angle(广锐视角)面板技术,虽然提升可视角度却在对比度上有所损失(巨大)。
概述部分还标注了图像调节参数,以及关闭那些会影响测试的功能,比如X950G的测试中,就关闭了自动节能、光线传感、所有的降噪处理、锐度规中为50,选择用户自定义的图像模式,再比如测试SDR内容时亮度设为7等等。根据我的经验,有些参数需要在反复测试后才能找到最佳值,而ANSI测试所需的8灰阶完全还原自不必说。
二:外观及工艺
这部分没什么好说的,基本上看图说话,造型、底座、背壳做工等等,这部分还有一个挺费钱的测试项目:散热,rtings用红外成像仪拍摄工作一段时间后电视机的正面温度,以不超过35摄氏度为佳,按理说现在红外热成像仪也不是很贵,2000多可以买到看起来很专业的。不过rtings用的是FLIR E8,某次看到海信H8F的测试,提到他们的FLIR E8坏了送修,这个型号淘宝行货价格是人民币35800。
从温度测试开始,rtings开始提到可感知差异了,就温度而言他们认为是5摄氏度。
三:图像质量(显示性能)
紧接着来到最核心的测试部分,亮度及对比度等基础显示性能的测试。
rtings只测ANSI(棋盘格图像)对比度,X950G的ANSI对比度为4421:1,rtings所说的native Contrast是原生对比度,LCD的分辨率、对比度、色域都是固定的物理参数,我们喜欢叫它做原生xx。即便打开分区控光,对比度成绩变为4833:1,度提升并不明显,这是因为受尺寸限制,分区并不多,无法让棋盘格的黑白块充分拉开差距,实际上55寸机型的LED分区只有9×15,你可以数出来。
此外,对于具备了分区控光(local Dimming–国行叫精锐控光)的机型,会有后面的一个小视频,利用不同大小不同速度的光斑移动,来呈现分区的大小和控制的精度与速度。为什么要做这个呢,因为动态分区背光既可以提升同屏明暗对比,但如果分区数较少,就会产生光晕(blooming),尤其是对国人不好的是,看字幕时会随着字体时亮时暗,当然可以选择关闭此项功能,也可以想办法让字幕字体颜色变成灰色。
所以,代价不菲的动态分区同样会产生新问题,有些时候这些根儿上的问题还是靠新物种解决吧。(OLED没有此项测试,MicroLED、QD-OLED估计也不会有)。
接下来是亮度测试,这部分看似简单,其实非常难懂。
亮度测试非常重要,尤其对于HDR内容而言,rtings在测试时使用自制的SDR和HDR实景视频来得出Real Scene Peak Brightness,再用CalMan 5 for Business生成从2%的面积全白测试图形(显然此时是以PC作为信号源),其余区域为黑色,用Minolta LS-100亮度计测量白色亮度,单位为cd/m2(坎德拉每平方米)或nit(尼特)。Peak峰值亮度是刚开始测得的值,而sustained意为持续亮度,据称并非所有电视会一直保持亮度不变,像索尼或三星可能会变暗,因此有了持续亮度数据,同样面积大小如果比峰值亮度低一些不要紧,但如果变化太大就不好了。
CalMan 5 for Business可能是版,价格不好说,但单独的Ultimate版是3000美金。
Minolta LS-100:港水(二手?)14000港币 国行不含税23000,测试范围:0.001-49999nit,不能测颜色。
看其他视频,rtings为了能用软件测试色域色准之类的,还买了一台JETI Spectral 1511 ,8600美金,0.2 – 180 000 cd/m²。
当年168的BM-7A据说花了10万,这一类带镜头的亮度计,正式学名好像应该叫分光光谱辐射计Spectroradiometer。
不少电视机会随着全白显示面积的大小改变亮度,亮度随面积变化差异太大,会引起图像恶化(大面积明亮场景反而变暗),OLED也存在和等离子同样的问题,个人分析原因是撞到功率墙,散热峰值也是厂家要考虑的。
值得注意的是ABL test,测试成绩是基于Perceptual Quantizer EOTF(感知量化器EOTF)算出来的,因为人眼对低亮度变化很敏感,对高亮度变化却有点迟钝。所以尽管屏幕亮度随面积变化的差异高达几百nit,但实际的人眼感受可能并没有这么明显,因此基于亮度实测值直接计算变化率并不合适,比如X950G从2%面积的持续亮度值1141nit到100%面积763nit,一般人大概会这样算(1141-763)/1141=0.33,然而人眼感觉其实两者亮度差异并没有3成这么强烈。别以为下图后半段看起来也挺线性的,仔细看亮度纵轴是对数。
rtings按照PTE(电影电视工程师协会)EOTF的曲线来找出5个持续亮度对应的0-1之间的数值,再用这些数值来计算“变异系数”ABL,占HDR性能评分的2%权重,OLED 电视此项分数会比较差。
四:均匀度和视角
均匀度不难理解,就是整个屏幕的亮度一致性,糟糕的均匀度会让纯色画面看起来脏脏的,对于液晶而言是个主要问题,很多人也把均匀度不佳当作漏光,OLED在这方面表现很好。
举例:糟糕的均匀度和比较好的均匀度
rtings在测试均匀度时采用50%灰阶和5%灰阶两个状态,而5%的加入时因为有些OLED在5%时表现糟糕,原本照片就足以显示真实情况,但rtings为了能够精确对比,又开发出了两个数值,STD.DEV标准差和DSE脏屏效应,两者均是在屏摄照片的基础上经过不同的高低通处理后,代入公式计算。
视角测试针对侧面观看引发的图像恶化情况,rtings用分光光度计测量不同角度下色度坐标、亮度等,做成曲线,视频更为直观,数值更便于评比。这部分必须用带镜头的分光光度计才能测。
在视角增大的过程中,图像恶化被细分为5个指标。
color washout–色彩流失:计算不同视角角度的纯红、蓝、绿的色度坐标并转换到CIE LCh (ab) 色彩空间,记录下出现淡化到80%的角度。计算好像是基于C。
color shift–色彩偏转,当某个颜色的色调(h)出现3度偏差时的角度;
brightness loss–亮度流失:全白亮度跌破75%时的角度;
Black Level raise–黑位上升:全黑亮度翻倍时的角度;
Gamma shift–伽马偏移,每隔10度角测量20%, 40%, 60%, 80%灰阶,当测量值与理想值(虚线)偏差超过3%时的角度。
基于VA的特性,55寸的X950G表现不佳。
全黑均匀度
全黑均匀度自然是显示全黑图片时的亮度一致性,也就是俗称的漏光测试,左侧图像为关闭分区背光的照片,右侧为打开分区背光的照片,成绩也用STD.DEV标准差来表示,计算方式同均匀度,0为最佳成绩。
屏幕反光
屏幕反光会影响在明亮环境下的观看效果,而rting又略显繁杂的分了2个项目来测试,一个是total relection全反射,在电视关机的状态下,用一个白色内壁球体开两个孔,一个孔放光源,一个孔用来测屏幕亮度,此时的反光即包含直射反光,也包含漫反射,用以模拟非常明亮的环境。另一个测试时indirect reflection,也就是非直接反射,代表虽然没有屏幕直接反光的光源,但在明亮环境下,屏幕的反光强度。rting将球体旋转,测试非镜向屏幕反射亮度,得出非直接反射比例。
这里需要提到暗室对比度和明室对比度的概念,前面的测试的对比度为全黑环境下所得,即为暗室对比度,而明室对比度则要考虑反光,明室对比度没有具体数值,因为根据环境而定,与屏幕反光系数有关,会影响黑位灰阶的还原。
LCD天然存在偏振片,大幅减少玻璃基板反射出去的光线,而OLED好像需要添加额外的偏振片来杜绝反光。早年间的CRT和PDP只能以荧光粉本色呈现,所以是灰屏,明室对比度一向不好。
面板的材质也分镜面和磨砂,如果你的电视使用环境存在大量光源在正对面,比如落地窗,那么选择磨砂比较好,但不如镜面的通透,镜面屏幕适合顶光源环境。
五:色准
鉴于国内玩家对显示器校色不陌生,我不多说了。但是电视机不是为了接PC而设计的,如果连信号源都搞不对,测试结果自然不准。好了,电视色准这部分rtings使用的portrait(SpectraCal)公司的calman 5.0,portrait现在已然成为影视产品校色和测试的领先企业,不说别的吧,我们知道索尼Z9G推出时带了一项叫做Netflix 校准模式,就是需要calman的辅助,而且不止索尼,LG、松下和三星都是与Calman合作的。
rting测试色准分为两部分,一个是开箱后粗调的色准,Pre Calibration ,粗调包括选择合适的图像模式,通常是电影模式,关闭图像优化功能等等。因为一般厂家的标准和鲜艳模式为了讨用户喜欢,往往色准非常差。另一个是rting完成全色校准后的色准,当然电视不是显示器,不会生成ICC文件给你用,还靠图像高级选项里的微调。
测试成绩包括白平衡dE、色彩dE、伽马值、色温等,dE都是越小越好,伽马接近2.2即可。色温接近D65的6500K为佳。而且X950G是支持自动校色功能的,国内行货X9500G好像一个字都没提。
rtings在白平衡deltaE测试时又用了Colorimetry Research CR-250-RH分光光度计,价值7000多美金,等我卖菜挣了钱,以后可能会买:)。
具体的色准测试细节我就不多写了,因为对大多数用户而言意义真的不是太大,注意到也不代表有多糟糕,实际使用时靠眼睛调也可以,这部分就是另一个话题了。而且rtings也说到测试成绩与调节经验有不小关系,因人而异吧。
六:不同分辨率图像表现
这部分主要体现图像处理系统的插值基本功,因为锐化已经被关了,所以分值也都是整数,我看了几台电视分值都差不多,不多说。
七 色域覆盖和色域容积
基于Calman 5和CR-250-RH分光光度计测试,xy坐标与uv坐标的差异要如何理解呢,如果说uv坐标更接近人眼感受更科学的话,那么就参照uv坐标系吧。右侧是加入亮度的三维色域容积,总之越大越好啦,大于90%P3被认为是符合UHD HDR要求的。
必须注意的是,要想得出正确的成绩,必须使用正确的信号源,业界通常叫信号发生器,这很难被PC替代,除非你非常懂得调教显卡的输出参数,软件也更重要。
八 10bit色彩过渡、暂时性残影
现在的电视及HDMI 2.0接口都是支持10bit色彩深度的,因此测试可以验证电视内部处理系统是否能够良好的还原每个数据引起的亮度变化。但是除了HDR视频是10bit之外,PC啦、游戏机啦都是8bit的,所以良好的8bit还原也很重要。
为了显示图像,rtings通过HDMI将测试PC连接到电视,通过NVIDIA GTX 1060 6GB显卡输出信号。 rtings通过Nvidia的“高动态范围显示SDK”程序显示梯度测试图像,因为它能够输出1080p @ 60 Hz @ 10位信号,绕过Microsoft Windows的8位输出限制。
目前PC输出10bit真的需要些技术。rtings再用相机拍摄tiff格式照片(仅tiff支持10bit-原话,目前应该还有其他格式),分成24份,然后人工观察条带数量,9分ok,观察到条带(色带)即扣1分。
右图为图像暂时性残影测试测试,和永久性烧屏不同,这是短时暂留的印记,液晶电视中VA最可靠,IPS可能会出现暂时性残影,OLED会有。测试方法咱不分析了,因为即便是rtings自己的测试结果,大多数都是0.00%,只有LG B8之类的OLED在0min恢复时出现了0.01%,这个测试感觉没什么意义。X950G毫无疑问的10分,VA液晶嘛。
Permanent Burn-In Risk 产生永久性烙印即烧屏的风险,VA液晶不存在这问题,所以是10分。
像素结构照片,算是个判断VA或IPS液晶类型的证据,也能判断是否伪4k,无分值。
九 动态图像表现
电视机的动态表现非常重要,rtings把这一大项细分好几个分项,响应时间、背光闪烁、黑帧插入、动态插帧(MEMC)、Stutter、24p Judder(抖动)、Variable Refresh Rate可变刷新率。这部分测试充分体现了rtings的动手能力。
响应时间、背光闪烁
先说这张照片
logo以每秒960像素的速度在屏幕上移动,帧速率为60 fps,使用轨道式追踪相机以1/15秒的快门速度拍摄照片,来模拟人眼看到的样子。
80%和100%响应时间指灰阶从20%上升到指定值所需时间,我原本以为是用示波器测量的,不过rtings说是用光电二极管连接Arduino Due开发板接入计算机测量而来的,这东西好像挺有趣,回头做一个试试。
背光闪烁就是针对PWM调光在不同亮度产生的闪烁而进行的测试,应该说背光闪烁并不是一无是处,它可以用来提升动态清晰度和确保低亮度下的一致性。rtings最初使用Rigol DS1102E示波器和光电二极管来测试背光闪烁,后来应该也改成自制工具了。
X950G的背光使用PWM调制,频率为720Hz。
插黑帧BFI
插黑帧也是一种经典的提升液晶动态清晰度的方法,索尼其实就是把背光的PWM频率降为120Hz实现插黑帧,在选项菜单里可选,当然国行9500G不是这么直白的叫法。
但为什么rtings只给了6分呢,仅是因为x950G不能针对60FPS的源将BFI降到60Hz而已。
右侧测试为Motion Interpolation运动插帧,就是MEMC啦,X950G和900f、Z9G表现相同,都可以为30帧以下及60帧的视频插帧,故而得10分。
Stutter-单帧持续时间
Stutter原意为“口吃、结巴“,看了下测试内容,其实是计算每一帧图像的显示持续时间,分为24FPS源和60FPS源成绩,rtings认为持续时间越短越好。如果持续时间过长,在一些低帧率如电影在播放中出现大面积场景缓慢移动时,会感觉一顿一顿的。
rtings认为持续时间低于24ms为佳,每增加7ms可被感知,所以X950G在24FPS测试中表现不佳。单帧持续时间与24P抖动不同,24P抖动时因为源帧率与显示帧率不同步产生的不规则急速跳动,而在这一项目上X950G拿到满分。
计算方法为:
24FPS(1000 ms / 24帧=每帧41.67ms)减去100%灰阶响应时间。
60FPS为(1000ms / 60 帧 = 每帧16.67ms)减去100%灰阶响应时间。
问题来了,基本上响应速度越快反而越容易“口吃“,对于液晶而言似乎是难以调和的关系,或者说相比于CRT和PDP极短的单帧持续时间和闪烁式的工作原理,Stutter与响应时间之间是由于液晶工作原理导致的不可调和矛盾,因此电视机并不追求通过过压驱动提升响应速度,只能依靠插黑帧和运动补偿来缓解动态模糊。从rtings的此项高分榜看,排在前面的都是响应速度最差的机型,比如TCL最低端的300系列应该有30ms了,这个结果还真是有点耐人寻味。
当然解决办法就是看高帧率源,只要视频源60FPS以上基本无需担心了,李安喜欢搞120Hz电影,可能也跟此有关系吧。如果还是喜欢24p的感觉,那么选择OLED、DLP可能更舒服。
最后一项可变刷新率Variable Refresh Rate,要么支持Freesync,要么支持Gsync,或者配备HDMI 2.1支持VRR,X950G一个都不支持,所以0分。
可是,这是一台电视机啊…………..
目前此项测试完全为三星霸榜,其他全部测试机型为0分,18年底到19年初出的这些机器获得8.2分,原因是支持FreeSync,4k分辨率最低刷新率48Hz,1080p分辨率下最低刷新率低于20Hz,榜首Q900获得9.2分,除了原因是支持FreeSync还有HDMI 2.1。
视频都是固定帧率,可变刷新率只有在玩游戏时才有点用,避免画面撕裂呗。
(联想到针对LG OLED和IPS的耐久性测试,三星保不齐是幕后金主…)
十 输入延迟和支持分辨率格式
终于写到当初让我钦佩不已的输入延迟测试了,这是专为游戏主机玩家准备的测试项目,普通人测试输入延迟一般是拿笔记本屏幕跟电视同拍计时器,测算差值,但无法得出精确数值,因为笔记本的延迟无从知晓,rtings早期也是跟业界一样,使用LEO BODNAR的输入延迟测试工具,这是一个集成图像信号发生器和光电二极管的小盒子,75英镑不算太贵。但只能输出1080p60Hz图像,而当rtings决定测试4K乃至不同输入格式的输入延迟时,他们自己开发了一个U盒子,应该是前面提到的那个开发板。
不仅如此,在关闭V-sync垂直同步之后,rtings的工具可以测到更短的输入延迟,而他们编写了一个新软件,是在图形独占模式下使用OpenGL窗口来生成黑白方框,由系统来对比图像生成时间与光电管检测到的亮度变化之间的延迟。
这个文章写到这里,那个盒子我已经不觉得有多难做了,应该是Arduino DUE+光敏二极管子卡,真的希望懂编程的朋友可以帮忙开发这个软件,rtings不共享啊,还有上面这个界面是哪个软件做出来的?
影响输入延迟成绩的因素包括三部分,一个是输入接口,比如使用HDMI这类数字信号比色差等模拟端口可以减少AD转换的时间,(无线传输就更别提了)。
第二个是图像处理,如下处理过程都会造成延迟增加,所以尽可能的关闭图像处理选项或者选择Game模式,会得到更低的输入延迟
添加叠加层(如菜单)调整颜色和亮度图像插值以匹配电视的刷新率缩放(如720p到1080p,或1080p到UHD)
最后才是电视自身的显示过程造成的延迟,这个就看硬件了。
输入延迟X950G拿到9.2的高分,终于可以在LG的低端机面前抬起头了,至于输入格式的支持,不多解释。
十一 接口和功能
这部分很好解读,但有些东西厂家不会写,测出来很有必要,比如音频直通,对于外接功放或者回音壁的用户就很有用,当然如果你的设备全是支持eARC的,那就没事儿了。
十二 音质测试
一般网站测电视机的音质,大概口述就行了,rtings居然还用上麦克风和音频分析软件了,测试项目分为频响曲线和失真度,难度不大,但rtings总是喜欢创造难度。
音频测试信号为10Hz和22KHz之间以-6dB FS(RMS)扫描的16位/ 48KHz 20秒正弦波,以Dayton Audio EMM-6麦克风(居然只要600块)收音,Focusrite Scarlett 2i2外置声卡(居然只要800块)采集。音量目标设定为70分贝、80分贝和最大,通过粉红噪声用GalaxyAudio CM-140 SPL声压计(130美金)判断,得出的频响曲线与理想曲线测算STD.Dev标准差(又来了)。
测试项目还有一个动态范围压缩,使用最大声压SPL曲线减去70分贝曲线得出被压缩幅度,其实就是声嘶力竭喊不动了。
总谐波失真THD由软件Room EQ Wizard(免费)计算得出。
理想频响曲线
如果是我,我可能只测曲线、最大声压、低频截止频率LFE,rtings还强调LFE为-3分贝,大概是觉得电视机内置音箱能当个中置啥的。
音质测试倒是没花什么钱,就是计算太复杂,rtings都是labview高手吧。好吧,音质测试索尼X系列一直表现糟糕,OLED系列还算可以。
十三 其他
剩下的测试包括系统流畅度、可用软件数量、有无广告、遥控器等我就不写了,跟国内差异太大,不看也罢。
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