какое количество герц бывает и на что оно влияет
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.
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.
Частота обновления экрана: чем отличаются 60 Гц, 90 Гц и 120 Гц
На рынке появляется все больше флагманских смартфонов, которые предлагают частоту обновления экрана 90 Гц или 120 Гц. Отказ от 60 Гц также начинают продвигать в смартфонах из среднего ценового сегмента, поэтому можно с уверенностью заявить, что фишка становится все более массовой.
Увеличение частоты обновления экрана особенно здорово используется маркетологами. Они вообще любят цифры, которыми легко можно описать превосходство одного гаджета над каким-либо другим. Тем не менее, качество экрана и всего смартфона в целом в реальном мире одной только частотой описать не получится. Но эта фишка сегодня на хайпе, поэтому многие, в первую очередь, обращают внимание именно на нее. Это большая ошибка. В данной статье я расскажу обо всем, что нужно знать про увеличенную частоту экрана. С одной стороны, это действительно здорово. С другой стороны, в смартфонах не меньше других важных характеристик. Здесь про это подробнее.
Что собой в принципе представляет частота обновления экрана
Быть может, вам кажется, что информация на дисплее вашего смартфона находится в статичном положении, но это не так. На самом деле она пребывает в непрерывной динамике — каждый пиксель постоянно обновляется, демонстрируя данные, которые ему предоставляет процессор. Информация на экране меняется достаточно быстро и через равные промежутки времени. Это происходит настольно резко, что мозгу кажется, что изображение находится в статичном положении. Когда мы говорим о том, насколько быстро происходит смена изображения, мы как раз имеем ввиду частоту обновления.
Частота обновления экрана показывает, насколько быстро на нем меняется изображение. Она говорит о том, сколько таких итераций происходит каждую секунду, и измеряется в Герцах (Гц). Картинка на дисплее с частотой обновления 60 Гц меняется 60 раз в секунду, 90 Гц говорит про смену изображения 90 раз в секунду, а 120 Гц — это 120 итераций за все тот же промежуток времени. Экран с частотой обновления 120 Гц в современном флагманском смартфоне меняет изображение на экране в два раза быстрее, чем привычный дисплей на 60 Гц. 120 Гц — это также в четыре раза быстрее, чем 30 Гц, которые и использовали старые ламповые телевизоры.
Чисто технически увеличение частоты экрана также говорит про уменьшение задержки вывода информации — картинка на пикселях же меняется чаще. Например, чтобы информация на экране полностью обновилась при 60 Гц необходимо 16,6 мс, для 90 Гц это значения равно 11,1 мс, а при 120 Гц картинка готова полностью измениться всего за 8,3 мс. Нет, задержка не зависит от частоты обновления экрана на 100%. Тем не менее, именно количество пресловутых Герц вносит, вероятно, самый большой вклад во время от отправки картинки на набор пикселей до ее появления на экране.
Что значит высокая частота обновления экрана для пользователя
Смартфоны, в которых используются экраны с частотой обновления 90 Гц или 120 Гц, показывают любой движущийся контент более плавно. Тем не менее, нужно понимать, что, если по факту, листание бесконечных списков друзей в Facebook или перематывание необъятного перечня входящих писем за последний час ничего не выигрывает от увеличения частоты обновления дисплея. Конечно, все подобные манипуляции становятся немного более приятными, но практический пользы это несет ровным счетом никакой. Тем более, что при использовании интерфейса увеличение частоты экрана не так уж и заметно.
Значение увеличения частоты вырастает, когда речь заходит про куда большее число динамичных графических элементов на экране. К примеру, когда дело доходит до игр, использование 90 Гц и 120 Гц становится заметно моментально. Главное, чтобы софт поддерживал соответствующую задачу. Если это так, игровой процесс становится куда более плавным, приятным, интересным. Те, кто регулярно проходят игры на персональных компьютерах, давно привыкли кичиться частотой обновления 120 Гц и 144 Гц — теперь примерно это же могут делать и владельцы современных флагманов на базе операционной системы Android.
Когда речь идет про графические элементы, это отнюдь не касается видеозаписей. В большинство роликов используется всего 24 кадра в секунду или 24 Гц. Поэтому даже экрана с частотой обновления 60 Гц для этого более чем достаточно — 90 Гц и 120 Гц в этом плане будут лишними.
Как пользователи реагируют на высокую частоту обновления
На видео выше, которое сняли ребята из Android Authority, хорошо видно, как люди реагируют на экран с увеличенной частотой обновления. Им не сказали, на что именно обратить внимание, и большинство вообще не заметило разницы. Да, 90 Гц и 120 Гц — это круто, но реально оценят это далеко не все.
Почему увеличение частоты экрана несет не только позитив
Да, увеличение частоты обновления экрана несет не только положительные эмоции, но и несколько отрицательных моментов. Чем выше частота обновления экрана, тем быстрее разряжается аккумулятор. К примеру, при использовании OnePlus 7 Pro в режиме интернет-серфинга при разрешении Full HD и частоте обновления экрана 60 Гц во время теста он проработал практически 700 часов. Если же увеличить частоту обновления экрана до 90 Гц (значение можно самостоятельно изменить в настройках устройства), время автономной работы сокращается до 500 часов. Разница — 200 часов или почти 30%. Поразительное падение.
По большому счету, в OnePlus 7 Pro с 90 Гц еще можно жить — запаса энергии внутри аккумулятора достаточно. А вот при использовании Google Pixel 4 от режима 90 Гц большинство банально отказывается — автономность с ним становится некомфортно маленькой.
Конечно, чем с большей частотой работает экран, тем большую нагрузку на процессор она возлагает. Если речь про современное решение вроде Qualcomm Snapdragon 865 или что-то аналогично мощное, то здесь вопросов нет. Такая же ситуация с Apple A12x в iPad Pro 2018 года, экран которого работает с частотой обновления 120 Гц (ProMotion). А вот менее производительные решения от увеличения частоты могут пострадать. Они будут перегреваться, троттлить, снижая частоту, и в итоге удовольствия от их использования будет минимум. Поэтому 90 Гц и выше — удел флагманов.
Чем частота обновления экрана отличается от частоты сенсора
Частота сенсора, которая также измеряется в Гц, объясняет, насколько быстро экран реагирует на прикосновения к нему. У каждого современного смартфона есть специальный сенсорный слой, который также считывает информацию заданными итерациями — определенное число раз в секунду. Чем выше это значение, тем более отзывчивым кажется устройство. От частоты обновления сенсора также зависит время условной задержки, и на это больше всего внимания обращают производители современных игровых смартфонов. Они пытаются выудить дополнительное преимущество для геймеров, что особенно актуально в онлайн-зарубах.
В общем, когда производитель говорит, что у дисплея повышенная частота обновления, нужно уточнять, о чем именно идет речь — или про матрицу, или про сенсор. И первое, и второе достаточно важно во время использования смартфона или другого устройства, но характеристики достаточно разные.
Чем частота обновления экрана отличается от FPS в софте
Многие намеренно или случайно путают частоту обновления экрана, которая измеряется в Герцах, с частотой кадров в играх и другом софте, обозначаемой FPS. Первый показатель указывает на число кадров в секунду, которую экран готов показать. Второй показатель говорит про число кадров, которое на экран готовы послать процессор вместе с графической системой. Если экран не поддерживает 120 Гц, то 120 FPS на нем не увидишь. По большому счету, экран на 60 Гц будет показывать картинку при 60 FPS и 120 FPS абсолютно одинаково. А вот ущербность 20–30 FPS будет хорошо видно и на 60 Гц, и на 120 Гц.
Как увеличить частоту обновления экрана своего смартфона
В большинстве Android-смартфонов, которые поддерживают увеличенную частоту обновления экрана, активировать или изменить ее значение получится через настройки. Новинки выходят регулярно, и вот несколько толковых аппаратов, которые умеют работать с 90 Гц и 120 Гц:
Важно также понимать, что в некоторых гаджетах (например, в линейке Samsung Galaxy S20) режим работы с увеличенной частотой недоступен при максимальном разрешении экрана. Это связано с заботой про производительность и время автономной работы, о которых шла речь выше по тексту.
Стоит ли сегодня покупать гаджет с большой частотой экрана
На рынке появляется все больше смартфонов с частотой обновления экрана 90 Гц или 120 Гц. Процесс уже запущен, поэтому в будущем практически все флагманы и близкие к ним гаджеты будут оборудованы данной особенностью. Это здорово, и лишним назвать это отнюдь нельзя. Тем не менее, как я уже отмечал выше, одной только частотой экрана перечень его технических характеристик не ограничивается. Важно также учитывать яркость, контрастность, реалистичность цветов, размер, разрешение, плотность пикселей и многое-многое другое — даже отношение площади экрана к размеру панели.
Внимание: в статье частично использовались материалы Android Authority.
Мониторы с частотой 144, 240, 360 Гц: дают ли они реальные преимущества?
Тема не новая, но мы решили детально рассказать обо всех нюансах.
В технических характеристиках любого дисплея можно найти такой параметр, как частота обновления. Она измеряется в герцах и отображает максимальное количество кадров в секунду которое способен отобразить монитор. Большинство моделей работают на 60 Гц, но сейчас в продаже можно найти устройства с герцовкой равной 144, 240 и даже больше. Подобные девайсы стоят ощутимо дороже свои низкочастотных собратьев. Стоит ли за это переплачивать? Или это всё маркетинг?
С чего всё начиналось?
Наш мозг устроен таким образом, что набор из определенного количества последовательных картинок, которые очень похожи друг на друга, воспринимается, как анимация. Чем больше в наборе изображений, тем более плавной выглядит анимация. А недостающие фрагменты достраиваются с помощью воображения. Таким образом, в эпоху зарождения кинематографа режиссеры взяли за стандарт цифру 24. Именно 24 кадра, по их мнению, являлись необходимым минимум для комфортного восприятия плавной анимации, без ощутимых разрывов между изображениями.
Но в основу пленочной записи легли не только физиологические особенности человеческого организма. Не стоит забывать про экономические затраты при производстве. Зачем диапроектору за секунду пропускать через себя больше 24 кадров, если и этого значения достаточно для комфортного восприятия? Ведь в таком случае расходы, связанные с хранением, транспортировкой и печатью самой пленки увеличиваются. А это невыгодно.
С этого всё только началось, но благо технологии не стоят на месте и технические характеристики всех гаджетов улучшаются. В дальнейшем разработчики перешли на стандарт 60 кадров. Сейчас мы видим 144 и 240. Что будет дальше? 500? А, может быть, 1000?
Сколько кадров способен уловить человеческий глаз?
Объективно ответить на вопрос, лежащий в подзаголовке практически невозможно, поскольку это индивидуальный параметр. Вы же не можете сказать, насколько быстрая реакция у человека. Кто-то реагирует на раздражитель в течение десятой доли секунды, а кому-то не хватит и нескольких секунд. Нет, конечно, можно привести в пример индивида с молниеносной реакцией. Но, вероятнее всего, это будет человек, который регулярно практикуется в этом. Так и с восприятием изменения визуального окружения.
Люди, чья деятельность требует максимальной концентрации и внимания, как правило, способны улавливать малейшие изменения в окружении. Например, летчики, каскадеры, полицейские и так далее. Согласно исследованиям их глаза способны воспринимать вплоть до 1000 кадров в секунду. Но не у всех людей такое чувствительное зрительное восприятие. Понять, насколько сильно отличается высокочастотный монитор от низкочастотного, можно, только если попробовать дисплеи из первой категории. Кто-то сразу ощутит колоссальную разницу, а кого-то результат не впечатлит. Тем не менее, профит от 144 и 240 герц есть. Но не стоит забывать, что вам потребуется и соответствующее железо.
А если у меня слабое железо?
Как вы поняли, частота опроса монитора — это максимальное количество кадров, которое может отобразить экран. Но как быть, если железо выдает меньше кадров в секунду, чем герцовка монитора? Ответ очень прост: никак! Чтобы ощутить преимущество плавной картинки ваш фреймрейт должен быть не ниже, чем герцовка монитора.
То есть, если монитор на 144 Гц, а в игре у вас 60 FPS, полученный результат будет эквивалентен работе 60-герцового дисплея. То же самое работает в обратную сторону. Если значение FPS выше, чем герцовка монитора, то это не даст дополнительной плавности. Безусловно, в повышенной частоте кадров есть преимущества. Например, вы получите более отзывчивое управление и будете иметь некий запас для особо динамичных и тяжелых сцен в играх, в результате которых фреймрейт сильно проседает. Но если говорить исключительно о плавности, помните: частота кадров должна быть выше частоты опроса монитора.
Дает ли частота 144 и более герц преимущество в играх?
В теории — да. Чем выше герцовка, тем более актуальные кадры относительно происходящего в игре вы видите. При использовании 60-герцового монитора отставание текущего кадра от актуальных игровых обстоятельств составляет 16 миллисекунд. Кажется, что это ничтожно малое значение. Но давайте вспомним, что время отклика игровых мониторов составляет всего 1 миллисекунду. Время отклика хороших игровых мышей и клавиатур такое же. А при использовании 144-герцового экрана, вы видите кадр, который отстает всего на 7 миллисекунд. У 240-герцовых моделей показатель ещё ниже. Кроме того, вы видите более плавное изображение, за счет меньшего времени, выделенного под каждый кадр.
Описанные преимущества подойдут лишь для профессиональных киберспортсменов и любителей соревновательных онлайн-игр. Для игроков, предпочитающих одиночные проекты смысла в этом мало. В таком случае, на наш взгляд, качество картинки стоит выше, чем плавность изображения. Также для просмотра фильмов высокогерцовый монитор не нужен, поскольку 60 кадров в секунду является стандартом для многих цифровых видео-форматов.