Af hverju er endurnýjunarhlutfall skjás mikilvægt?

Sífellt algengari eiginleiki í bæði tölvuskjám og farsímaskjám er hár endurnýjunartíðni. Skjár sýna í raun ekki hreyfimyndir, þeir sýna röð kyrrmynda. Hugmyndin er svipuð og í flettibók, ef þú sýnir nógu mikið af myndum nógu hratt, skynja augu þín útkomuna sem hreyfimynd.

Endurnýjunartíðni skjás og rammahraði myndar á hreyfingu er mæld í annað hvort Hz (Hertz) eða FPS (Frames Per Second). Einingarnar eru í meginatriðum skiptanlegar þar sem þær eru sami mælikvarði á „breytingar á sekúndu“. Þrátt fyrir að einingarnar séu þær sömu er endurnýjunartíðni skjásins venjulega mæld í hertz, en hreyfanleg myndir nota venjulega báðar einingarnar.

Rannsóknir hafa sýnt að við rammahraða undir tíu til tólf ramma á sekúndu skynjar mannlegt auga einstakar myndir. Þegar fleiri rammar eru sýndir á sekúndu er litið svo á að myndin sé á hreyfingu, þó að áhorfandinn gæti samt talið hreyfinguna vera rykfallna.

Algeng endurnýjunartíðni

Nútíma sjónvarpsupptökur eru venjulega teknar upp og birtar við annað hvort 50 Hz eða 59,94 Hz. Þetta er vegna þess að sjónvarpsmyndavélar voru þróaðar til að læsa við tíðni rafveitunnar. Í flestum heiminum er þetta 50 Hz, hins vegar í Bandaríkjunum, Kanada, Japan og Suður-Kóreu keyrir rafmagnskerfið á 60Hz.

Í löndum sem nota 60 Hz aflgjafa, var sjónrænt vandamál sem kallast „punktaskrið“ greint í svörtum og hvítum sjónvarpstækjum sem fengu litasjónvarpsmerki þegar litasjónvarp var kynnt. Það kom í ljós að minnkandi rammahraði litasjónvarpsmerkisins um 0,1% í 59,94 FPS minnkaði málið verulega. Síðan þá hefur minni rammahraði festst, þrátt fyrir að það sé ekki lengur þörf fyrir það.

Því lægri sem rammahraði er, því sjaldnar er myndin uppfærð, þetta leiðir til þess að öll hreyfing virðist skjálfandi eða stamandi. Þessi áhrif eru sérstaklega áberandi í kvikmyndasenum sem sýna annað hvort mjög hraða hreyfingu eða skjóta skotum, þar sem kvikmyndir eru venjulega teknar upp á 24 FPS.

Ábending: Tiltölulega þekkt dæmi um þetta er útlit þyrlusnúningsblaða í myndböndum. Miðað við réttan hressingarhraða virðast þyrlublöðin hreyfast mjög hægt eða standa kyrr. Þetta gerist vegna þess að snúningshraði snúningsblaðanna samstillist fullkomlega eða næstum fullkomlega við rammahraða myndavélarinnar. Með myndbandi sem tekið er upp og sýnt á hærri hressingarhraða er hægt að draga úr þessum áhrifum og uppræta.

Fyrir samkeppnishæf tölvuleiki getur hraðari hressingarhraða skjár veitt frammistöðuforskot. Þetta er vegna þess að við hærri hressingarhraða birtast lykilatburðir eins og óvinur sem hreyfist fyrir horn sekúndubrotum hraðar en þeir myndu vera á skjá með lægri hressingarhraða. Mýkri hreyfing gerir það líka auðveldara að spá fyrir um nákvæmlega hvar þú þarft að miða til að ná markmiðinu.

Til að virkja þessa eftirspurn eftir skjáum með háum hressingarhraða er tiltölulega algengt að finna skjái sem styðja allt að 120, 144 og 240 Hz hressingartíðni. Á CES árið 2020 var tilkynnt að hraðskreiðasti skjárinn hefði 360 Hz hressingarhraða.

Vandamál sem tengjast skjá með háum endurnýjunartíðni

Endurnýjunartíðni skjásins krefst venjulega einnig að myndefnið sem hann spilar sé með sama háa endurnýjunartíðni til að ná sem bestum árangri. Með myndbands- og kvikmyndasöfnum er ómögulegt að endurtaka efni á hærri rammahraða, þannig að stundum er notuð tækni sem kallast rammaskil. Frame interpolation tvöfaldar í raun rammahraðann með því að setja nýjan ramma á milli hverrar myndar, þessi nýi rammi er byggður á upprunalega rammanum bæði fyrir og eftir hann. Þetta getur hjálpað eldra myndbandi að líta mun sléttari út en krefst annaðhvort forvinnslu á myndefninu eða nægjanlegt vinnsluafl á skjátækinu til að framkvæma vinnsluna í rauntíma.

Rammaskil virkar best þegar nýi rammahraði skjásins er margfeldi af upprunalega. Til dæmis, ef upprunalega myndefnið var tekið upp við 30 ramma á sekúndu og var innskotað í 60 ramma á sekúndu, þá þarf að innskota einfaldan stakan ramma fyrir hvern sannan ramma. Ef mark rammahraði er 50 ramma á sekúndu verður ferlið hins vegar mun erfiðara, þar sem aðeins tveir af hverjum þremur ramma þurfa innskotsramma, sem leiðir til stamandi niðurstöðu.

Í tölvuleikjum með skjáum með mjög háum hressingarhraða er algengur erfiðleiki að skjákortið gæti ekki aðeins passað stöðugt við rammahraða skjásins heldur getur það alls ekki veitt stöðugan rammahraða. Til að leysa þetta mál eru margir nútíma leikjaskjáir með eiginleika sem kallast breytilegur hressingarhraði eða VFR. VFR gerir skjánum kleift að samstilla hressingarhraðann við hraðann sem skjákortið framleiðir ramma til að sýna.

VFR kemur í veg fyrir vandamál sem kallast skjárof. Skjár sýna ekki alla myndina á skjánum í einu, heldur byrja þeir að sýna myndina ofan frá og niður. Skjárif er þar sem skjárinn byrjar að birta gamlan ramma og síðan er hann hálfnaður, fær nýjan ramma til að birta og klárar restina af myndinni með nýja rammanum. Þetta leiðir til þess að ein mynd á skjánum er gerð úr tveimur römmum sem eru örlítið misjafnar hver við annan vegna þess að myndavélin hreyfist.

Kostir skjás með háum hressingarhraða

Á heildina litið veitir hár endurnýjunartíðni meiri gæðaupplifun en skjár með lágum endurnýjunartíðni. Þetta er vegna aukinnar sléttleika í innihaldi sem það getur sýnt. Nútíma tækni eins og rammaskil og skjáir með breytilegum hressingarhraða geta veitt sléttari niðurstöður fyrir eldra efni og veikari vélbúnað, aukið úrval endurbættrar upplifunar.

Í atburðarásum sem byggjast á viðbragðstíma, eins og samkeppnisspilum, geta skjáir með háum hressingarhraða veitt raunverulegan yfirburði yfir andstæðinga. Þetta kemur í tveimur hlutum, því oftar sem ný mynd er sýnd því fyrr er hægt að taka eftir mikilvægri breytingu, aukin sléttleiki myndarinnar auðveldar einnig nákvæmari aðgerðir.