La tecnologia LCD è da molti anni la più diffusa nel mercato TV. Le motivazioni che hanno portato ad una così ampia adozione da parte di tutti i produttori sono del resto note. La produzione di schermi a cristalli liquidi è ben più che rodata e consente di realizzare prodotti di tutte le dimensioni – si spazia dai televisori per la cucina a gargantueschi tagli da circa 100″ – e con prestazioni tali da abbracciare tutte le fasce di mercato. Negli anni abbiamo assistito ad una costante evoluzione degli LCD, un processo che si è rivelato necessario per adattarsi alle innovazioni introdotte – pensiamo ad esempio all’HDR – e allo sviluppo di nuove tecnologie.

Tra le soluzioni che stanno conoscendo una diffusione sempre maggiore c’è quella che prende il nome di Full LED Array Local Dimming (FALD) o Direct Full Array (a seconda dei marchi vengono utilizzate diciture più o meno simili). Non si tratta di una novità in senso assoluto ma quasi di una “seconda vita” per questa tipologia più evoluta di retroilluminazione, già in uso da svariati anni su alcuni prodotti e per un certo periodo quasi accantonata in favore dei LED Edge. Perché i FALD sono sempre più diffusi nella gamma di tanti produttori e che vantaggi possono concretamente offrire per l’utente? In questa guida risponderemo a queste domande e spiegheremo in dettaglio come funzionano i TV Direct Full Array.

Per facilitare la fruizione dell’articolo abbiamo suddiviso la recensione in capitoli. Cliccate sui link qui sotto per saltare direttamente al capitolo corrispondente:

Tutti i TV LCD attualmente presenti sul mercato utilizzano una retroilluminazione a LED, solitamente di colore blu. La luce emessa viene poi abbinata a varie tipologie di soluzioni (fosfori, filtri colore, Quantum Dot) per ricreare le componenti cromatiche primarie (rosso, verde e blu, ovvero una terna RGB) e quindi per mostrare le immagini su schermo. Molti LCD utilizzano una retroilluminazione chiamata LED Edge per via del posizionamento dei LED. I diodi sono collocati lungo il perimetro e nello specifico quasi sempre lungo il bordo inferiore. Da qui la luce viene portata su tutto il pannello tramite una serie di guide ottiche. I LED Edge hanno riscontrato un ottimo successo tra il pubblico perché hanno contribuito notevolmente alla riduzione dello spessore, una caratteristica che è riuscita immediatamente a fare breccia e che tuttora è sempre gradita da una larga fascia di consumatori. Non a caso esistono modelli che proprio della profondità ridotta all’osso fanno la propria ragion d’essere.

Accanto ai LED Edge esiste poi una tipologia di LCD, generalmente economici o comunque di fascia medio-bassa, che prende il nome di Direct LED. La dicitura può trarre in inganno poiché richiama il Direct Full Array o il Full LED, ma si tratta in realtà di implementazioni molto differenti. I LED non sono più posti lungo il perimetro ma dietro ai pannelli. Li troviamo quindi dislocati su tutta la superficie. Il numero è però piuttosto ridotto e assolutamente non comparabile con quello dei televisori top di gamma.

L’ultima tipologia è costituita dai TV Full LED Array Local Dimming (FALD), attualmente la miglior tecnologia disponibile da abbinare agli LCD. I diodi sono sempre posti dietro il pannello e sono molto numerosi, tanto che nei prodotti più evoluti si contano nell’ordine delle migliaia. L’accensione e lo spegnimento dei LED si può inoltre gestire su molteplici zone per migliorare significativamente la qualità delle immagini ed è proprio questo a segnare la vera differenza tra i FALD e tutti gli altri tipi di retroilluminazione esistenti.

La tecnologia Full LED Array con local dimming nasce per cercare di superare quello che è sicuramente il più grande limite degli LCD: il livello del nero. Per riprodurre il nero i cristalli liquidi vengono impiegati in sinergia con i polarizzatori per bloccare la luce proveniente dalla retroilluminazione. Per spiegarlo in termini molto semplici si può immaginare il tutto come una sorta di otturatore che entra in funzione quando si deve rappresentare la totale assenza di luce. L’obiettivo non è però alla portata degli LCD poiché, a meno di non spegnere completamente la retroilluminazione (si può fare solo su schermate totalmente nere), una certa quantità di luce passa comunque. Lo si può notare a occhio nudo guardando lo schermo in ambienti oscurati: senza l’ausilio di tecnologie aggiuntive il nero assoluto non si può ottenere su un TV LCD.

Per superare questa limitazione è stata sviluppata una tecnologia che prende il nome di local dimming, mostrata per la prima volta da Brightside Technologies nel 2003 (la compagnia è stata poi acquisita da Dolby nel 2007). Il local dimming permette di pilotare la retroilluminazione a LED non come un’unica entità ma separandola in varie zone, dislocate sulla superficie dello schermo. Si può applicare sia ai LED Edge sia ai Full LED Array anche se con risultati ben diversi.

Sui LED Edge il controllo è infatti molto meno raffinato. Si parla generalmente di poche decine di zone caratterizzate da un’estensione piuttosto ampia. Vi rientrano porzioni consistenti dello schermo e non è dunque possibile oscurare efficacemente le aree più scure per migliorare il livello del nero. I FALD permettono invece di sfruttare a fondo il local dimming, esprimendone le piene potenzialità. Per questo motivo sono nettamente preferibili in tutte le situazioni in cui è necessario disporre di una gestione raffinata della retroilluminazione.

Nonostante le prestazioni dei FALD siano quindi innegabilmente superiori, per un certo periodo abbiamo assistito ad una progressiva riduzione dell’offerta presente sul mercato. I LED Edge sono stati preferiti anche su prodotti di fascia medio-alta o alta. Realizzare un FALD è del resto più complesso, più costoso e comporta anche un sacrificio a livello esteriore, dato che la presenza di molti LED nella retroilluminazione tende ad aumentare lo spessore dello chassis. A favorire il ritorno dei Full LED Array Local dimming sono stati due fattori introdotti nel corso degli ultimi anni. La diffusione dei TV OLED e l’avvento dell’HDR.

I punti di forza degli OLED consistono soprattutto nella rappresentazione del nero e nell’alto rapporto di contrasto. Nella fascia alta i LED Edge non erano più sufficienti ed è per questo motivo che più o meno tutti i produttori hanno nuovamente puntato sui Direct Full Array con local dimming. L’arrivo dell’elevata gamma dinamica ha poi fornito un’ulteriore spinta nella medesima direzione. Per gestire picchi gli alti picchi di luminosità di cui gli LCD sono capaci – si arriva ben oltre le 1.600 cd/m2 – nits – senza innalzare eccessivamente il livello del nero non c’è nulla che al momento possa sostituire il local dimming abbinato ad una retroilluminazione Full LED. Ecco spiegato perché nel catalogo di quasi tutti i produttori troviamo un numero sempre crescente di TV FALD, progressivamente migliorati per incrementare le prestazioni con soluzioni che sono costantemente oggetto di rinnovati sviluppi, come vedremo nel capitolo dedicato.

Abbiamo già chiarito che la retroilluminazione di un TV FALD è composta da numerosi LED posti direttamente dietro al pannello e suddivisi in un certo numero di zone. La quantità di questi gruppi può variare in modo molto consistente da un modello all’altro. Esistono infatti prodotti con prestazioni e naturalmente anche con prezzi differenti. Normalmente i prodotti più semplici, quelli che i produttori collocano su fasce più basse (limitatamente ai FALD, non in assoluto), gestiscono alcune decine di zone di controllo, dai 40-50 a salire più o meno. Il massimo livello si ottiene invece con televisori dotati di svariate centinaia di zone. Per fare un esempio concreto, il TV che abbiamo ripreso in video, un 65″ Samsung serie Q90R, è provvisto di 480 zone suddivise in 30 colonne e 16 righe.

Possiamo quindi affermare che il numero dei LED e delle zone di controllo in cui sono suddivisi costituisce i “muscoli” di un FALD. Sulla carta (vedremo poi che esistono altri elementi da prendere in considerazione) più è sofisticata è la retroilluminazione, più il televisore potrà esibire questi muscoli per intervenire con precisione. Ciascuna zona viene gestita in maniera completamente indipendente dalle altre. Ciò significa che ogni gruppo di LED può regolare l’emissione di luce separatamente dal resto del pannello, spegnendosi completamente per rappresentare il nero e attivandosi al massimo per i picchi di luminosità più alti. Si può anche intervenire sull’intensità degli interventi e sulla potenza dei LED in modo da affinare il funzionamento oltre un semplice acceso/spento.

La quantità di zone è direttamente legata alla precisione con cui i TV possono far corrispondere i gruppi di LED al nero su schermo. Un pannello Ultra HD è composto da 3840 x 2160 pixel, 8.294.400 in tutto. Gli LCD FALD non possono contare su un numero di zone corrispondente a quello dei pixel e non possono quindi controllare lo spegnimento di ciascuno dei punti che costituisce l’unità di base dei televisori. Ogni zona racchiude quindi un certo numero di pixel: un numero più elevato di zone corrisponde a gruppi composti da meno pixel e quindi alla capacità di intervenire con più accuratezza.

Come si traduce quanto appena descritto nell’utilizzo reale? Se la schermate è completamente nera ovviamente non ci sono mai problemi: il TV può tranquillamente spegnere tutta la retroilluminazione e rappresentare un nero assoluto. Si tratta però di un caso limite che non ha molti riscontri reali (qualche transizione piuttosto rapida ad esempio). Normalmente il nero su schermo è rappresentato insieme ad elementi più brillanti. É qui che emerge la differenza tra un local dimming che può contare su poche zone e un sistema con centinaia di gruppi indipendenti. Immaginiamo ad esempio una scena tendenzialmente buia dove è presente una forte fonte di luce che illumina solo una parte del quadro. Su schermo abbiamo quindi porzioni luminose, porzioni scure e spazi dove chiari e scuri si mischiano o sono comunque contigui.

In tali situazioni è praticamente impossibile che le parti nere a video finiscano per coincidere esattamente con le zone in cui è suddivisa la retroilluminazione. Molte aree luminose e molte aree scure finiranno a cavallo tra una zona e l’altra. A questo punto il TV si trova a dover decidere come agire: spegnere i LED per migliorare il livello del nero o mantenere accesa la retroilluminazione e privilegiare le parti più brillanti. Trovare un bilanciamento ideale è più semplice con un numero più alto di zone indipendenti, poiché i singoli gruppi sono più piccoli e racchiudono un insieme più ristretto di pixel. Viceversa un local dimming con poche zone opera su estese porzioni dello schermo e quindi su molti più pixel allo stesso tempo. Ogni FALD si trova comunque ad affrontare situazioni in cui è necessario scendere a qualche compromesso. La differenza è che un prodotto dotato di poche zone raggiungerà il proprio limite molto più facilmente e dovrà quindi fare i conti con più compromessi.

Il corretto funzionamento di un TV FALD necessita di un altro elemento oltre ad una retroilluminazione sofisticata. Parliamo dell’elettronica e nello specifico del processore video, un componente che è investito di un ruolo fondamentale. É il processore video che gestisce i LED e ne comanda l’accensione/spegnimento nelle singole zone. Senza di esso il local dimming semplicemente non può funzionare. L’elettronica integrata nei televisori analizza le immagini in tempo reale e compie quelle scelte a cui abbiamo accennato nel capitolo precedente. La decisione di spegnere i LED all’interno di una zona o di lasciarli accessi dipende direttamente dalle informazioni fornite dai segnali in ingresso.

La mole di dati di cui parliamo è molto importante. Una sorgente Ultra HD è composta da circa 8 megapixel con una frequenza di aggiornamento che può arrivare fino a 60 Hz (teoricamente fino a 120 Hz se c’è HDMI 2.1 a piena banda) e una profondità del colore fino a 10-bit. Serve quindi la potenza necessaria per eseguire tutti i calcoli richiesti in tempi molto ristretti e con precisione. Anche gli algoritmi utilizzati rivestono un ruolo importante poiché, a parità di capacità di calcolo, un’implementazione più efficace offre sicuramente dei vantaggi.

Se i LED e le zone di controllo sono i “muscoli” del televisore, il processore video è il “cervello” che li gestisce. L’obiettivo da perseguire è l’armonia. Solo un sistema che riesce a trovare il giusto equilibrio può sfruttare al massimo le possibilità offerte dai singoli componenti. Un televisore Direct Full Array è come una sorta di orchestra: c’è il direttore e ci sono i musicisti. Se tutti gli elementi funzionano all’unisono allora il risultato è superiore alla somma delle parti. Se qualche elemento agisce in modo incontrollato, anche il prodotto più sofisticato evidenzierà inevitabilmente alcuni difetti. Per questo motivo non si può mai valutare un prodotto unicamente da una scheda tecnica o analizzandone i componenti come se fossero entità separate. Un processore non all’altezza o mal programmato potrebbe ad esempio inficiare la bontà di un sistema con molti LED e tante zone, rendono alla prova dei fatti meno convincente di un prodotto che sulla carta esibisce numeri meno roboanti.

Per comprendere meglio il concetto è utile portare qualche esempio che spieghi cosa può succedere concretamente quando l’elettronica non riesce a tenere il passo. Su schermo abbiamo una scena molto scura che diviene repentinamente molto chiara per via di un drastico cambio di luminosità. In questi casi alcuni televisori adattano la retroilluminazione con evidente ritardo per via di un processore più lento ad elaborare il mutamento o a causa di una programmazione non ottimale. I LED, che sono inizialmente spenti su molte zone, non si riaccendono immediatamente ma impiegano qualche istante. Quanto appena descritto causa una fluttuazione nella luminosità ben visibile ad occhio. Quello che dovrebbe mostrarsi come un rapido e sostanziale incremento nella potenza dei LED diviene invece un adattamento più lento e progressivo al mutare dell’immagine.

Altre possibili problematiche sono causate dalla mancanza di un bilanciamento ideale. Quando un TV FALD attiva il local dimming può capitare che l’intervento si riveli poco efficace o fin troppo aggressivo. Questi due estremi si verificano soprattutto quando all’interno di una zona vi è la compresenza di chiari e scuri e non è quindi semplice trovare il giusto equilibrio. Quando le zone di controllo sono gestite in modo poco efficace si nota che il livello del nero non migliora in modo significativo e il rapporto di contrasto non aumenta come dovrebbe. Se invece il local dimming eccede nell’altro senso sono i dettagli nelle immagini scure ad essere penalizzati. Il nero è profondo ma per ottenerlo i LED attenuano troppo la potenza finendo per “affogare” alcuni particolari brillanti che sono poco o per nulla visibili. Il classico esempio è lo scorcio di un cielo notturno o dello spazio costellato di stelle. Un local dimming troppo aggressivo privilegia il nero sullo sfondo ma si perde gli elementi più luminosi. Le stelle che lo spettatore vede sono quindi meno di quelle effettivamente presenti.

Resta ancora un ambito capace di far emergere la qualità di un ottimo FALD. Parliamo del fenomeno conosciuto come “blooming“. Con questa denominazione si descrive un effetto che si verifica quando si riproducono elementi molto luminosi attorniati da porzioni scure dell’immagine. In tali situazioni può capitare che la luce emessa dai LED accesi filtri nelle vicinanze, dove i LED sono spenti per riprodurre il nero. Lo spettatore percepisce una sorta di alone di luce intorno agli elementi più brillanti, una sorta di luce spuria che filtra dalle zone luminose in quelle buie. L’effetto tende a palesarsi con maggiore facilità quando l’angolo di visione è più accentuato. Un’elettronica migliore contiene più efficacemente il blooming operando alcune varie ottimizzazioni. Può ad esempio andare a sfumare la retroilluminazione nelle transizioni dalle porzioni più luminose al nero, aumentando la potenza dei LED soprattutto al centro delle aree più chiare e attenuandola progressivamente verso i bordi, in modo da creare un passaggio più graduale dal chiaro allo scuro.

Riassumendo in breve si può affermare che solo un processore video evoluto e ben programmato può valorizzare in pieno le potenzialità offerte della retroilluminazione Full LED con local dimming. I compromessi inevitabilmente presenti incidono in misura minore (spesso sensibilmente inferiore) rispetto a sistemi meno equilibrati e/o evoluti, tanto da risultare in vari casi ben poco visibili in normali condizioni di utilizzo. I benefici sono evidenti per qualsiasi spettatore: il livello del nero è molto più profondo e il contrasto percepito sale di conseguenza.

L’evoluzione delle tecnologie impiegati per la retroilluminazione e il controllo a zone dei LED non si è arrestata. Ogni generazione introduce migliorie atte a incrementare ulteriormente le prestazioni. Anche alla recente edizione 2020 del Consumer Electronics Show abbiamo visto ulteriori conferme. Sono infatti in sviluppo nuove soluzioni, con l’uscita prevista per l’anno in corso.

Partiamo dai Mini-LED, diodi dalle dimensioni microscopiche che possono rendere i TV ancora più sofisticati. Vari produttori hanno allo studio modelli con un numero sempre più elevato di LED e di zone per il local dimming. Si parla poi di integrare i LED all’interno di substrati di vetro trasparente.

Al CES è stato presentato anche un accorgimento che permette di gestire con maggiore precisione la potenza erogata a ciascun LED. Questa tecnologia dovrebbe migliorare il livello del nero e incrementare i picchi di luminosità, superiori di circa il 20% rispetto ad altri prodotti uscire nel 2019.

PS: aggiorneremo l’articolo con altre informazioni o novità che verranno annunciate nel corso del tempo.

Gli utenti interessati a valutare l’acquisto di un TV Full LED Array Local Dimming possono seguire alcune semplici linee guida. Per ottenere qualche indicazione sul livello delle tecnologie integrate in ciascun modello si può consultare la scheda tecnica. Non tutti i produttori riportano dati quali il numero di LED o le zone di controllo disponibili. C’è chi fornisce indicazioni indirette tramite termini che fanno riferimento al “Direct Full Array” seguito da un numero (più è alto più le prestazioni salgono), chi utilizza diciture quali “Local Dimming” seguito da suffissi come “Pro” eccetera. Sui modelli particolarmente evoluti, dotati di moltissimi LED e zone di controllo, è più facile trovare dati precisi poiché i produttori li considerano informazioni interessanti per comunicare con semplicità un senso di superiorità rispetto ad altri prodotti presenti sul mercato.

Anche il processore video integrato può offrire qualche punto utile per effettuare una scrematura. Ogni marca usa abitualmente terminologie proprietarie per indicare l’elettronica presente sui propri televisori. Se si confrontano i prodotti disponibili nei cataloghi si può capire con facilità quali sono i processori più prestanti che dovrebbero garantire le migliori prestazioni. Se un TV è indicato come Full LED con local dimming ma presenta processori più datati o meno evoluti, va messo in conto qualche compromesso per quanto riguarda la gestione della retroilluminazione (e anche quest’ultima sarà quasi sicuramente semplificata).

Parlando delle tipologie di sistemi a LED abbiamo già citato i Direct LED, descrivendone le differenze rispetto ai FALD. Gli elementi distintivi dei sue sistemi devono sempre risultare ben chiari in fase di acquisto perché queste terminologie spesso compaiono anche nelle schede prodotto. La fascia di appartenenza è sempre molto indicativa: modelli dal costo elevato non integrano generalmente pochi LED senza local dimming e per contro quelli economici non sono evidentemente dotati di migliaia di LED indipendenti. Comprendiamo però che la confusione possa farsi largo perché purtroppo le definizioni vengono spesso mischiate (non sono del resto standard, abbiamo già chiarito che gli stessi Full LED con local dimming vengono identificati in molti modi) e persino TV molto sofisticati vengono a volte chiamati Direct LED.

La retroilluminazione Full LED, abbinata al controllo a zone della retroilluminazione, costituisce ad oggi la forma più evoluta per quanto riguarda i TV LCD. Solo con questa tipologia di schermi è possibile spremere al massimo la tecnologia a cristalli liquidi, specialmente se si sparla di contenuti video realizzati in HDR. L’elevata gamma dinamica ha infatti favorito la diffusione e l’evoluzione dei Full LED Array Local Dimming per via dei picchi di luminosità molto alti raggiungibili dagli schermi LCD. Soluzioni meno sofisticate non permettono di coniugare valori così importanti ad un livello del nero convincente.

Bisogna però ricordare che non tutti i Full LED sono uguali. Il numero dei LED, la quantità di zone in cui sono suddivisi e la bontà dell’elettronica oltre alla programmazione della stessa, caratterizzano fortemente la qualità dell’immagine. I sistemi che riescono a far funzionare ogni elemento in armonia conseguono risultati superiori alla mera somma delle parti. I benefici per l’utente sono evidenti: il nero è molto più profondo e il rapporto di contrasto percepito sale sensibilmente. Anche gli aspetti negativi vengono decisamente ridimensionati, finendo per incidere in modo piuttosto limitato.

Concludiamo con alcuni consigli relativi alle impostazioni del local dimming. Solitamente sono presenti vari livelli di intervento, spesso tre in tutto: basso, medio e alto. Con i contenuti in gamma dinamica standard (SDR) consigliamo di selezionare basso o medio. La scelta tra i due si può effettuare anche ad occhio guardando qualche scena scura per valutare il comportamento del televisore. Alto è quasi sempre sconsigliabile poiché il local dimming tende a risultare spesso fin troppo aggressivo, con tutte le controindicazioni che abbiamo elencato nell’articolo. In HDR c’è invece un’unica impostazione corretta, cioè alto. Tutto il resto limita il picco di luminosità e quindi la gamma dinamica. Per questo motivo consigliamo di controllare sempre la modalità selezionata sia quella massima: non sempre si trova già impostata con le regolazioni di fabbrica.

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