Экран 120 герц что такое
На что влияет частота обновления экрана телевизора
Содержание
Содержание
Если бы вы собрались покупать телевизор лет 15 назад, любой консультант быстро убедил вас, что нужно обязательно брать «стогерцовый» и никак не меньше. С исчезновением кинескопных телевизоров этот параметр как-то подзабылся, но в последнее время он снова на слуху. Попробуем разобраться, что это за параметр и сколько герц должно быть в телевизоре.
Что это за параметр?
Экран телевизора (как и большинства других электронных устройств) не способен физически смещать изображение на экране. Чтобы создать иллюзию движения, на экране отображаются сменяющие друг друга статичные кадры. Как часто эти кадры меняются — определяет частота обновления экрана.
Однако нельзя путать частоту обновления экрана и частоту смены кадров видео, которое на этом экране демонстрируется. Первый параметр — характеристика телевизора и зависит от его устройства, второй параметр — характеристика видеоконтента и зависит от того, на каком оборудовании оно было снято, как смонтировано и в каком формате записано.
Какие бывают частоты обновления и смены кадров
Когда речь заходит о частоте смены кадров, многие вспоминают о 24 кадрах в секунду и о «магическом» 25-м кадре. На самом деле, 25-ый кадр — это миф, а стандарт недавнего прошлого в 24 кадра был выбран скорее из экономических соображений. Почему «прошлого»? Потому что преобладающий сегодня цифровой видеоконтент имеет другие стандарты —25, 30, 48, 50 и 60 кадров в секунду. Самыми распространенными пока остаются 25 и 30 кадров/сек. Довольно активно развивается формат 60 кадров в секунду, но объем такого видео пока невелик.
Опять же, многие фильмы в формате 60 кадров в секунду получены компьютерной интерполяцией промежуточных кадров из обычного формата. Они изначально снимались на 30 кадрах в секунду и «недостающие» кадры получить уже просто невозможно. Понятно, что смысла в таком улучшении немного. А уж про видео в формате 120 кадров в секунду и говорить не приходится. Пока в этом формате снимают только немногие энтузиасты.
Еще можно вспомнить про стандарты передачи видеоданных HDMI и DVI и про их ограничения. Максимальная частота смены кадров, которую могут «пропустить» оба эти стандарта — 120 Гц, т.е., телевизоры пока в принципе не могут воспроизводить видео с более высокой частотой смены кадров.
Когда нужна высокая частота обновления
Раз большинство видео снято со скоростью 30 кадров в секунду, то 50/60 Гц более чем достаточно? Почему же часто звучит, что 60 Гц — прошлый век и качественного изображения на нем не добиться, и что сегодня даже 120 Гц мало? Следует отделить мифы от реальности.
Во-первых, как это ни странно звучит, но 15-20 лет назад разница между 50 и 100 герцами была куда более заметной: 100-герцовый телевизор действительно давал более качественную картинку, чем обычный 50-герцовый. Из-за прорисовки экрана одиночным электронным лучом (усугубленной чересстрочной разверткой), 50-герцовые кинескопы заметно мерцали, утомляя зрение и даже приводя к заболеваниям глаз при длительном воздействии. Вот только современные ЖК-экраны этой особенности лишены, и никакая частота обновления экрана больше не провоцирует мерцание.
Во-вторых, смысл в частоте более высокой, чем частота смены кадров, все же есть. Современные телевизоры не просто «бездумно» выводят кадры на экран, они способны производить некоторую их обработку, например, «дорисовывая» промежуточные кадры. Качественного улучшения при этом ждать не приходится, но обработанное таким образом видео может выглядеть плавнее и даже четче исходного. Хотя тут многое зависит от производительности электроники телевизора и используемых алгоритмов.
Недорогие телевизоры получают промежуточные кадры копированием предыдущих, модели подороже используют простенькую интерполяцию, а продвинутые модели уже могут использовать алгоритмы подавления шума и снижения размытия.
Такая технология называется MEMC («Motion Estimation and Motion Compensation» — «Оценка и компенсация движения»). Но следует понимать, что промежуточный кадр, полученный даже самым продвинутым телевизором, всегда будет уступать по качеству кадру реальному. Пока еще на качество видео в первую очередь влияет качество оборудования съемки, которое снимает с частотой 30, реже 60 кадров в секунду. И часто встречающееся утверждение, что «телевизор с частотой 60 Гц всегда будет показывать размытую картинку, не то, что 120 Гц», мягко говоря, не соответствует действительности.
В-третьих, высокая частота обновления пригодится при использовании телевизора в качестве игрового монитора. Киберспортсменам это может дать реальное преимущество, что описано в этой статье.
Частоты выше 120 Гц
Еще совсем недавно полки ломились от телевизоров с частотой обновления 240, 400, 600 и даже больше — вплоть до тысяч герц. В последнее время они как-то пропали, но в интернете еще встречаются рекомендации выбирать телевизор с частотой не менее 200 Гц. Что это было?
Частоты выше 120 Гц — на 95% маркетинговая уловка и только на 5% за этим скрывается что-то эффективное. Как правило, производители под такими числами имели в виду не реальную частоту обновления, а некий «индекс», полученный умножением реальной частоты на какой-нибудь коэффициент. Таким коэффициентом, например, может быть количество дублирующихся кадров или частота мерцания подсветки.
При использовании технологии BFI («Black Frame Insertion» — «вставка черного кадра») между двумя идентичными кадрами вставляется полностью черный — предполагается, что это может снизить эффект размытия на динамичных сценах. Использование такой технологии тут же «увеличивало» частоту обновления в 2-3 раза.
Также применялся бюджетный вариант BFI под названием BLS (BackLight Scanning — «сканирующая подсветка»), при использовании которой вместо вставки черного кадра на несколько миллисекунд выключалась полоса светодиодов подсветки экрана. Особого эффекта все эти технологии не давали, поэтому со временем «килогерцовые» телевизоры с полок пропали (некоторые технологии по-прежнему применяются, но уже без особой помпы). Тем не менее, статьи с безграмотными рекомендациями в Сети остались.
Однако телевизоры с «честной» частотой 200 Гц все же существуют. Но и они не воспроизводят реальное видео с частотой кадров выше 120 Гц, получая промежуточные кадры при помощи технологий на базе MEMC. Обработка кадров на такой скорости (особенно 4К и 8К) требует большой производительности видеопроцессора, поэтому стоят такие телевизоры намного дороже обычных.
Есть ли в этом смысл — вопрос спорный. Продвинутые алгоритмы современных телевизоров могут распознать, например, летящий мяч и сделать его идеально круглым на промежуточных кадрах, заметно увеличить плавность его полета и четкость картинки. Но всё предусмотреть невозможно, алгоритм может ошибаться, добавляя на кадры различные артефакты и фактически ухудшая картинку.
Выводы
Не стоит придавать этому параметру особого значения, лучше сконцентрируйтесь на действительно важных характеристиках — диагонали, разрешении, контрастности и т. д. Они куда сильнее влияют на качество изображения, чем частота обновления экрана. Смотреть на частоту в ущерб других параметров стоит разве что в том случае, если вы твердо нацелились на то, чтобы использовать телевизор в качестве игрового монитора.
В поисках идеала: зачем смартфонам дисплеи на 90 и 120 Гц?
В последнее время происходит революция в сфере производства мобильных экранов. Любой приличный гаджет сейчас оснащается матрицей с увеличенной герцовкой. Свежая технология добралась даже до бюджетных устройств. Но зачем обычному пользователю частота 90 или 120 Гц? Что она даёт на практике? Рассказываем с помощью смартфонов OPPO.
Короткий ликбез
Экран телефона — это окно в цифровой мир, и во многом от него зависят ощущения, которые мы получаем при потреблении контента. На качество изображения влияют разные параметры, включая тип матрицы, разрешение и уровень яркости. Однако есть характеристика, которая напрямую не касается картинки, но значительно улучшает пользовательский комфорт. Речь про герцовку дисплея.
Частота обновления экрана показывает, насколько быстро меняется изображение за одну секунду. Чем выше этот показатель, тем большее число кадров отображает дисплей. В мобильной индустрии стандартом долгое время оставались матрицы на 60 Гц. Картинка на таких гаджетах перерисовывалась 60 раз в секунду. Этого было достаточно, чтобы всё происходящее на гаджете смотрелось прилично.
Производители мониторов для игровых компьютеров уже давно заманивают пользователей высокой частотой обновления экранов. На смартфонах эта функция появилась относительно недавно, но уже завоевала популярность. Чем больше герц, тем плавнее изображение в динамике.
В 2020 году матрицы на 90 Гц стали практически золотым стандартом на рынке смартфонов. Устройства с подобной фишкой в полтора раза быстрее обновляют изображение на экране, если сравнивать с классическими 60-герцовыми панелями. Многие флагманы оснащают дисплеями на 120 Гц — они перерисовывают вдвое больше картинок за секунду.
Технические сложности
Поставить в смартфон дисплей с повышенной герцовкой — задача не самая простая. Необходим мощный процессор, который способен обрабатывать ускоренную перерисовку дисплея. Это стало возможным благодаря увеличению производительности чипсетов — пригодились те самые ядра и гигагерцы, которыми щеголяют актуальные модели. Причём процессор не обязательно должен быть сверхмощным. OPPO A53 — пример доступного аппарата со среднебюджетной начинкой, получившего дисплей с частотой 90 Гц. А вот для 120 Гц требуется железо помощнее — такую частоту можно встретить в топовом OPPO Find X2 с флагманским Snapdragon 865.
Помимо производительного процессора необходима соответствующая матрица, поддерживающая режим увеличенной частоты обновления. А ещё высокая герцовка сильнее расходует аккумулятор. Чтобы плавная картинка не так сильно сказывалась на автономности гаджетов, в них ставят мощные батареи. Пару лет назад АКБ на 3000 мАч была стандартом для мобильников, а в 2020-м эта цифра увеличилась до 4000-5000 мАч. За безупречную плавность приходится платить.
Многие современные аппараты позволяют переключаться между стандартной герцовкой и повышенной (90 или 120 Гц). Так пользователь может выбирать между долгой работой без подзарядки и очень плавной картинкой.
Что даёт на практике высокая частота обновления
Смартфоны, в которых используются экраны на 90 или 120 Гц, более плавно отображают любой движущийся контент. При пролистывании списков, сворачивании утилит, тапах по меню и работе с приложениями создаётся ощущение, что аппарат функционирует крайне шустро.
За счёт быстрой отрисовки изображения пропадают микролаги. Если после непродолжительного использования OPPO Reno4 Pro с дисплеем на 90 Гц взять старый мобильник, легко увидеть разницу — устройство с 60-герцовой матрицей визуально подтормаживает даже при банальном перелистывании рабочих столов.
К тому же 90 и 120 Гц снижают нагрузку на глаза пользователя в некоторых режимах. Нередко владельцы телефонов жалуются на повышенную утомляемость при включении тёмной темы. За контрастными объектами на чёрном фоне сложнее уследить, появляется что-то вроде эффекта стробоскопа, от которого может заболеть голова или глаза. Повышенная герцовка помогает зрению сфокусироваться на происходящем благодаря плавной картинке.
Немаловажна повышенная герцовка и в гейминге. Когда в настройках дисплея выбраны 90 или 120 Гц, изображение в игре выглядит приятнее — недаром опытные киберспортсмены покупают мониторы с повышенной частотой обновления. В случае со смартфонами главное, чтобы конкретный релиз поддерживал соответствующую герцовку.
Кроме того, с повышением скорости отрисовки кадра уменьшается время отклика экрана. Например, чтобы информация на дисплее полностью обновилась при 60 Гц необходимо 16,6 мс. Для 90 Гц это значение составляет 11,1 мс, а при 120 Гц картинка изменится за 8,3 мс. Разница существенная, ведь в соревновательных хитах на счету каждая миллисекунда.
Итоги
Повышение частоты обновления экрана — это не маркетинговая безделица, придуманная рекламщиками. Такая герцовка действительно положительно влияет на опыт использования мобильных устройств. Смартфоны, поддерживающие 90 или 120 Гц, работают заметно плавнее и шустрее, чем гаджеты с обычными дисплеями. Быстрый отклик помогает в играх, а более размеренная анимация снижает нагрузку на глаза в некоторых сценариях. При этом аппараты с повышенной герцовкой становятся всё доступнее. К примеру, OPPO A53 с экраном на 90 Гц и мощным аккумулятором объёмом 5000 мАч стоит 12 990 рублей.
Дисплеи с частотой 120 Гц порой хуже обычных. Не ведитесь на маркетинговые уловки
Дисплеи с частотой обновления 90 Гц или даже 120 и 144 Гц являются одним из трендов в мире смартфонов в текущем году. А что, если это очередная уловка маркетологов? Ведь на самом деле не каждый такой смартфон обладает одинаково качественным 120-герцевым экраном, предлагает те же функции и время автономной работы. Существует множество других нюансов, помимо заявленной частоты обновления экрана, которые составляют понятие «великолепный дисплей».
Начнём с того, что в некоторых смартфонах, оснащённых дисплеями с высокой частотой обновления, эта опция по умолчанию отключена, либо производители всячески усложняют её активацию ради лучшей автономности (да-да, это про вас, Google и Samsung). Вопросы есть и к качеству самих 120-герцевых дисплеев, которые всё чаще встречаются в среднем сегменте. Действительно ли они сопоставимы с теми, которые предлагают флагманские устройства?
В статье мы рассмотрим некоторые моменты, которые можно отнести к определению качественного современного экрана смартфона. Однако в этой истории есть много хайпа вокруг тренда «120 Гц» и мифов, которые также нужно развеять.
120 Гц — не гарантия качества. Не отвлекайтесь на частоту
В то время, как дисплеи 90 и 120 Гц призваны сделать интерфейс и анимации в приложениях более плавными, высокая частота обновления экрана сама по себе не является признаком качества дисплея. Точность цвета, гамма-коррекция и баланс белого не зависят от этого показателя, он в большей степени оказывает влияние на то, как будет выглядеть непосредственно сам контент на экране. Даже несмотря на то, что при частоте обновления 120 Гц картинка выглядит более плавной, фотографии и видеоролики всё равно могут быть перенасыщенными или, наоборот, недостаточно насыщенными на плохо откалиброванном дисплее.
Учитывая это, отдельные модели дисплеев многих производителей выглядят совершенно по-разному, даже если они имеют одинаковую частоту обновления. Например, дешёвые панели с большей вероятностью имеют заметные недостатки и плохую калибровку цвета. С осторожностью стоит относиться и к недорогим смартфонам, которые могут похвастаться дисплеями с высокой частотой обновления, поскольку именно этой фишкой маркетологи обычно отвлекают внимание покупателей от других очевидных проблем. С другой стороны, в дисплеях флагманского уровня производители могут пойти дальше и выйти за пределы возможностей заводской калибровки цвета, как продемонстрировала компания OnePlus в своём флагмане OnePlus 8 Pro. Именно поэтому стоит обращать внимание на традиционные показатели качества отображения, а не только на частоту обновления экрана.
Флагманский дисплей с частотой 60 Гц в итоге может оказаться лучше, чем дешёвый экран с частотой 120 Гц.
Традиционные 60-герцевые дисплеи могут выглядеть лучше, чем панели с частотой 120 Гц, по крайней мере, в плане точности цветопередачи. Это зачастую подтверждается при сравнении экранов флагманских и более доступных моделей смартфонов. Качество картинки в данном случае определённо важнее, чем чуть более плавный интерфейс. Кроме того, факт, что дисплей поддерживает частоту обновления 90 или 120 Гц, вовсе не означает, что большинство приложений или отображаемый на экране контент будут соответствовать этой характеристике.
Приложения, контент и Android имеют значение
Не только качество отображения дисплея варьируется от устройства к устройству. Многое зависит и от контента, который может поддерживать или не поддерживать высокую частоту обновления экрана. Нет никакого смысла покупать смартфон с дисплеем 120 Гц, если эта его особенность никогда не будет использоваться. Об этом тоже нужно подумать.
Частота кадров в игре или приложении зависит не только от аппаратного оснащения, но и от того, как приложение запрограммировано для рендеринга, а также непосредственно от операционной системы Android. В прошлом месяце Google опубликовала информацию о том, как дисплеи с высокой частотой обновления работают с контентом на Android. Первое, на что стоит обратить внимание, — это то, что частота кадров ограничена временем рендеринга, которое контролирует системный компонент Android Choreographer. В дисплеях с частотой 120 Гц смена кадров занимает 8,3 мс, за которые графический процессор должен отрисовать кадр. Некоторые приложения и игры поддерживают синхронизацию с частотой обновления дисплея, поэтому могут работать с честными 90 или 120 Гц. Другим требуется слишком много времени для рендеринга, или они имеют кастомные конвейеры визуализации с меньшими скоростями обновления, поэтому могут просто не вытянуть 120 Гц. Такие игры и приложения ограничены 90, 60, 45 или даже 30 кадрами в секунду.
Android 11 улучшает обработку контента со смешанной частотой обновления, предоставляя приложениям возможность использовать новый API.
Из всего вышесказанного можно сделать следующий вывод: покупая смартфон, оснащённый дисплеем с частотой обновления 120 Гц, вы не получаете гарантию того, что все приложения будут работать на частоте 120 Гц. Эта особенность с большей вероятностью будет раскрыта в полной мере на мощных смартфонах, хотя некоторые приложения могут быть оптимизированы под определённые платформы.
Ситуация осложняется тем, что приложения и элементы пользовательского интерфейса используются одновременно. Google отмечает, что дисплеи с частотой 120 Гц больше подходят для просмотра контента с 24, 30, 45 и 60 кадрами в секунду, поскольку эти значения делятся на 120. К примеру, воспроизведение видео с частотой 24 кадра в секунду на дисплее с частотой 120 Гц позволяет избежать последующей интерполяции 3:2, необходимой для дисплея с 60 Гц. Однако, когда у видео низкая частота кадров, а у интерфейса высокая, в программном обеспечении могут возникать конфликты. В этот момент вмешивается операционная система Android, которая выбирает частоту кадров на своё усмотрение, что может привести к появлению дрожания и/или возврату к стандартным 60 Гц.
В Android 11 появился новый API setFrameRate, который помогает найти оптимальную частоту кадров для нескольких приложений, работающих одновременно. Но современным устройствам приходится мириться с системными предпочтениями, что может привести к конфликтам. В конечном счёте приложения и игры могут влиять на частоту обновления, но окончательное решение принимает всё же операционная система. Остаётся надеяться, что в следующем году будущие смартфоны на Android 11 смогут лучше справляться с контентом с разной частотой кадров, чем существующие модели. Хотя маловероятно, что каждое приложение будет работать с очень высокими частотами. Android в любом случае динамически переключает частоту кадров, чтобы наилучшим образом соответствовать приложению, которое в данный момент запущено. Но и это может зависеть от того, как эту функцию реализует производитель мобильных устройств.
Дисплейный процессор — камень преткновения
Чтобы окончательно вас запутать, стоит сказать ещё об одном важном моменте — устройства тоже могут добавлять собственный слой обработки отображения для апскейлинга (масштабирования изображения до более высокого разрешения) или для того, чтобы убрать дрожание картинки, независимо от работы фреймворка Android. Здесь важна вычислительная мощность смартфона, поскольку процедура может быть энергоёмкой. Более эффективно такие задачи выполняют дисплейные процессоры (DPU). Да, это ещё один процессор внутри вашего смартфона.
Мобильная платформа Qualcomm Snapdragon включает дисплейный и визуальный процессоры в составе графического ускорителя Adreno. В их задачи входят декодирование видео и рендеринг графики. Существует и процессор приложений, который тоже может запускать дополнительное программное обеспечение для обработки процесса отображения. Например, Snapdragon 865 использует на смартфонах серии OnePlus 8 технологию калибровки Soft Iris компании Pixelworks и такие функции, как Tone Mapping (преобразование изображения из HDR в SDR) и преобразование SDR в HDR. Другие однокристальные системы также имеют собственные дисплейные процессоры, но чипы среднего и начального уровней не располагают достаточными аппаратными возможностями для эффективного выполнения этих задач. Тот же Snapdragon 765G поддерживает 120 Гц только при разрешениях до FHD+, а топовый Snapdragon 865 может работать со 144 Гц в разрешении QHD+.
Дисплейные процессоры обеспечивают работу функций на высоком уровне с улучшенной энергоэффективностью.
Сложные функции отображения работают более эффективно за счёт отдельных процессоров. К таким относятся Pixelworks Iris5 и Mali-D77 или D71, хотя они и отличаются разными возможностями. Iris 5, например, поддерживает технологию MEMC (динамическая адаптация качества картинки на экране методом увеличения частоты кадров и уменьшения мерцания).
Апскейлинг и интерполяция изображения при воспроизведении видео, в играх и приложениях могут улучшить плавность картинки, даже если приложение работает с более низкой частотой кадров. Продвинутые дисплейные процессоры, в отличие от более простых, не только предлагают новые функции, но и улучшают энергопотребление, что очень важно при использовании энергосберегающих дисплеев с частотой 120 Гц. Они также позволяют поддерживать режим 120 Гц на постоянном уровне. Возможно, это неочевидная разница, тем не менее очень важная.
Не все дисплеи с частотой 120 Гц являются одинаковыми
Само собой, приятно владеть устройством, у которого есть дисплей с высокой частотой обновления, но остальные характеристики являются, возможно, более важными, чем количество герц. Отметка «90 Гц» или «120 Гц» отнюдь не означает, что экран обязательно будет отличаться великолепной цветопередачей или правильной цветовой гаммой. Но такие дисплеи, безусловно, могут выглядеть превосходно, особенно если в смартфоне есть программное обеспечение и мощные аппаратные ресурсы для расширенной калибровки и преобразования тональных значений изображения из более широкого диапазона в более узкий (Tone Mapping).
Важно заранее знать, имеются ли у дисплея смартфона другие дополнительные преимущества, помимо высокой частоты обновления. Отдельный процессор с продвинутыми возможностями может стать паритетом между плавной картинкой и более длительной автономной работой смартфона. Не нужно забывать и о том, что Android 11 и новые приложения, которые появятся за ним, должны расширить сценарии, при которых польза от высокой частоты обновления экрана будет более очевидной.
Внимание: это перевод статьи Android Authority.