Что такое частота обновления экрана и какую выбрать для игр и фильмов

Частота обновления экрана — одна из наиболее спорных характеристик дисплея. Распространено мнение, что чем выше этот параметр, тем лучше качество изображения на телевизоре, мониторе компьютера или смартфоне. Но всегда ли это так?

Разбираемся, когда действительно нужен дисплей с большой герцовкой, а когда достаточно и обычных 60 Гц.

Что такое частота обновления экрана

Частота обновления экрана — это скорость, с которой дисплей заменяет одну картинку на другую. Независимо от того, смотрите ли вы видео на телевизоре или на смартфоне открыто статичное меню, экран демонстрирует изображения, которые непрерывно сменяют друг друга.

Например, при частоте 120 Гц экран обновляет изображение 120 раз в секунду, картинка сменяется каждые 8,3 мс. А при частоте 60 Гц новое изображение появляется раз в 16,7 мс. Чем быстрее одно изображение сменяет другое, тем менее заметными для глаза будут отдельные кадры и более плавным будет видео или анимация, особенно в динамических сценах и играх.

Разница в четкости динамической картинки при разной частоте обновления экрана

Существует миф, что человеческий глаз не способен воспринимать больше 24 кадров в секунду, а 25-й кадр оказывает скрытое воздействие на подсознание. Об этом эффекте в 1957 году заявил американский маркетолог Джеймс Викари. Он вставил в фильмы несколько кадров с надписью «Пейте кока-колу!» и «Ешьте попкорн!» и утверждал, что это увеличило продажи в магазинах кинотеатров.

Но научные исследования опровергли влияние этого эффекта и показали, что чувствительность глаза гораздо выше, а значит, более высокая частота обновления кадров имеет смысл. Спустя несколько лет Викари признался, что сфабриковал результаты эксперимента.

Чтобы убедиться, что разница в количестве кадров действительно заметна для глаза, необязательно проводить сложные эксперименты. Достаточно полистать меню в смартфоне с поддержкой частоты 120 Гц — сначала, установив в настройках максимальную скорость обновления, а потом с ограничением в 60 Гц. Если есть возможность положить рядом два смартфона с разной частотой кадров, получится еще нагляднее.

Что влияет на плавность изображения

Чем выше частота обновления, тем быстрее дисплей перерисовывает изображение. Именно поэтому при быстрой смене кадров динамические сцены и движения отображаются более плавно, без размытия и артефактов.

Но польза от высокой частоты обновления экрана ограничена количеством кадров, с которым воспроизводится контент. Например, в кинопроизводстве по-прежнему стандартный формат съемки — 24 кадра в секунду, а в цифровом телевидении — 25–30 кадров в секунду. Это значит, что в большинстве случаев экран с более высокой частотой просто несколько раз показывает один и тот же кадр.

В играх частота обновления кадров (FPS) зависит как от самой игры, так и от работы процессора и графической карты. Слабые чипы в смартфонах и ПК обрабатывают данные медленнее, поэтому в тяжелых играх во время игры FPS может падать до 30 кадров и даже ниже. В этом случае особой разницы между монитором с частотой обновления экрана 60 Гц и 144 Гц тоже не будет. Поэтому, выбирая монитор для игр, обращайте внимание на возможности компьютера.

Кроме того, ограничения накладывает и подключение — тип кабеля, который соединяет монитор с ПК. Например:

• У VGA максимальная частота передачи кадров составляет 60 Гц,
• HDMI 1.4 поддерживает FPS до 120 Гц в формате Full HD и до 60 Гц в формате 2K,
• HDMI 2.0 — до 240 Гц и 120 Гц соответственно.

Именно поэтому, если вы хотите выводить на экран изображение в формате 2К (2560 × 1440) с разрешением 120 Гц, нужно, чтобы разъем на видеокарте и кабель поддерживали формат не ниже HDMI 2.0.

При этом высокая частота обновления экрана может вызывать проблемы с качеством изображения в динамических сценах. Например, если пиксели не успевают изменить цвет и яркость с той же скоростью, с которой дисплей дает сигнал обновить картинку, за быстродвижущимися объектами могут возникать шлейфы.

Кому нужна высокая частота обновления экрана

Максимальную выгоду от дисплея с высокой частотой обновления получат геймеры, прежде всего любители онлайн-шутеров. Динамически меняющиеся сцены становятся более плавными, исчезает эффект размытия. Кроме того, быстрая матрица раньше отрисует противника, который резко появился из-за угла — и у игрока будет несколько дополнительных миллисекунд, чтобы успеть успеть среагировать.

Для монитора

Чтобы не переплачивать за избыточные возможности, перед покупкой нового дисплея проверьте, какую максимальную производительность может обеспечить ПК в играх, в которые вы собираетесь играть. Для этого можно использовать бесплатные утилиты, например MSI Afterburner, или использовать встроенные средства, предусмотренные в драйверах видеокарты. Если в любимых играх FPS не превышает 60 кадров в секунду, и обновлять ПК в ближайшее время вы не планируете, покупать монитор на 240 Гц нет смысла.

Обратите внимание: если частота обновления дисплея отличается от скорости, с которой видеокарта генерирует кадры, это может привести к разрыву изображения — ошибке, при которой в верхней и нижней части экрана отображаются фрагменты разных кадров. Скорость работы чипа зависит от сложности 3D-сцены в видеоигре: FPS может динамически меняться, а дисплей работает с фиксированной частотой. Из-за рассинхронизации экран начинает выводить один кадр, а заканчивает уже другой.

Пример разрыва изображения во время игры. Изображение: @rtx4765

Изначально, чтобы решить проблему с разрывом изображений, придумали технологию V-Sync (вертикальная синхронизация). Она синхронизирует количество кадров в секунду, которое генерирует видеокарта, с частотой обновления экрана. На дисплее с частотой обновления 60 Гц игра будет ограничена значением в 60 FPS. А если исходный FPS ниже этой планки, то он сократится до кратного значения — например, 50 кадров в секунду уменьшится до 30, чтобы новый кадр попадал на каждое второе обновление.

Из-за принудительного снижения количества кадров, которые генерирует видеокарта, и принципов работы технологии могут возникать задержки вывода картинки во время игры. Если видеокарта не успевает отработать сложную сцену, вместо частично обновленного изображения с разрывом на экране просто снова покажется старый кадр. В динамичных играх такие задержки в доли секунды могут быть критичными — например, во время боя.

Более современные технологии используют динамическое обновление частоты экрана. Например, FreeSync, разрабатываемый компанией AMD и G-Sync от NVidia постоянно регулируют частоту обновления экрана в зависимости от FPS, который генерирует видеокарта. Этот метод устраняет разрывы без ущерба для производительности.

Для телевизора

Проблему с разницей между количеством кадров и частотой обновления экрана решают и телевизоры. Модели среднего и дорогого сегмента, выпущенные за последние несколько лет, умеют генерировать промежуточные кадры, которые вставляются между кадрами исходного видео. Так, видео, записанное с частотой 30 кадров в секунду, будет достроено до 120 FPS, чтобы соответствовать частоте обновления матрицы телевизора. На практике это может проявиться в виде легкого и едва заметного дрожания картинки, когда количество кадров в секунду не кратно частоте обновления экрана. На этот случай в настройках обычно можно выбрать несколько уровней «дорисовывания» кадров или отключить эту функций полностью.

Для смартфона

Для смартфонов высокая частота обновления экрана также может быть полезна в играх: она уменьшает размытость изображения при движении. Кроме того, дополнительный плюс — более удобная навигация по меню. Чем выше частота обновления экрана, тем более плавно и отзывчиво выглядят интерфейсы — например, при просмотре меню или при скроллинге социальных сетей.

Обратная сторона высокой частоты обновления экрана — высокая нагрузка на аккумулятор. Однако многие современные модели поддерживают динамическую частоту обновления экрана: в зависимости от контента она меняется, чтобы не тратить лишний заряд. Это значит, что при пролистывании меню и в играх с поддержкой повышенной герцовки дисплей будет работать с максимальной частотой, а при отображении статического кадра, например при просмотре фотографии, этот параметр будет снижен.

Какую частоту обновления выбрать

Геймерам. При выборе игрового монитора обращайте внимание на соответствие частоты обновления экрана возможностям вашего ПК и требованиям игры. Если ваши процессор и видеокарта не способен запускать игру с FPS более чем 60 кадров в секунду, покупка монитора с высокой частотой обновления не улучшит качество игры.

Кроме того, выбирая монитор, подумайте, какие игры вы предпочитаете. Для пошаговых стратегий, где скорость не является критическим фактором, монитора с частотой обновления 60 Гц будет достаточно. Для большинства современных игр подойдут дисплеи с частотой 120-144 Гц. Более высокая частота будет полезна только киберспортсменам.

Киноманам. Для просмотра эфирного ТВ и видеоконтента на потоковых сервисах — достаточно телевизора с частотой 50–60 Гц. Телевизоры 120 Гц подойдут для владельцев актуальных игровых консолей.

Для рабочего ПК. При работе с документами или веб-сайтами вы не заметите особой разницы между наиболее распространенными стандартными мониторами с частотой обновления экрана 60 или 75 Гц и более высокими. Если вы не планируете играть на ПК, лучше обратить внимание на другие параметры монитора.

Для смартфона. Для большинства повседневных приложений — социальных сетей, мессенджеров или YouTube— достаточно экрана на 60 Гц. Более высокая герцовка 120–144 Гц сделает более плавным управлением интерфейсами.

Основное преимущество экранов с частотой обновления 120 или 144 Гц получат любители игр. Но при выборе обращайте внимание также на установленный процессор и графический чип: если смартфон не тянет в игре больше 30 FPS, частота обновления 144 Гц ничего не изменит.