В прошлой части статьи мы узнали, почему физическая частота обновления экрана в 60Гц не ограничивает вашу реакцию в играх, и чем на самом деле хороши более высокочастотные мониторы. Сегодня продолжаем тему, так как у многих читателей возникли дополнительные вопросы.
реклама
Почему на 60Гц мониторе быстрое прицеливание труднее, чем на 144Гц и других высокочастотных мониторах
реклама
Примечание: любое изменение цвета (и изображения в целом) в мониторах достигается изменением яркости субпикселей базовых цветов.
Работа всех современных ЖК мониторов базируется на общем принципе – пропускании поляризованного света через слой жидких кристаллов. Жидкие кристаллы внутри ЖК-матрицы механически поворачиваются, представляя собой своеобразный «кран», перекрывающий/пропускающий поляризованный свет в зависимости от угла поворота жидких кристаллов. Жидкие кристаллы поворачиваются в электрическом поле под действием разности потенциалов – то есть, под действием приложенного напряжения. И именно тут возникает проблема: чем меньше нужно изменить яркость/цвет пикселя на экране, тем меньше требуется изменить управляющее напряжение на жидкокристаллическом слое, и тем медленнее и неохотнее будут поворачиваться жидкие кристаллы. Как следствие, время отклика кристаллов на слабое воздействие возрастает многократно, заметно превышая те самые 16,7 мс частоты кадровой развертки экрана.
При реальной работе любого монитора, в том числе в динамичных сценах, изображение на экране крайне редко сильно изменяется по яркости/цвету за «доли секунды». Поэтому проблемы задержек из-за инерционности (способности сохранять устойчивость по отношению к воздействиям) жидких кристаллов предстают во всей красе.
То, что на вашем 60Гц мониторе написано время отклика grey-to-grey 5мс или там 8 мс – это не более актуальная информация, чем «средняя температура по больнице». На самом деле все обстоит куда печальнее. Во многих случаях при изменении изображения из-за задержки матрицы реальное время отклика у 60Гц монитора будет составлять 30, 40, 50, а то и все 60мс.
реклама
Реальное время отклика 60Гц монитора (напоминаю, что время смены кадра на экране – 16,7мс)
Таким образом, если вы рассчитывали, что монитор сразу выводит изображение, сформированное видеокартой, придется вас разочаровать. Из-за инерционности жидких кристаллов матрицы, на экране мы будем видеть некую смесь из нового кадра и кадров «из прошлого». И если для статичных изображений это никакой проблемы не представляет, то в случае с динамичными сценами – это большая проблема. Играть в динамические игры будет уже затруднительно, поскольку увидеть и распознать противника немедленно или с задержкой в 30-60мс (с опозданием на 2-4 кадра) – это «две большие разницы». Плюс сама по себе описанная здесь проблема приводит к «размытию», расплывчатости и нечеткости движущегося изображения на экране, что дополнительно повышает вероятность «прозевать» противника.
реклама
240 Гц 60 Гц
Представьте, что противник «выглядывает» между буквами I и N. Когда его легче заметить?
У высокочастотных мониторов ситуация тоже не идеальна, но все же гораздо лучше. Вот пример реального времени отклика для 165Гц монитора с заявленным временем отклика 1 мс:
Реальное время отклика 165 Гц монитора (напоминаю, что время смены кадра на экране – 6мс)
Неидеальное решение проблемы отклика
Нельзя сказать, что производители не замечали вышеописанной проблемы и «забили» на время отклика матрицы. Для борьбы с задержкой широко используется технология разгона матрицы – так называемый overdrive.
Вкратце суть overdrive такова: чтобы ускорить поворот медлительных жидких кристаллов, в начале каждого нового кадра на пиксель подается «разгонный» импульс высокого напряжения. Это своеобразный «пинок» для жидких кристаллов, который придает им дополнительное ускорение и позволяет быстрее перейти в новое положение.
Естественно, overdrive снижает задержку отклика матрицы. Но этот метод не без недостатков, сильное повышение напряжения не проходит незаметно для сидящего перед монитором пользователя. При чрезмерно интенсивном overdrive на экране становятся хорошо заметны артефакты изображения в виде светло-ярких ореолов у любых движущихся (изменяющих яркость/цвет) объектов. Дело в том, что слишком «разогнанные» жидкие кристаллы уже не могут вовремя остановиться (опять, же из-за инерционности), и пропускают слишком много света через матрицу. Поэтому с overdrive нужно знать меру, и проблему это решает лишь частично.
Кадровая чехарда
Еще одна проблема невысокого качества выводимого монитором изображения (и вызывающая трудности своевременного восприятия «цели») возникает потому, что частота обновления экрана на типичном 60Гц мониторе фиксированная, а вот видеокарта создает каждый выводимый кадр за совершенно разное время, которое зависит от уймы параметров: начиная со сложности игровой сцены и заканчивая фоновой загрузкой ПК разными процессами. Потому количество кадров в секунду в игре постоянно меняется, и практически никогда не соответствует герцовке экрана монитора. И тут возможны два варианта.
Первый вариант – монитор работает с выключенной синхронизацией кадров. В этом случае, как только графический процессор подготовил новый кадр, он немедленно начинает выводиться из кадрового буфера на экран монитора, даже тогда, когда вывод предыдущего кадра еще полностью не завершился. В итоге кадр на экране монитора будет представлять собой «нарезку» из 2-х и более игровых fps и выглядеть как та или иная вариация вот такого «микса»:
При отсутствии синхронизации кадры выводятся максимально быстро, но «перемешиваются»
Удобно ли выцеливать противников в таком варианте? Конечно же нет. Да и визуальной привлекательности четко различимая граница между изображением соседних fps в игру не добавляет. Неудобно и некрасиво – два в одном. Единственное преимущество метода – минимальная задержка вывода изображения. Будь у вас 60Гц монитор, или 240Гц – видеокарта в данном случае выводит на экран все игровые fps примерно за одно и то же время.
Примечание: в типичном случае кадр на экране несинхронизированного монитора представляет собой «нарезку» из нескольких игровых fps если частота fps существенно превышает частоту обновления экрана, и «склейку» из двух fps, когда частота fps примерно соответствует герцовке монитора. Если частота fps в игре ниже частоты обновления экрана, то будет наблюдаться «смесь» из одиночных фреймов и «нарезанных» склеек.
Отсутствие синхронизации чревато «разрывами» кадров, когда один кадр на мониторе соответствует 2-м и более игровым fps
При наличии синхронизации, если игровой кадр был создан видеокартой до начала отрисовки следующего кадра на экране монитора, то проблемы нет— игровой кадр просто ждет в буфере наступления обновления экрана и отображается в положенное время.
В случае 60Гц монитора, если видеокарта не успела создать кадр за 16,7 мс, то изображение на экране обновится уже как минимум через 33,4 мс, а если карточка не уложилась и в такое время (что особенно вероятно для слабых систем) – то изображение обновится аж через 50 мс и более!
Формирование задержки (лага) при принудительной кадровой синхронизации на 60Гц мониторе
В то же время, как свидетельствуют цифры, приведенные чуть выше, при принудительной синхронизации задержка вывода запоздало сформировано кадра у высокочастотных мониторов в разы (!) ниже, чем у 60Гц моделей. Так, «недорисованный» вовремя кадр у 120 Гц монитора выведется уже как минимум через 16 мс (сравните с 33,4 мс у 60Гц), а у 240 Гц монитора вообще через 8 мс, что вчетверо быстрее 60Гц-вого «медляка». Именно благодаря этому заметно ощутимое сокращение «лага» на экране высокочастотного монитора при использовании кадровой синхронизации.
Более того, современные высокочастотные мониторы, как правило, вообще способны работать без задержки синхронизации! Это огромное преимущество у них появилось благодаря поддержке технологий AMD FreeSync и Nvidia G-Sync.
Итог
Как видим, утверждение о том, что современные высокочастотные мониторы более комфортны для игр, имеет под собой веские основания. Это не значит, что вам нужно сейчас же избавляться от вашего старого 60Гц дисплея и немедля мчаться за обновкой. Однако если перед вами стоит вопрос приобретения нового монитора, то предпочтение стоит отдавать все же более современным высокочастотным моделям. Играть, да и не только играть, на них будет куда приятнее. Что бы вам там не рассказывали «старинные друзья», утверждающие, что «24 кадра/с хватит всем».
Р.S. Пожалуй, на сегодня информации уже достаточно, поэтому оставшиеся вопросы:
— откуда берется и как нарастает input lаg и почему он в разы может отличаться на одном и том же ПК и/или мониторе;
— почему раньше всем хватало 24 кадра в секунду, а теперь этого мало;
мы обсудим в третьей, завершающей части цикла. Подозреваю, приведенная там информация многих очень удивит.
Ну и по традиции, приглашаю всех в комментарии, ведь нам всегда есть что сказать друг другу:
Что такое частота обновления экрана монитора и как она влияет на восприятие
Содержание
Содержание
Частота обновления экрана — один из самых неоднозначных параметров монитора. Одни утверждают, что чем она выше, тем лучше, а малая частота снижает качество изображения и вредит зрению. Другие уверены, что высокая частота — это для тех, кому деньги девать некуда, и что глаз все равно не различает частоту выше 25 Гц. Истина, как всегда, где-то посредине.
Что такое частота обновления экрана?
Вне зависимости от того, что мы видим на экране — статичную картинку или динамичный видеоролик — монитор постоянно выводит на экран серию изображений. Просто в первом случае все кадры будут более-менее одинаковы, а во втором расположение деталей на экране будет меняться от кадра к кадру, создавая иллюзию движения. Частота же смены кадров и есть «частота обновления экрана».
Совсем как в кино, поэтому многие вспоминают про стандартные для кинофильмов 24 кадра в секунду, т.е. 24 Гц. Если в кинотеатре никто не жалуется на «низкую частоту обновления», так зачем на мониторе нужно больше?
Существует устойчивый миф, что 24 Гц — это максимальная частота, воспринимаемая человеческим глазом. И что именно поэтому выбран такой стандарт для кино, а более высокая частота кадров просто не имеет смысла.
Развеять этот миф очень просто — достаточно запустить на компьютере какую-нибудь игру, позволяющую задавать скорость вывода кадров на экран (FPS). Игру лучше выбрать попроще, чтобы видеосистема уверенно обеспечивала высокий FPS. Попробуйте выставить в ней сначала FPS 24 и понаблюдать, а потом выше — например, 50. В динамичных сценах разница будет очевидна.
В кино это не так заметно из-за того, что каждый кадр фильма снимается с некоторой выдержкой, поэтому движущиеся объекты будут смазаны. Это смягчает переход от кадра к кадру и дополнительно «убеждает» наш мозг в том, что объект движется.
Кстати, многие игры также научились «смазывать» объекты, обеспечивая более плавное движение при невысоком FPS. Этот эффект называется motion blur. А частота кадров в кино была выбрана скорее из экономических показателей: меньше частота кадров — короче пленка и проще механика киноаппарата и проектора. Нужна была частота, которая обеспечивает более-менее плавное движение на экране, но при этом не требует больших затрат. Почему именно 24? Потому что при такой частоте минутный расход пленки составлял ровно 30 ярдов, что упрощало расчет количества пленки и, соответственно, бюджета съемок.
60 Гц — мало или достаточно?
Еще один миф, связанный с частотой обновления экрана, — это вред для глаз. Дескать, мониторы с низкой частотой обновления мерцают, что ведет к усталости глаз и, в перспективе, даже к заболеваниям. Следует признать, что это не совсем миф — мерцающее изображение действительно вредно для зрения. И мониторы действительно могут мерцать. Вот только это никак не связано с частотой обновления экрана.
Раньше, когда все мониторы делались на основе электронно-лучевых трубок (ЭЛТ), причиной мерцания экрана действительно была частота обновления. В ЭЛТ люминофор на экране светится только в момент «пробегания» по нему электронного луча. Поэтому чем меньше была «частота монитора», тем заметнее мерцал экран. 60 Гц для такого монитора было совершенно недостаточно.
Однако изображение на экране ЖК-монитора не гаснет в промежутке между обновлениями кадров. Да, на некоторых мониторах заметно мерцание, но не из-за обновления экрана, а из-за режима работы ламп подсветки. Фактически, на статичном изображении нет никакой разницы между мониторами с частотой обновления в 60 Гц и 200 Гц. Если вы используете монитор для работы, в высокой частоте нет необходимости. 60 Гц вполне достаточно.
Не требуется высокая частота и в том случае, если вы любите смотреть видео на экране монитора. Несмотря на то, что кинопленка уже стала историей, стандарт в 24 кадра в секунду остается основным для видеоконтента. Качественное видео иногда снимают с частотой в 60 кадров/сек, а вот большая частота кадров встречается редко. Причины примерно те же, что и сто лет назад: чем больше частота кадров, тем больше объем файла и выше требования к камере и к производительности процессора плеера. Поэтому нет никакого смысла в мониторе с частотой обновления больше 60 Гц, если он нужен вам для просмотров фильмов. По крайней мере, пока.
Кому же нужна высокая частота?
В абзаце, где шла речь о 24 кадрах, не зря упоминалась компьютерная игра. Именно в динамичных играх наиболее заметно влияние частоты обновления. Но если вы любите после работы «погонять в танчики», не спешите бежать в магазин за 240-герцовым монитором. Сначала определитесь, действительно ли вам нужна высокая частота обновления.
А вот киберспортсменам высокая частота обновления действительно важна. Игрок с монитором на 100 Гц получает реальное преимущество перед теми, кто «сидит» на 60 герцах. Именно по этой причине появляются мониторы с частотой 240, 280 и даже 360 Гц.
Впрочем, не все способны воспользоваться эффектом от увеличения частоты обновления. Исследования показали, что мозгу достаточно 13 мс на то, чтобы распознать изображение, но вот на то, чтобы правильно отреагировать на полученный кадр, может потребоваться в десятки раз больше времени. Не стоит рассчитывать, что, сменив монитор, вы сразу и многократно улучшите свои игровые показатели.
Частота обновления и вертикальная синхронизация
Еще один аргумент в пользу высокой частоты обновления — с ее помощью можно устранить влияние рассинхронизации частоты обновления и FPS игры. Поскольку эти числа часто не совпадают, может случиться так, что перерисовка кадра игры попадет на момент обновления экрана. В итоге на одну половину экрана будет выведен предыдущий кадр, а на другую половину — последующий.
Если кадры сильно отличаются (например, когда игрок быстро движется или крутится на месте), на экране будут заметны неприятные рывки изображения. Переход на большую частоту не избавит от этого явления, но оно станет куда менее заметным за счет того, что «резаный» кадр будет демонстрироваться намного меньше.
Некоторые мониторы предлагают решить эту проблему без увеличения частоты обновления — при помощи технологий (G-Sync, V-Sync и Freesync), подгоняющих перерисовку кадра к обновлению экрана.
Но и в этом решении есть минусы. Во-первых, технология должна поддерживаться как монитором, так и игрой. Во-вторых, при работе V-sync могут теряться некоторые кадры, что не нравится киберспортсменам.
Частота обновления и время отклика
Время отклика — это период, который требуется пикселям экрана для изменения цвета после получения соответствующей команды. Очевидно, что этот параметр связан с частотой обновления экрана: за время между сменами кадров экран должен не только успеть перерисоваться, но и некоторое время экспонироваться. К примеру, на частоте 100 Гц время демонстрации каждого кадра составляет 10 мс (1000 мс /100 Гц). Если время отклика монитора больше, то нет никакой пользы от высокой частоты обновления, даже наоборот — будет некоторый вред. Когда время отклика сравнимо со временем экспозиции кадра, в динамичных сценах пиксели не успевают «набрать» цвет и правильных цветов на экране вы просто не увидите. Зато заметите «след» старого изображения, отображающегося одновременно с новым.
Время отклика больше времени между обновлениями экрана
Время отклика сравнимо со временем между обновлениями экрана
Время отклика меньше времени между обновлениями экрана
Поэтому, выбирая монитор с высокой частотой обновления, смотрите, чтобы время отклика у него было минимальным и хотя бы не превышало интервал, необходимый на перерисовку кадра (1000 / частота в Гц).
Выводы
Высокая частота обновления монитора — это не то, что требуется каждому. Если вы не проводите часы за 3D-шутерами или симуляторами, вряд вы вообще ощутите эффект от увеличения частоты обновления. А вот киберспортсменам высокая частота обновления монитора даст реальное преимущество. Да и просто любители динамичных игр почти наверняка (если позволит производительность системы) заметят улучшение игрового процесса, которое последует за увеличением частоты.
Нужна ли высокая частота обновления монитора – 60 Гц vs 144 Гц vs 240 Гц
За последние несколько лет рынок мониторов сделал заметный скачек вперед. Теперь среднестатистический монитор обладает отличной матрицей, повышенным разрешением и большим количеством разъемов. Помимо этого, выходит все больше решений с повышенной частотой обновления экрана. Но в отличие от того же разрешения дисплея, определить какая частота нужна именно вам порой достаточно сложно. Особенно если вы не заядлый геймер.
Давайте попробуем разобраться, на что влияет частота обновления монитора и есть ли разница между 60 Гц, 144 Гц и 240 Гц.
Что означают все эти Герцы?
Некоторые люди ошибочно считают, что 144 Гц имеет какое-то отношение к производительности, поскольку это похоже на то, как обозначается тактовая частота процессора. На самом деле, это параметр частоты обновления дисплея монитора.
Отсюда возникает другой вопрос: что же такое частота обновления? Тут все просто, это величина, обозначающая то, сколько раз в секунду обновляется изображение на дисплее монитора. Соответственно, чем выше данная частота, тем большее количество кадров может отобразить монитор за одну секунду.
Если вы любите играть в компьютерные игры, то вероятно вы уже сталкивались с таким понятием как частота смены кадров или frames per seconds (FPS). Это величина, обозначающая сколько кадров в секунду, обрабатывает видеокарта. При высоком показателе FPS, геймплей в игре становится гораздо плавнее, но, чтобы увидеть это, вам как раз потребуется монитор с высокой частотой обновления.
К примеру, если ваша любимая игра работает с частотой кадров 100 и выше, то на мониторе с высокой герцовкой геймплей будет куда плавнее. Но если вы на том же дисплее смотрите фильм, со стандартной частотой — 24 кадра в секунду, то вы не увидите разнице между 60 Гц и 144 Гц.
Плавность отображения
Многие пользователи замечали, что движущиеся объекты могут размываться, оставлять за собой некий, едва видимый след. Но если ваш компьютер сможет выводить большое количество кадров, на монитор с высокой герцовкой, то резкость объектов в движении многократно возрастет.
Правда стоит учитывать тот факт, что наш мозг, в отличие от компьютерного оборудования, может работать по-разному. Так некоторые люди сразу замечают разницу между дисплеями с частотой 60 Гц и 144 Гц, в то время как другие не видят ее вовсе. Разницу между 144 Гц и 240 Гц увидеть еще сложнее.
Опять же, все зависит от того, чем вы занимаетесь за компьютером. В динамичных играх геймер сразу обратит внимание, что при 144 Гц изображение стало более четким, а движения мыши куда более плавными. Это же касается и серфинга в интернете. А вот при просмотре видео, работе с почтой и офисными программами разницу вы врятли заметите.
Разрывы кадров
Частота обновления экрана и значение FPS далеко не всегда совпадают. Количество обработанных компьютером кадров может значительно превышать частоту обновления экрана. Поскольку выводится больше кадров, чем может обработать монитор, полукадры иногда отображаются на экране вместе, что проявляется в разделении изображения на две части. Это крайне заметная проблема, которая мешает большому количеству пользователей.
В нетребовательных к железу играх, вы нередко можете получить свыше 100 FPS, но монитор с частотой 60 Гц обновляется только 60 раз в секунду. Из-за этого геймеры не увидят как-таковой плавности, зато получать постоянные разрывы кадров. В свою очередь на дисплее с высокой частотой обновления мало вероятно, что вы увидите подобные разрывы.
Стоит упомянуть про технологии синхронизации кадров, такие как V-Sync, Freesync и G-Sync, которые также помогают предотвратить разрывы, но у них есть свои недостатки. V-Sync ограничит производительность, а для Freesync и G-Sync требуются специальные комбинации видеокарты и монитора.
Время отклика
Частота обновления монитора влияет на задержку ввода. Например, у дисплея с частотой 60 Гц никогда не будет времени отклика ниже 16,67 мс. В тоже время у дисплея, с частотой 144 Гц, оно уже составляет 6,95 мс, а у 240 Гц сокращается до 4,16 мс.
Кажется, что уменьшение задержки на десять миллисекунд это не такая уж большая разница, но в соревновательных играх это может сыграть ключевую роль. Опять же повторимся, не каждый человек увидит разницу, а в повседневных и рабочих задачах она и вовсе неуловима.
Восприятие человека
Имейте в виду, что каждый человек воспринимает изображение на мониторе по-разному. Характеристики дисплеев могут отличаться между собой, но вы можете этого даже не увидеть. Поэтому, если во время игры вы замечаете частые разрывы кадров, а изображение в движении кажется вам слишком размытым, то стоит задуматься о замене монитора.
Выводы
Итак, если вы геймер, то для вас переход на монитор с высокой частотой обновления будет наиболее предпочтителен. Вы получите более плавную картинку без разрывов и меньшую задержку ввода. Но перед покупкой рекомендуем посмотреть вживую на подобные дисплеи, в какой-нибудь демо-зоне.
Если вы не геймер, то от высокой герцовки монитора вы не получите как таковых преимуществ. Конечно, движения на экране будут более плавными, но мы бы дважды подумали, стоит ли оно того. Для рабочих задач лучше выбирать мониторы по качеству изображения и разрешению экрана, чем отталкиваться от частоты обновления.
Если вы ищите недорогой но качественный монитор, рекомендуем ознакомиться с нашей подборкой.
