Kāpēc monitora atsvaidzes intensitāte ir svarīga?

Arvien izplatītāka iezīme gan datoru monitoros, gan mobilo tālruņu ekrānos ir augsts atsvaidzes intensitāte. Monitori faktiski nerāda kustīgus attēlus, bet gan nekustīgu attēlu sēriju. Koncepcija ir līdzīga flipbookam, ja pietiekami ātri rāda pietiekami daudz attēlu, acis uztver rezultātu kā kustīgu attēlu.

Monitora atsvaidzes intensitāti un kustīga attēla kadru ātrumu mēra vai nu Hz (hercos) vai FPS (kadri sekundē). Mērvienības būtībā ir savstarpēji aizvietojamas, jo tās ir vienādas “izmaiņas sekundē”. Neskatoties uz to, ka mērvienības ir vienādas, monitora atsvaidzes intensitāti parasti mēra hercos, savukārt kustīgajos attēlos parasti izmanto abas vienības.

Pētījumi ir parādījuši, ka ar kadru ātrumu, kas mazāks par desmit līdz divpadsmit kadriem sekundē, cilvēka acs uztver atsevišķus attēlus. Kad sekundē tiek parādīts vairāk kadru, attēls tiek uztverts kā kustīgs, lai gan skatītājs joprojām var uzskatīt, ka kustība ir saraustīta.

Kopējie atsvaidzināšanas rādītāji

Mūsdienu TV materiāli parasti tiek ierakstīti un parādīti ar frekvenci 50 Hz vai 59,94 Hz. Tas ir tāpēc, ka televīzijas kameras tika izstrādātas, lai fiksētu tīkla elektroenerģijas padeves frekvenci. Lielākajā daļā pasaules tas ir 50 Hz, taču ASV, Kanādā, Japānā un Dienvidkorejā elektrotīkls darbojas ar 60 Hz.

Valstīs, kurās tiek izmantots 60 Hz tīkla barošanas avots, melnbaltos televizoros, kas saņēma krāsu TV signālus, tika konstatēta vizuāla problēma, ko sauc par “punktu pārmeklēšanu”, kad tika ieviesta krāsaina televīzija. Tika atklāts, ka, samazinot krāsu TV signāla kadru nomaiņas ātrumu par 0,1% līdz 59,94 FPS, problēma ievērojami tika samazināta. Kopš tā laika samazinātais kadru nomaiņas ātrums ir saglabājies, lai gan tas vairs nav vajadzīgs.

Jo zemāks kadru nomaiņas ātrums, jo retāk attēls tiek atjaunināts, tāpēc visas kustības parādās trīcoši vai stostoties. Šis efekts ir īpaši pamanāms filmu sižetos, kurās ir vai nu ļoti strauja kustība, vai ātri panoramēti kadri, jo filmas parasti tiek ierakstītas ar ātrumu 24 kadri sekundē.

Padoms: salīdzinoši labi zināms piemērs tam ir helikoptera rotoru lāpstiņu parādīšanās videoklipos. Ņemot vērā pareizo atsvaidzes intensitāti, šķiet, ka helikoptera rotora lāpstiņas kustas ļoti lēni vai stāv nekustīgi. Tas notiek tāpēc, ka rotora lāpstiņu griešanās ātrums ir ideāli vai gandrīz ideāli sinhronizēts ar kameras kadru ātrumu. Ja video tiek ierakstīts un parādīts ar lielāku atsvaidzes intensitāti, šo efektu var samazināt un izskaust.

Konkurētspējīgām datorspēlēm ātrāks atsvaidzes intensitātes monitors var nodrošināt veiktspējas priekšrocības. Tas ir tāpēc, ka ar lielāku atsvaidzes intensitāti galvenie notikumi, piemēram, ienaidnieks, kas pārvietojas ap stūri, tiek parādīti sekundes daļās ātrāk, nekā tas parādītos zemāka atsvaidzes intensitātes monitorā. Vienmērīgākā kustība arī ļauj vieglāk paredzēt, kur tieši jums jātēmē, lai sasniegtu mērķi.

Lai nodrošinātu šo pieprasījumu pēc augsta atsvaidzes intensitātes monitoriem, ir samērā bieži atrast monitorus, kas atbalsta atsvaidzes intensitāti līdz 120, 144 un 240 Hz. CES 2020. gadā tika paziņots par ātrāko monitoru, kura atsvaidzes intensitāte ir 360 Hz.

Problēmas, kas saistītas ar augsta atsvaidzes intensitātes monitoru

Lai sasniegtu labākos rezultātus, monitora atsvaidzes intensitātei parasti ir arī nepieciešams, lai tā atskaņotā materiāla atsvaidzes intensitāte būtu tikpat augsta. Izmantojot video un filmu arhīvus, nav iespējams atkārtoti uzņemt saturu ar lielāku kadru ātrumu, tāpēc dažreiz tiek izmantota tehnika, ko sauc par kadru interpolāciju. Kadru interpolācija būtībā dubulto kadru ātrumu, ievietojot jaunu kadru starp katru attēlu. Šis jaunais kadrs ir balstīts uz sākotnējo kadru gan pirms, gan pēc tā. Tas var palīdzēt vecākam videoklipam izskatīties daudz vienmērīgāk, taču, lai veiktu apstrādi reāllaikā, ir nepieciešama materiāla iepriekšēja apstrāde vai pietiekama displeja ierīces apstrādes jauda.

Kadru interpolācija vislabāk darbojas, ja jaunais displeja kadru ātrums ir vairākkārtējs sākotnējam. Piemēram, ja sākotnējais kadrs tika ierakstīts ar ātrumu 30 kadri/s un tika interpolēts līdz 60 kadriem/s, tad katram patiesajam kadram ir jāinterpolē vienkāršs viens kadrs. Tomēr, ja mērķa kadru ātrums ir 50 kadri sekundē, process kļūst daudz grūtāks, jo tikai diviem no katriem trim kadriem ir nepieciešams interpolēts kadrs, kas rada stostošus rezultātus.

Datorspēlēs ar ļoti augsta atsvaidzes intensitātes monitoriem izplatīta problēma ir tāda, ka grafiskā karte var ne tikai konsekventi neatbilst monitora kadru ātrumam, bet arī vispār nevar nodrošināt konsekventu kadru nomaiņas ātrumu. Lai atrisinātu šo problēmu, daudzi mūsdienu spēļu monitori ietver funkciju, ko sauc par mainīgu atsvaidzes intensitāti jeb VFR. VFR ļauj monitoram sinhronizēt savu atsvaidzes intensitāti ar ātrumu, kādu grafikas karte veido attēlošanai paredzētos kadrus.

VFR novērš problēmu, ko sauc par ekrāna plīsumu. Monitori nerāda visu attēlu ekrānā uzreiz, tā vietā tie sāk rādīt attēlu no augšas uz leju. Ekrāna plīsums ir vieta, kur monitors sāk parādīt veco kadru un pēc tam daļēji to dara, iegūst jaunu rāmi, ko parādīt, un pabeidz pārējo attēlu ar jauno kadru. Tādējādi viens attēls ekrānā tiek veidots no diviem kadriem, kas kameras kustības dēļ ir nedaudz nesaskaņoti viens ar otru.

Augsta atsvaidzes intensitātes monitora priekšrocības

Kopumā augsts atsvaidzes intensitātes monitors nodrošina augstākas kvalitātes pieredzi nekā zems atsvaidzes intensitātes monitors. Tas ir saistīts ar palielinātu satura vienmērīgumu, ko tas var parādīt. Mūsdienīgas metodes, piemēram, kadru interpolācija un mainīga atsvaidzes intensitātes monitori, var nodrošināt vienmērīgākus rezultātus vecākam saturam un vājākai aparatūrai, palielinot uzlabotās pieredzes klāstu.

Scenārijās, kuru pamatā ir reakcijas laiks, piemēram, konkurences spēlēs, augsta atsvaidzes intensitātes monitori var sniegt reālas priekšrocības salīdzinājumā ar pretiniekiem. Tas notiek divās daļās, jo biežāk tiek parādīts jauns attēls, jo ātrāk var pamanīt svarīgas izmaiņas, kā arī attēla gluduma palielināšanās atvieglo precīzāku darbību veikšanu.