Flimmer och PWM
Skärmar behöver reglera ljusstyrkan på något sätt och det finns flera metoder. Att direkt försöka strypa ljuset i LCD-panelen leder till uselt kontrastförhållande, men kan fortfarande förekomma på riktigt enkla modeller. Idag använder majoriteten skärmar istället någon form av reglering av själva ljuskällan, alltså lysdioderna i skärmar. Två metoder förekommer för att påverka hur mycket ljus lysdioderna ger i från sig. Pulsbreddmodulering och direktverkande.
Ljusstyrkan på en skärm måste ändras. De flesta är för ljusstarka från början. Men hur skärmar ändrar ljusstyrkan skiljer sig åt. En del flimrar fram ljuset.
Pulsbreddmodulering eller Pulse Width Modulation (PWM) tänder och släcker lysdioderna med en fast frekvens och varierar styrkan på ljuset med längden eller bredden, på perioden av nedsläckning. Enkelt förklarat kan ljuset halveras i styrka om lysdioderna släcker ned 50 procent av tiden. Vill min ta ned ljusstyrkan 90 procent är lysdioderna endast tända 10 procent av tiden. Själva moduleringen, antalet gånger per sekund som ljuset släcks ned sker med en fast frekvens, ligger ofta omkring 180 till 240 Hz.
Modulerade lysdioder ger flimmer
Detta säger sig självt att det leder till ett flimmer och det flimret blir tydligare ju mer du försöker sänka styrkan på belysningen. När lysdioden blinkar med en frekvens på 240 Hz och är släckt 50 procent av tiden finns det en risk att man upplever detta flimmer. Ju lägre PWM-frekvens, desto tydligare flimmer. Ju längre nedsläckningsperiod, desto tydligare flimmer.
Hur var och en påverkas är individuellt. Andra är känsligare än andra och gränserna är inte huggna i sten. Det är inte alltid ett flimmer syns i strikt mening för blotta ögat. Du kan ändå påverkas i längden med ögontrötthet, huvudvärk och liknande. Pulsbreddmodulerat ljus kan också påverka hur bilden ser ut i rörelser. Det tenderar att göra eftersläpningarna ”upphackade”.
Sätt detta i perspektivet att du kanske stirrar in i skärmen flera timmar i sträck. Flimmer är helt enkelt inte önskvärt.
PWM-reglering av ljusstyrkan som inte synkas mot panelens uppdatering leder också till märkliga intryck av rörelser. Det finns fler anledningar till att undvika pulsbreddmodulering i skärmen.
Kort och kanske inte så gott: Pulsbreddmodulering ger flimmer och detta kan bli störande, särskilt om man måste dämpa ljuset rejält så att nedsläckningsperioden blir lång. Därför har skärmtillverkarna i allt större grad gått över till det andra alternativet. Direktverkande analog reglering.
Direktreglering ger inte flimmer
När lysdioden regleras direkt behövs ingen modulering av nedsläckningsperioder. Den lyser helt enkelt svagare med en konstant sken. Inget flimmer förekommer. Så varför kör inte alla skärmar detta och från första början? Svaret är att det är enklare att PWM-reglera en lysdiod.
Direktreglering dras med nackdelar som att det slösar energi. Energi som annars skulle driva dioden till mer ljus istället omvandlas istället till värme. Precisionen blir också lägre i vilken exakt ljusstyrka som nås. Dessutom kommer direktreglering innebära att lysdioden skiftar i färg. Färgåtergivningen förändras när ljusstyrkan ändras.
Mycket av detta har tillverkarna på senare år lyckats bygga bort. Vi kan fortfarande på många skärmar mäta en förändring när vi sänker eller ökar ljusstyrkan, men det är inte längre särskilt drastiska skillnader. Flimmer och sämre upplevelse på grund av pulsbreddmodulerade lysdioder har medfört att många tillverkare nu satsar på direktreglerade lysdioder och marknadsför skärmar som "Flicker Free" och liknande slogans.
Tyvärr finns det inget helt säkert sätt att på förhand avgöra ifall skärmen använder pulsbreddmodulering eller inte. Än mindre i vilken frekvens modulering sker i och när det aktiveras, utan det måste testas och observeras av någon.
Exempel på hur en systemkamera kan användas för att avgöra flimmernivåer och flimmerfrekvens på en skärm.
Det som är mest störande är skärmar som pulsbreddmodulerar hela vägen. Det vill säga att så fort du sänker ljusstyrkan aktivera PWM-styrningen av lysdioder. Behöver du sänka ljusstyrkan rejält på en sådan skärm, säg att gå från över 300 cd/m2 ned till 80 cd/m2, vilket är lämpligt för ett mörkt rum, kommer den skärmen att vara nedsläckt 75 procent av tiden. Då kan flimmer märkas såväl direkt som indirekt via ögontrötthet och huvudvärk.
En del skärmar använder en kombination av båda metoderna. Ned till en viss nivå används direktreglering och sedan tar pulsbreddmodulering över när du vill sänka ljusstyrkan ytterligare. Detta var framförallt vanligare för ett par år sedan innan man fått ordning på tekniken. Ofta används direktreglering ned till 50 eller 30 procent av maximalt ljus. Sedan påbörjas pulsbreddmoduleringen. Då behöver inte nedsläckningsperioderna bli lika långa.
