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Neue Technik
LED-LCD

Dank neuer Technologie überwindet die LCD-Technik endlich ihre Probleme mit dem Schwarzwert.

Manche Probleme erscheinen so trivial, dass man sie kaum glauben mag. Als Beispiel dient hier der Vergleich zwischen Röhre, Plasma und LCD. Während die beiden ersten Technologien tiefstes Schwarz und strahlendes Weiß in einem Bild erzeugen können, sind LCDs auf eines beschränkt: Entweder hohe Leuchtkraft oder wenig Aufhellung bei dunklen Bildpunkten. Schuld daran ist die Funktionsweise der Technologie welche Flüssigkristalle als Lichtschranken einsetzt, die Hintergrundbeleuchtung bleibt indes konstant. Einfach ausgedrückt: Ganz gleich ob helle oder dunkle Bilder, die Hintergrundbeleuchtung ist immer aktiviert. Viele Hersteller bieten zwar die Möglichkeit, die Hintergrundbeleuchtung zu dimmen, doch gilt dies immer für das komplette Bild. Wird eine Sonne inmitten des Weltalls dargestellt, so büßt die Sonne deutlich an Leuchtkraft ein, wenn sich die Elektronik an der dunklen Umgebung orientiert. Umgekehrt wären dunkle Bereiche aufgehellt, wenn die Hintergrundbeleuchtung der Sonne die Aufmerksamkeit schenkt. Röhre wie Plasma bieten hier eine kontraststärkere Darstellung, denn jeder Bildpunkt ist selbstleuchtend, will heißen: Die Sonne kann hell, die Umgebung gleichzeitig dunkel dargestellt werden. Mit konventionellen Methoden ließen LCD-Fernseher in diesem Punkt keine Verbesserungen zu, weshalb die uneffektive Hintergrundbeleuchtung über Bord geworfen wird und einer neuen Technologie Platz macht: LEDs.

LCD neu erleben
LEDs (Light Emitting Diodes) sind kleine Leuchtdioden, welche in vierstelliger Anzahl im Samsung LED-LCD LE-52F96BD ihre Premiere feierten, zumindest als lokal dimmbare LEDs. Aus Kostengründen könnten LEDs auch in geringer Anzahl mit statischer Helligkeit ähnlich den bisherigen Leuchtrören eingesetzt werden, ein Kontrastvorteil ergibt sich daraus aber nicht. Die lange Entwicklungszeit und gehobenen Preise bei LED-LCDs resultieren aus der großen Anzahl von LEDs, welche unabhängig voneinander Licht aussenden. Mehr als 1000 LEDs werden in kleinen Gruppen separat angesteuert, die Helligkeit richtet sich nach den Bildinformationen. Im Falle des Samsung LED-LCDs klappt dies bereits vorbildlich. Dank der dynamischen und lokalen Beleuchtung ist es bei LCDs erstmals möglich, echtes Schwarz zu erzeugen. Dunkle Bildbereiche werden in der Leuchtkraft verringert, in hellen Bereichen erzeugen die LEDs strahlendes Weiß. Somit können in einem Bild unterschiedliche Lichtverhältnisse vorherrschen und LED-LCDs bildet beide Extreme realistisch ab. Doch die weitaus geringere Anzahl an LEDs im Vergleich zu den Bildpunkten erzeugt Probleme. Sind leuchtstarke Elemente wie ein Stern nur wenige Bildpunkte groß, leuchtet eine LED auch die anliegenden schwarzen Bildpunkte aus. Zudem kann sich um helle Objekte ein kleiner Heiligenschein bilden. Die menschliche Wahrnehmung ist allerdings limitiert, weshalb die Nachteile der LED-Technologie praktisch nicht ins Gewicht fallen. Dennoch: Erst großflächig helle und dunkle Flächen, wie sie oft in Animationsfilmen anzutreffen sind, zeigen das volle Potential. Auch die bekannten Kinobalken oben und unten zeigen mit einem LED-LCD kaum Aufhellung. Je höher die Anzahl an LEDs, desto präziser können kleine helle und dunkle Objekte im Bild ausgeleuchtet werden. Reines Schwarz kann mit LED-LCDs nur erreicht werden, wenn keine Leuchtpunkte in unmittelbarer Nähe abgebildet werden. Trifft dies zu, hellen sich dunkle Bereiche durch die geringe Anzahl an LEDs ebenfalls auf. Umgekehrt verlieren helle Bildpunkte an Leuchtkraft oder Details in dunklen Bereichen werden verschluckt.


Die LED-Hintergrundbeleuchtung kann einzelne Bildbestandteile unterschiedlich ausleuchten. Entfernt man den Farbfilter und die LCD-Schicht, erkennt man bereits das Bild in niedriger Auflösung

Die Entwicklung
Sämtliche Hersteller betrachten die LED-Technologie in diesem Jahr als Premiumprodukt, welches die bisherige LCD-Technolgoie mit konventioneller Beleuchtung im hochpreisigen Segment ergänzt. Samsungs LE-52F96BD, welche vor einem Jahr das Licht erblickte, ist derzeit ein günstiger Einstieg in die Welt der LED-LCDs, allerdings mit einigen Mängeln. Samsung setzte nur ein 8-Bit-Panel ein, weshalb Abstufungen in dunklen Bereichen sichtbar sind. Die aktuelle Generation arbeitet mit zeitgmäßer 10-Bit-Farbauflösung, sodass weiche Übergänge selbst bei schwierigen Farbkombinationen die Norm darstellen. Die Reaktionsgeschwindigkeit ist der zweite Kritikpunkt, denn schnelle Bewegungen ziehen leichte Unschärfen nach sich. Im versteckten Service-Menü gibt es deshalb einen Trick. Wird die Hintergrundbeleuchtung auf Scanning-Backlight gestellt, imitiert der Fernseher die Funktionsweise einer Röhre. Die LEDs werden je nach eingespeister Bidlfrequenz zeilenweise ein- und ausgeschaltet. Dadurch bleibt die Bildschärfe auf einem nahezu perfekten Niveau. Allerdings verliert der Fernseher Leuchtkraft und das Bild flimmert stark, weshalb diese Option im Bildmenü verborgen bleibt. Neue LCD-LEDs begegnen den Nachzieheffekten mit einer ausgefeilten 100-Hertz-Bildverarbeitung, welche gleichzeitig scharfe und flimmerfreie Bilder garantiert. Hersteller wie Sony gehen sogar noch einen Schritt weiter und nutzen drei LEDs für die Grundfarben Rot, Grün und Blau. Die Farbdarstellung sollte damit ein neues Niveau erreichen. Weiße LEDs bieten hingegen mehr Spielraum für hohe Kontraste und werden vorrangig von Philips, LG und Samsung eingesetzt.

LCD-Evolution
Anfang des Jahres von den Herstellern noch vehement bestritten, sind LED-LCDs ab sofort das Maß der Dinge im LCD-Bereich. Mit ausgefeilten Bildtechnologien und einer großen Anzahl an LEDs sind kontraststarke Bilder kein Problem. Die Leistungsaufnahme sinkt zusätzlich auf ein wirtschaftlich vertretbares Niveau. LED-LCDs sind Realität, wenn auch zu einem in diesem Jahr noch hohen Preis.

Schwarz trifft auf Weiß
LED-LCDs bieten einen größeren Dynamikspielraum um gleichzeitig helle und dunkle Objekte darzustellen. Das folgende Beispiel erläutert das.


Der bisherige Normalfall: In dunklen Bereichen zeigen LCDs eine deutliche Aufhellung. Die aktive Hintergrundbeleuchtung kann von den Flüssigkristallen nur unzureichend blockiert werden



Wird die Hintergrundbeleuchtung bei LCDs gedrosselt, erscheint Schwarz dunkler. Helle Bildbestandteile verlieren aber ebenfalls an Leuchtkraft, der geringe Kontrast bleibt bestehen



Mittels partieller LED-Beleuchtung sind gleichzeitig helle und dunkle Bildbereiche möglich, dies gilt aber vorrangig für einheitlich dunkle oder helle Flächen, in diesem Fall: Erde, Sonne und Weltall



Kleine Objekte wie Sterne profitieren nicht von der Kontrastverbesserung, da nicht genügend LEDs zur Verfügung stehen um diese unabhängig vom Hintergrund in der Leuchtkraft anzupassen





 


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