Какая частота обновления нужна мониторам

Егор
samsung_c49hg90_01-100617.jpg
Человеческий глаз — удивительный орган: он может моментально сфокусироваться на любом предмете, будь он в полуметре от глаз, или в сотне метров. Он может различить даже небольшое движение на периферии зрения. Но при этом он, увы, инертен, и поэтому, если показывать человеку ряд картинок с определенной частотой, то начиная с определенного количества картинок в секунду нам будет казаться, что это уже не статичные изображения, а движение. Но вот вопрос — начиная с какой частоты так происходит?

Начнем немного издалека — с «технического устройства» глаза. В нем есть два типа чувствительных к свету клеток (фоторецепторов): это палочки и колбочки. Палочки отвечают за черно-белое зрение, но при этом у них низкая инертность. Колбочки же отвечают за цветное зрение, и их инертность выше. В человеческом глазу в центральной части много колбочек и мало палочек, а на периферии наоборот — превалируют палочки. Это разумно — менее инертные палочки могут заметить даже небольшое движение на границе зрения, ну а потом мы поворачиваем голову и смотрим, что же это за движение уже центральной частью, где много колбочек, и видим затаившегося льва в кустах. Но вот мониторов или телевизоров, которые полностью охватывают весь угол зрения, нет, поэтому мы в основном смотрим на него прямо, то есть в основном используются более инертные колбочки. Но вот насколько они инертны?

Первое мнение — 24 кадра в секунду хватит всем, и его очень любят киношники: ведь это позволяет им экономить пленку. Получился такой результат чисто экспериментально — это минимальный fps в видео, при котором оно все еще кажется нам видео, а не слайд-шоу. Но тогда почему 24 кадра в компьютерной игре кажется нам мало? Ответ прост — один кадр, снятый камерой, является суперпозицией всего происходящего, пока был открыт затвор. Иными словами, гоночная машина, при снятии ее камерой, выглядит так:

d0c69a4s-960.jpg

А вот в игре, где каждый кадр — это четко просчитанная видеокартой картина в каждый момент времени, любой скриншот будет выглядеть четко (если, конечно, размытие не сделано програмно).

Поэтому 24 fps в видео достаточно, так как каждый кадр имеет в себе информацию, позволяющую склеить его и с предыдущим, и с последующим. А вот в играх это не так, и 24 кадра в секунду там мало. Но сколько нужно fps в играх? Экспериментаторы решили пойти другим путем — не показывать человеку игру, постепенно увеличивая fps и спрашивая, стала ли она плавной. Они решили определить инертность глаза, то есть время, которое нужно ему для обработки информации об одном кадре. И оно оказалось около 20 мс, отсюда легко получается, что глазу для плавности достаточно 50 fps. И тут многие делают несколько неправильный вывод — ну если 50 fps достаточно, то возьму-ка я монитор с частотой в 60 Гц (с небольшим запасом) и буду любоваться плавной картинкой.

В чем же их ошибка? А ошибка в том, что fps и Гц это не одно и тоже — первое это кадры, которые отображает матрица, а второе — это количество поступающих на нее сигналов в секунду. Казалось бы, даже по определению это одно и то же. Но мы забываем про то, что у мониторов есть время отклика. К примеру, нам нужно изменить цвет с серого на темно-серый, и если мы подключим осциллограф, то увидим, что матрица «въезжает» в цвет аж 34 мс:
50gray80gray.jpg
Но ведь если мы хотим получить 50 fps, то задержка должна быть не более 20 мс, а тут в полтора раза больше. Что это означает? А это означает то, что в динамических сценах мы никогда не увидим правильные цвета, потому что матрица банально не успеет в них «попасть» — кадры сменяются быстрее. Поэтому мы видим различные артефакты картинки в виде шлейфов и некорректных цветов.

Но что если мы возьмем матрицу с частотой в 120 Гц и сравним с 60 Гц матрицей? Картина будет такая (кадры сделаны раз в 8.3 мс, что соответствует 120 Гц):
120-гц-мониторы.png
Хорошо видно, что белые шлейфы за объектами на 120 Гц значительно меньше. Более того — непопадания в цвет так же будут исчезать значительно быстрее, да и сами промахи цветопередачи будут меньше, так как теперь изменение яркости будет происходить не в один шаг, а в два, а чем меньше шаг — тем меньше промах. В итоге картинка на 120 Гц будет действительно казаться плавнее, но не из-за того, что человеческий глаз может воспринимать 120 fps, а из-за того, что на такой матрице будет гораздо меньше артефактов, и она быстрее реагирует на изменение картинки. 

Имеет ли смысл повышать частоту еще выше — до 240 Гц к примеру? Имеет — это еще сильнее уменьшит шлейфы и промахи в цвете. Но на сегодняшний день системы, которые могут выдавать в современных играх в FHD 240 кадров в секунду стоят очень дорого, поэтому пока что такие мониторы не нужны. А вот 120 fps уже способна выдать не самая дорогая из современных видеокарт Nvidia GTX 1080, так что если у вас она есть — можно купить монитор с частотой обновления в 120 Гц — картинка в играх станет приятнее.
26

Будь в курсе последних новостей из мира гаджетов и технологий

Мы в соцсетях

Комментарии

Cowboy
+286
Очень интересная статья, не оторваться, спасибо! только такой вопрос, если 50 фпс достаточно, то зачем мне 120 фпс на 120 герцовом мониторе? если у меня там будет 60 ФПС, я буду счастлив?
И под вопрос, раньше, на многих ЖК мониторах писали задержка 5мс, то есть эти мониторы выдавали карту в 5 мс задержкой, а не 32мс, как в статье?
(в начале статьи написано "рад" вместо "ряд")
14 июня 2017 в 11:54
#
Егор Морозов
+1765
Если FPS не совпадает с частотой обновления монитора, то появляются уже другие артефакты (разрывы в изображении к примеру), что тоже не хорошо.

Насчет задержки — тут уже вопрос в том, что имеют ввиду под задержкой создатели монитора, потому что некоторые матрицы действительно меняют цвет с белого на черный очень быстро, а вот к примеру с серого на 50% яркости на серый с 80% яркости, что в играх (в тенях) встречается все же чаще, задержка может быть ощутимо больше. Плюс вообще говоря время отклика считается в обе стороны (белый-черный-белый), так что по-хорошему его нужно еще на 2 умножать. В итоге все эти 1 мс, 5 мс — не совсем правда: такое время отклика возможно лишь в специфических условиях.
P.S. Насчет опечатки — спасибо.
14 июня 2017 в 12:26
#
+3
Монитор BenQ ZOWIE XL2411 кому интересно
14 июня 2017 в 11:54
#
+57
А нельзя как-то программно реализовать моушн блюр, на уровне видеокарты? Нагрузка увеличится, конечно, но можно сэкономить на фпс, и мониторы с не самым быстрым откликом будут прилично показывать динамичную картинку.
14 июня 2017 в 13:50
#
Егор Морозов
+1765
В некоторых играх и есть такая настройка (размытие в движении), но в основном только в гонках — в шутерах наборот нужна максимально четкая картинка.
14 июня 2017 в 14:34
#
+250
Сюда можно было бы информацию про g-sync и freesync добавить. Но это уже, скорее всего, как продолжение.

Кстати, хотел ещё поинтересоваться мнением насчёт мак ос на нормальное не ноутбучное железо. Тут недавно мак вышел на lga1151 i5/i7 без К, наверняка чипсет стоит b250 (судя по частоте оперативки), ну или q170 (просто до функций этого чипсета в маке не добирался). Ранее когда интересовался этим было сложно установить эту ось на своё железе, так как была сильная привязка по к железкам из-за дров. А теперь довольно распространённое поддерживается. Есть опыт с "хакинтошем"?
14 июня 2017 в 14:58
#
Егор Морозов
+1765
Про g-sync и freesync у меня действительно будет отдельная статья.

Сейчас никаких проблем установить хакинтош даже на неподдерживаемое железо нет. На 4pda есть отличная тема по этому поводу, в шапке все расписано — http://4pda.ru/forum/index.php?showtopic=84979 , и там же есть ссылка на тему с подбором комплектующих.
14 июня 2017 в 15:14
#
+57
Спасибо за полезный материал.Читал об этом ранее.Не так давно приобрел монитор 144гц с откликом в 1мс.И знаете...это реально круто после 60гц и 5мс.Играю порой в батлу1 и очень ощутил разницу.Картинка реально плавнее.Даже было ощущение,что скилл поднялся.Единственное,что стоит учитывать при покупке таких мониторов-цветопередача.Она совсем не та.Цвета не столь насыщены.Очень сложно было настроить монитор под себя)))
14 июня 2017 в 16:36
#
+92
А у вас IPS или Tn матрица?
15 июня 2017 в 20:25
#
+57
Сейчас TN.Понимаю,что не самый лучший вариант.Но в разумных приделах денег стоит.
15 июня 2017 в 22:14
#
Netkoff
+47
Да интересная статья, молодцы!
14 июня 2017 в 17:08
#
+714
Поправка: молодец))
14 июня 2017 в 17:28
#
+15
Побольше бы таких познавательных статей на iG.
Спасибо автору.
14 июня 2017 в 19:55
#
John Doe
+639
Поздравляю редакцию iGuides с появлением по-настоящему интересного и грамотного автора! Берегите его как зеницу ока – без обид, но у вас больше нет авторов такого уровня.
15 июня 2017 в 08:10
#
+11
Полезная статейка, как раз совсем недавно задавался этим вопросом, но все же 1 вопрос все еще остается, для моба игр тоже герцовка важна или нет? (Играю в дотку) Стоит выбор между двумя мониками : 27"2k, 60hz против 24"fhd, 180hz. Кстати видюха 980ti.
16 июня 2017 в 07:47
#
Саварец Виталий
0
Не могу согласиться с комментариями "всё понятно", "очень грамотно"...
Автор, объясните, как при РАВНОМ времени отклика матрицы, допустим, приведенные 32 мс, УВЕЛИЧЕНИЕ частоты подаваемого сигнала приведет к УМЕНЬШЕНИЮ "шлейфов"?
По Вашей логике, матрица вообще должна показывать серое пятно, т.к. она на более высокой частоте смены сигнала вообще не успеет перейти из одного состояния в другое и перейдет в режим "лампы накаливания".
Дайте, пжл, оценку следующей ситуации:
Имеем два монитора одного производителя.
У обоих заявлено время отклика 1 мс, но частота обновления у одного 144 гц, а у второго 240 гц.
Оба монитора и видеокарта работают по техногии "G-SYNC", т.е., с синхронизацией всё в порядке.
По идее, 144 гц в разы перекрывает "возможности глаза".
Может ли производитель на...колоть покупателя в 7! раз на скорости отклика? Если да, то не обманывает ли и в более дорогой модели?
Какой смысл покупать (и главное, производить) 240 гц?
ЗЫ: немного про "большие" мониторы. У мну пятилетний ТВ Сони, с заявленной частотой обновления экрана до 800 гц (в специальном режиме). Зачем такое сделали?

ЗЗЫ: немного дополню вопрос-заголовок статьи, из-за чего, сбств, и зашел сюда: "Какая частота обновления нужна мониторам, или всё зависит от времени отклика?"...
3 ноября 2017 в 22:48
#
Артем Марков
0
Почесав репу пришел к выводу, что хорошая матрица с откликом полутонов(GTG) в 15мс и частотой 60гц по плавности примерно равны средненькой матрице с откликом 30мс и частотой 120гц. Я сейчас выбираю монитор 34" с ips матрицей 100гц(ASUS ROG Swift PG348Q), но по тестам время перехода между полутонами около 16мс, 1000мс/16 = 62,5Гц! И нафига там 100гц? Короче не парьтесь 120,144 да хоть мильон Гц, если матрица тормознутая то профита ровно ноль.
25 июня 2018 в 06:26
#