Mire jó a nagy frissítési frekvencia?

Frissítve: 2023. május. 4.

A paneltechnológia fejlődése oda vezetett, hogy az LCD monitorok frissítési frekvenciáját a hosszú-hosszú ideig stagnáló 60 Hz-ről, vagy ennél kicsivel nagyobb értékről, elég rövid idő alatt 120 vagy 144 Hz-ig, majd bizonyos paneleknél 240 Hz-ig sikerült kitolni. Némi szünet után megjelentek a 360 Hz-es, sőt legutóbb, bár egyelőre csak mutatóban, az 500 Hz-es panelek is. De vajon miért jó ez, és miben jelent előrelépést? A gamerek tudják a választ, de azért érdemes az egyre növekvő frissítés jelentőségét közelebbről is bemutatni. 

A monitorokkal kapcsolatban a képkockaszám (frame rate) és a frissítési frekvencia (refresh rate) indokolt megkülönböztetéséről oldalunkon megjelent egy hosszabb írás: Képkockaszám, frissítési frekvencia. Emlékeztetésképpen röviden megadjuk a két fogalom jelentését:

A képfrekvencia vagy képkockaszám valamilyen konkrét mozgókép-tartalom (film, videó, játék) másodpercenkénti képkockáinak száma fps-ben (frame/s), míg a frissítési frekvencia a kijelző eszközök (esetünkben a monitor) által a képtartalomtól függetlenül kirajzolható képkockák száma. A képfrekvencia tehát a legtöbb esetben a képforráshoz, illetve jelforráshoz kapcsolódó fogalom, a frissítési frekvencia pedig a kijelző eszköz képességeit mutatja meg.

Némileg árnyalja ezt a meghatározást az, hogy bizonyos kijelzők képesek az eredeti képtartalom kockái közé eltérő tartalmú interpolált képkockákat beszúrni, és ezzel a képkockaszámot eredetileg nem létező képinformációval megnövelni. Az új képkockák előállítása az egymást követő képkockák interpolációjával történik. E rövid írásban a továbbiakban az interpolációt figyelmen kívül hagyjuk.

Most nézzük általánosságban, nemcsak az LCD kijelzőket tekintve, hogy milyen célból lehet fontos a frissítési frekvencia növelése!

Villogáscsökkentés (ami az LCD monitoroknál nem szükséges)

A frissítési frekvencia növelésének egyik – a film és később a képcsöves televízió megjelenése óta – alapvető ok (volt) a kép villogásának vagy vibrálásának (flicker) leküzdése, mivel ez a jelenség már néhány perc elteltével is nagyon zavaró lehet a néző számára. Ezt a problémát és megoldását elég részletesen bemutattuk ebben az írásban. Minthogy a felvételi képfrekvencia (képkockaszám/másodperc) mind a filmnél (24 kép/s), mind a televíziónál (25 vagy 30 kép/s) túl kicsi (volt) a villogásmentes megjelenítéshez, ugyanazt a filmkockát a vetítőgép kétszer vagy háromszor (48 Hz vagy 72 Hz „frissítés”) vetítette ki, a televíziózásban pedig csaknem a kezdetektől fogva az ún. váltott soros (interlaced) letapogatást használták. A teljes képkockát, azaz a frame-et két félképre, azaz field-ekre bontották, amelyek sorszáma a teljes kép sorszámának fele volt. Az első félképet a páratlan sorok, a másodikat a páros sorok rajzolták ki. Az eltérés a filmhez képest az volt, hogy már a kamerában, a felvétel során megtörtént a félképekre bontás, és természetesen a tv-készülékek is félképek sorozatát jelenítették meg. Mindenesetre így megvalósult az 50, illetve 60 Hz-es „frissítés”, ami a képcső villogását radikálisan csökkentette.

Jó hír azonban, hogy éppen az LCD képernyők – a mai monitorok és televíziók túlnyomó többsége ilyen – pont a villogástól gyakorlatilag teljesen mentesek, még alacsony frissítési frekvencia mellett is. Tehát egy 24 kép/s-os filmet nyugodtan nézhetünk 24 Hz frissítésre beállított monitoron, nem fogunk észrevehető villogást látni. Ennek magyarázata az LCD kijelzők működésében keresendő. Ellentétben a filmvetítővel vagy a CRT képcsővel, az LCD kijelző pixelei a frissítés pillanatában felvett fénysűrűséget a frissítési ciklus teljes időtartama alatt megtartják (egy gyakorlatilag elhanyagolható csökkenéstől eltekintve). Ezt nevezik „sample and hold” működési módnak. Tehát az LCD nem villog! Kivéve egy, a gaming monitoroknál használt speciális funkciót, amelyre írásunk második felében visszatérünk.

A játékélmény javítása

Akkor hát miért jó az LCD monitorok esetében a megszokott 60 Hz-nél nagyobb frissítési frekvencia? Nos a rövid válasz, hogy ez a gamereknek fontos, és nekik is csak akkor, ha a játék folyton változó képkockaszáma meghaladja a 60 kép/s-ot. De miért is?

A PC-játék mint „interaktív mozgókép” egy dologban nagyon eltér minden más mozgóképtől: játék közben a másodpercenként generált (renderelt) képkockák száma, azaz a frame rate széles határok között változhat a játék fajtájától, a PC (főleg a grafikus kártya) teljesítményétől és a játékos reakcióitól függően. A játék frame rate-je a mai hardveres háttér, és az egyre gyorsabb, egyre fejlettebb játékprogramok miatt jó nagy mértékben meghaladhatja a hagyományos frissítési frekvenciát (60 Hz), illetve ez alá csökkenthet. Az emiatt keletkező képhibákat, mint a képtörés, illetve az akadozás és járulékos késleltetés részben (V-Sync On, V-Sync Off) vagy csaknem teljesen (Az Nvidia G-Sync vagy az AMD FreeSync megoldásával, azaz a monitor frissítésének dinamikus vagy „adaptív” változtatásával) kordában lehet tartani. A „kordában tartás” (a változó frame rate-ből adódó képhibák csökkentése) a maximális frissítési frekvencia növelésével, illetve ezzel egyidőben az említett adaptív szinkron technológiák használatával – amikor nem a játék frame rate-jét kell a monitor frissítéséhez igazítani, hanem fordítva – a legeredményesebb.

A nagy frissítési frekvencia leglátványosabb hatása, hogy a frissítési ciklus ideje, így a „sample and hold” idő lerövidül (144 Hz-nél kb. 7 ms, 240 Hz-nél 4 ms), ami a képen látható objektumok, alakok stb. gyors mozgása esetén rendkívül jótékony hatást gyakorol az LCD monitorokon egyébként zavaró mozgás-elmosódásra (motion blur). Feltéve, hogy a panelre jellemző válaszidő is kellően alacsony. Mert ha nem, akkor a válaszidő is „beleszól” a mozgás-elmosódás nagyságába.

A másik kedvező hatás – de csak akkor, ha a játék képkockaszáma is magas – hogy a másodpercenként megjelenített mozgásfázisok számának növekedésének köszönhetően a játékos pontosabb tudja végrehajtani a szükséges akciókat.

Az „impulzusüzemű” LCD

Említettük fentebb, hogy van egy kivétel, amikor az LCD képernyőknél is fontos a képvillogás csökkentése a frissítési frekvencia növelésével. A legújabb, játékosoknak szánt LCD monitorok egyre növekvő részébe ugyanis beépítik az ún. mozgáselmosódás-csökkentés (Motion Blur Reduction) funkciót, amely a különböző gyártóknál más-más nevet visel (általános elnevezése ULMB = Ultra Low Motion Blur, azaz ultra alacsony mozgás-elmosódás). Ez az eljárás a frissítési frekvenciával azonos ütemben, változtatható vagy fix mértékben lerövidíti a háttérvilágítás idejét (láthatóságát), ezzel a működést a CRT “impulzusjellegű” működéséhez közelítve. (A képcsövön ugyanis adott pillanatban csak egyetlen pont világít, illetve világítana, ha nem lenne a foszfornak utánvilágítása. De még utánvilágítás mellett is a képpontok nagy része sötét a kép kirajzolása során, azaz a képciklus alatt.)

Tehát az LCD monitor az ULMB bekapcsolásával az eredendően “sample and hold” működési módját “feladja”, és “impulzusvezérelt” működéssel cseréli fel, radikálisan javítva így a mozgásélességet. A háttérvilágítás „kapuzása” miatt azonban megjelenik a villogás, amelyet az LCD eredetileg oly sikeresen küszöbölt ki. Hogy a villogás ne legyen zavaró, a monitor frissítési frekvenciáját ajánlatos megnövelni (legalább 80-120 Hz-re). Az ULMB-nek egyéb mellékhatásai is vannak, mint pl. a maximálisan elérhető fényerő nagy csökkenése és az ún. strobe crosstalk, ami képkettőződésként jelenik meg.

(Az ULMB nem tévesztendő össze a szintén villogást okozó PWM fényerő-szabályozással, ahol az impulzusfrekvencia sokszorosa a frissítési frekvenciának, mégis zavaró lehet, mert egy kép kirajzolása alatt többször bekövetkezhet a villogás.)

***

A frissítési frekvencia növelése az LCD monitoroknál tehát a fenti okokból kívánatos és hatásos fegyver, de ha nem játékról, hanem a mozgókép más formáiról van szó, ahol a képfrekvencia a legtöbbször állandó, és viszonylag alacsony, akkor általában nem jelent előnyt a nagyobb frissítési frekvencia. A képkockaszám egész számú többszörösének megfelelő frissítési frekvenciát választva csak képismétlés történik, pl. amikor a 24 kép/s-os filmet vagy a 60 kép/s-os videoképet 120 Hz frissítéssel jeleníti meg a monitor. Az előny ilyenkor abban jelentkezhet, hogy pl. a 24 kép/s 60 Hz-es megjelenítésekor fellépő ún. judder (enyhe akadozás) jelenségét megszünteti. Ha azonban esetleg kivételesen 120 kép/s vagy még nagyobb kockaszámú (HFR = high frame rate) videót akarunk megnézni, akkor az ehhez illeszkedő frissítési frekvencia jól jöhet.

Rainbow vicomte

Legyen Ön az első hozzászóló

Várjuk hozzászólását!

Az Ön email címe nem kerül nyilvánosságra.


*


Ez az oldal az Akismet szolgáltatást használja a spam csökkentésére. Ismerje meg a hozzászólás adatainak feldolgozását .