Granite River Labs, GRL
ディスプレイメーカーの皆さま、ご注目ください。VESA Adaptive-Sync規格は、すでに業界をリードする規格となっています。Adaptive-Sync認証は、依然として先行するG-SyncやFreeSyncと肩を並べていますが、専門家は、その厳格な要件により、VESA Adaptive-Syncが、今後数年間で品質に関する主要な基準になると確信しています。
そのため、よりスムーズで双方向型の体験を提供したい、あるいは顧客が絶賛するような鮮明なビジュアルを提供したいと考えている場合、最新のAdaptive-Syncテストプロセス要件に従ってVESA認証を取得することで、今日の市場のディスプレイトレンドにさらに沿ったものになります。
2022年3月25日、VESA Adaptive-Sync Certification Test Specification (Adaptive-Sync Display CTS)が発表されました。この仕様では、テスト基準が光学性能テスト、互換性テスト、そしてEDID/Display IDとDPCDリンクトレーニングの3つに分かれています。
この3つのカテゴリーの中で、光学性能に関する試験仕様が最も厳しくなっていて、光学性能そのものは、さらに以下の4つの項目に分類されます。：
そこで、この記事では、メーカーが光学性能テストの要件を満たすためのガイドとして、光学性能テストのさまざまなサブコンポーネントに焦点をあて、以下に概要を説明いたします。
このテストは、スクリーンの明るさにおけるさまざまなリフレッシュレートでのフリッカーレベルが、ユーザーが認識できる程度に高いかどうかを検証するものです。ディスプレイセンターでのフリッカーは-60dB以下であるべきとする日本電子情報技術協会のフリッカー測定基準に基づき、光学測定器を用いてフリッカーレベルを定量化します。
被試験機器（DUT）がこの仕様をわずかに超える場合、下図に示すように、5つの位置の平均で画面をテストする必要があります。5つ以上の位置で平均フリッカーレベルが-50dB未満であることが確認されれば、そのディスプレイは仕様に適合しているとみなされます。
図1：Adaptive-Syncのリフレッシュレートと輝度フリッカーテストポイントの模式図。
テストグラフィックスでは、主にVESAが提供する公式テストプログラムを使用し、テスト仕様に沿ったテスト用の指定リフレッシュレートを生成して光学テストを行います。テストに使用するリフレッシュレートには、スタティック型とダイナミック型があります。
スタティック型リフレッシュレートは、一般的なリフレッシュレートの範囲である23.9～60Hzに該当し、安定した条件下で各リフレッシュレートのフリッカー度をテストします。一方、ダイナミック型リフレッシュレートは、最低リフレッシュレートと最高リフレッシュレートの間の緩やかな移行をサポートするときのDUTのフリッカー度合いをテストします。
リフレッシュレートの遷移は、のこぎり波、正弦波、方形波、およびランダムという4つのカテゴリーに分けられます。通常、矩形波のテストでは、DUTはちらつきを示します（最低リフレッシュレートと最高リフレッシュレートが頻繁に切り替わります）。実際の輝度変化波形は、図2をご参照ください。
図2：のこぎり波の詳細な輝度波形。
このテストでは、さまざまなグレーからグレーへの遷移時に、DUT内のオーバードライブ回路（OD）によって誘発される立ち上がりレスポンスが仕様要件を満たしているかどうかを検証します。また、輝度変化は専用の光電変換プローブでモニターされ、電子信号としてオシロスコープに供給されます。
VESA Adaptive-Syncの提案では、ODによる輝度遷移時の激しい過補正を防ぐため、オーバーシュートとアンダーシュートの相対仕様を示しています。実際の測定波形は図3をご参照ください。
図3：オシロスコープの実際の波形画面。
Frame Drop testingでは、サポートされる最高のリフレッシュレートとランダムなリフレッシュレートがテスト項目となります。この試験は、試験中にDUTがどの程度フレームロスを起こすかを確認するもので、デジタルカメラが1秒のシャッターレートで画面を撮影し、画面に現れるすべてのフレームの痕跡を撮影します。以下は、最も高いリフレッシュレートで撮影した写真の例で、フレームロスが発生せず、すべてのフレームが埋まっています（図4）。
図4：Frame Drop testing時の実写真。
フレームドロップが発生すると、リフレッシュレートが変わるたびにスタッタリングや明らかなティアリングが発生し、ユーザー体験を損なうことになります。この現象は、以下の模式図に示されています。
図5：ドロップフレームとティアリングの例（出典：Nvidia）
この試験は、画面のリフレッシュレートを固定した場合に、DUTの実際のリフレッシュレートが目標リフレッシュレートの許容範囲内にあるかどうかをチェックするものです。試験仕様では、変換用のカラーコードの差を評価する工夫がされており、結果を直感的に示すことができます。
カラーコード変換の方法は以下の通りです。リフレッシュレート48Hzを例にとると、1フレームの時間は20.8ミリ秒と計算できます。ジッターの許容範囲である±0.5ミリ秒を20.8で割ると、輝度差は4.8％という正確な許容値が得られます。カラーコード187に基づくと、変換後のカラーコードの差は約4となります。
以下の計算式は、その計算方法を示したものです。
8ビットガンマ2.2コード値範囲＝187×（1.048（1 / 2.2） - 1）＝4.03
また、テスト過程においては、デジタルカメラで画面を撮影し、シャッター時間を1秒に設定して全コマを撮影しています。テスト項目には一般的に使用されている10種類のリフレッシュレートが含まれており、写真はPhotoshopなどの画像編集ソフトウェアで標準化されています。最終的に撮影した写真の中で最も明るいブロックと最も暗いブロックを図6と図7に示すように比較し、実際のジッターが仕様を満たしているかどうかを判断します。
図6：仕様を満たさない輝度差。
図7：仕様に準拠した輝度差。
このテストに合格したDUTは、理論的には、画面の特定領域で輝度差が大きくなりがちな定常時のリフレッシュレートの異常変動を取り除き、安定したリフレッシュレートでオーディオやビデオコンテンツ、ゲーム体験を楽しむことができるようになります。
DUTがHDR機能への対応を正式に表明するためには、フレームレートジッター試験に追加の試験項目を行う必要があります。これは、HDR機能をオンにしたときに、ジッターが仕様に準拠しているかどうかを確認するものです。特に、HDRをオンにすると調光にばらつきが生じ、カラーコードに大きな違いが生じるため、非常に重要です。
VESA Adaptive-Syncの試験項目を理解することは、認証プロセスを円滑にするだけでなく、エンドユーザーにより楽しい映像体験を提供することに繋がります。
Granite River Labsは、Adaptive-Syncの専門試験チームを試験仕様書の作成時に編成し、ディスプレイ製品を認証基準に適合させるために必要なデータと技術ツールを完備した、業界のパイオニアかつVESA公認のAdaptive-Sync認証ラボです。
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