Implementando una pantalla OLED de velocidad de cuadro muy alta (~ 1Khz)

Estoy interesado en desarrollar una pantalla OLED de velocidad de cuadro muy alta capaz de mostrar ~ 1000 fps con una resolución de alrededor de 1200x800 más o menos. Obviamente, esto tiene algunos requisitos de ancho de banda bastante severos, y probablemente requerirá el uso de un FPGA para implementar un controlador personalizado, ya que los controladores de pantalla típicos no funcionan a más de 60-120Hz. A riesgo de mostrar realmente mi ignorancia, con una pantalla OLED "sin procesar" (sin controlador) ¿debería poder manejar la pantalla a estas velocidades? Estoy seguro de que cualquier controlador de pantalla que venga con la pantalla será inútil, por lo que comenzaría con un código de controlador de ejemplo para el FPGA.

Un enfoque sugerido para actualizar una pantalla de 1200 x 800 píxeles a 1000 fps sería dividir la pantalla en una matriz de paneles OLED de baja resolución, idealmente OLED con la llamada "pantalla activa de borde a borde". Por ejemplo, una matriz de 2 x 2 de paneles OLED de 640 x 480 proporcionaría un poco más de la resolución especificada. Sin embargo, estos subpaneles seleccionados también deben permitir frecuencias de actualización de 1000 fotogramas por segundo.

Cada panel necesita ser controlado a través de un canal de señal separado. Dependiendo de la capacidad versus el precio del FPGA elegido, se puede usar un solo FPGA para controlar uno o más de los paneles.

Esto es similar a la forma en que se crean pantallas ultragrandes para escenarios de rendimiento de escenario, por ejemplo, usando una matriz de televisores HD LCD o LED estándar de pantalla grande. Cada televisor generalmente se extrae de una fuente de video separada. Se tiene en cuenta la distancia del bisel, recortando una cantidad adecuada de la imagen en cada borde de cada televisor.

Como la aplicación en sí no se describe en la pregunta, se supone que se requiere una visualización algo contigua. Desafortunadamente, el uso de paneles separados no proporcionará un área de visualización contigua, ya que las conexiones a cada panel OLED en la matriz tienen que salir en algún lugar. Por lo tanto, será necesario que existan brechas en forma de bisel entre los paneles, similar al enfoque de matriz de televisores mencionado.

Si esto es inaceptable, la alternativa es seleccionar un panel OLED de la resolución deseada, que muestre filas y columnas de señales individuales a un conector y permita que éstas se controlen en bancos definibles. Los paneles OLED típicos con controladores Chip-on-Glass (COG) no funcionarán de esta manera, los paneles OLED sin procesar deberán ser obtenidos.

Los bancos individuales de filas / columnas OLED se controlarían a través de canales separados y controladores posiblemente separados, para lograr la visualización del resultado final deseado.

EDITAR 2018:

Hay un nuevo artículo definitivo sobre los beneficios visuales confirmados de 1000 Hz: Blur Busters Law y The Amazing Journey To Future 1000Hz Displays .

La publicación más antigua sigue:

En realidad, 1000fps @ 1000Hz tendría algún beneficio para el ojo humano bajo ciertas condiciones:

• Michael Abrash de Valve Software: por el agujero del conejo VR: juez de reparaciones
  http://blogs.valvesoftware.com/abrash/down-the-vr-rabbit-hole-fixing-judder/
  
• Por qué necesitamos 1000 fps a 1000 Hz este siglo
  http://www.avsforum.com/t/1484182/why-we-need-1000fps-1000hz-this-century-valve-software-michael-abrash-comments
• John Carmack de id Software: Keynote de QuakeCon que habla sobre el desenfoque de movimiento http://www.youtube.com/watch?v=93GwwNLEBFg&t=5m35s

Las pantallas de velocidad de fotogramas finita tienen el problema de tener efectos de muestreo y retención o estroboscópico / rueda de carreta (o ambos). El desenfoque de movimiento basado en el seguimiento ocular resulta del muestreo y retención, tiempo de retención y persistencia. Muchos documentos científicos ya cubren esto (busque en sitios de artículos científicos para exhibiciones de "muestra y espera" o "tipo de retención").

Matemáticamente, 1 ms de persistencia equivale a 1 píxel de desenfoque de movimiento durante un movimiento de 1000 píxeles / seg. Una pantalla sin parpadeo de 1000 fps a 1000 Hz eliminaría simultáneamente muchos efectos estroboscópicos (artefactos de rueda de carro) Y simultáneamente eliminaría el desenfoque de movimiento, sin usar parpadeo. Esto es ideal para situaciones de Holodeck (por ejemplo, gafas de realidad virtual). Y no necesitaría agregar desenfoque de movimiento generado artificialmente. Finalmente, dejaría que el cerebro humano agregue su propio desenfoque de movimiento natural, sin ningún desenfoque de movimiento forzado artificialmente por los gráficos o la pantalla. Entonces, 1000fps @ 1000Hz estaría mucho más cerca de la realidad, al tiempo que elimina el problema de artefactos estroboscópicos / rueda de carro.

El desenfoque de movimiento de muestra y retención se puede ver en esta animación:
www.testufo.com/#test=eyetracking

Esta animación es una excelente demostración del problema "elige tu veneno" de las pantallas de actualización finita. El problema es muy claramente visible para el ojo humano incluso cuando se ve en una pantalla LCD para juegos de 120Hz o en un CRT científico de 200Hz.

• La animación tiene desenfoque de movimiento cuando se ve en pantallas LCD
• La animación tiene un efecto estroboscópico cuando se ve en CRT

Para solucionar simultáneamente ambos al mismo tiempo (importante para situaciones de VR / Holodeck), debe hacer que la frecuencia de actualización se parezca a algo infinito. Eso no es posible. Sin embargo, una pantalla de 1000 fps a 1000 Hz reduciría / eliminaría tanto el efecto estroboscópico como el desenfoque de movimiento. Incluso la gente de Oculus dijo esto; y los grandes nombres de la industria de los videojuegos (Michael Abrash de Valve Software, John Carmack del software de identificación) ya han confirmado los beneficios de las pantallas sin parpadeos de persistencia ultracorta como esta.

¿Sabías que AMOLED generalmente tiene más desenfoque de movimiento que una pantalla LCD para juegos de 120Hz +?

Un OLED de alta frecuencia de actualización es extremadamente desafiante, pero no imposible. Varios OLED han informado que tienen un problema de desenfoque de movimiento: el gran problema es la velocidad de conmutación de los transistores en un AMOLED. Solo tiene un tiempo muy breve (generalmente menos de un microsegundo) para activar un transistor en una pantalla AMOLED, por lo que la velocidad de conmutación del transitor es realmente lenta.

Si planea subdividir un OLED en múltiples segmentos para actualizar diferentes partes de un OLED simultáneamente, subdivida su OLED en tiras verticales y escanee cada segmento en sincronía entre sí. De lo contrario, se obtienen posibles artefactos de escaneo múltiple que pueden aparecer como líneas de corte estacionarias (este era un problema común en las antiguas pantallas LCD de doble exploración de la década de 1990; mostraban una línea de corte estacionaria en el medio de la pantalla durante el movimiento horizontal).

Las pruebas de movimiento como TestUFO serán un gran beneficio para sus pruebas.

Una forma de hacer 1000 fps en OLED es usar una pantalla PMOLED, pero perderá mucho brillo (necesita píxeles OLED miles de veces más brillantes para compensar los largos períodos oscuros entre parpadeos). Sin embargo, obtendrá una excelente resolución de movimiento.

Pero si no le importa un poco de parpadeo (por ejemplo, un parpadeo no objetable de 120Hz), ¿qué pasa con el uso de estroboscopio para obtener una resolución de movimiento equivalente de una velocidad de fotogramas más alta? El estroboscopio es el mismo principio que la inserción del marco negro. Algunas pantallas hacen esto para reducir el desenfoque de movimiento (p. Ej., Motionflow Impulse de Sony, nVidia's LightBoost, etc.), muy similar al principio de CRT o parpadeo de plasma. Hacer un flash de 1/1000 segundos a velocidades de actualización más bajas (por ejemplo, 120 Hz) tendría la misma cantidad de desenfoque de movimiento que una pantalla de muestreo y retención de 1000 fps a 1000 Hz. Recientemente, se han desarrollado retroiluminaciones estroboscópicas. He hecho un poco de piratería electrónica. Consulte Piratería electrónica: creación de una luz de fondo estroboscópica para la ingeniería en reducciones masivas de desenfoque de movimiento en pantallas LCD.

La búsqueda de una pantalla de 1000 fps a 1000 Hz definitivamente vale la pena.
Ignora a los detractores que dicen que el ojo humano no puede decir.

Me gustaría seguir con dos nuevos desarrollos "Ultra High Hz". Ahora tengo un documento de conferencia revisado por pares y una presentación sobre una nueva técnica de prueba de desenfoque de movimiento de pantalla.

(1) He recibido un prototipo de pantalla LCD de 480 Hz y, de hecho, la diferencia es visible para el ojo humano. Aquí están mis resultados de prueba de 480 Hz (a través de Blur Busters).

(2) Es posible que haya descubierto una forma de lograr potencialmente mayores tasas de actualización en un OLED. Es muy dependiente del cableado del panel OLED, pero el hilo está aquí en el Foro de Ciencia, Investigación e Ingeniería de Display

Algunas imágenes de ejemplo incluyen un OLED de escaneo continuo de 2 canales que tiene un pase de escaneo "ENCENDIDO" y un pase de escaneo "DESACTIVADO" para pulsar intencionalmente el OLED (como un CRT) para reducir el desenfoque de movimiento. Esto es lo que hace Sony Trimasters y Dell U3017Q.

En teoría, esto podría usarse con ventanas de exploración simultánea para frecuencias de actualización ultra altas libres de artefactos, dependiendo de cuántos canales tenga el OLED.