Почему монитор не видит 120 гц

Здравствуйте. На написание этого блога меня вдохновила тема на форуме, в которой обсуждалось, влияет ли на комфортность игры количество кадров в секунду (к/с), выдаваемых видеокартой (назовём его для краткости – фреймрейт) если оно выше частоты кадров, которую может отобразить монитор. Давайте попробуем разобраться, какой фреймрейт комфортнее на 60-герцовом мониторе: 100 кадров в секунду без ограничений или 60 с вертикальной синхронизацией. Так ли заметно увеличение фреймрейта выше 60 к/с, или это просто самовнушение? Попробую объяснить "на пальцах", не вдаваясь в технические подробности.
Для начала вспомним, как подготавливается и отображается кадр.
Сначала система опрашивает органы управления – клавиатуру, мышь, геймпад и т.п. Затем на основе этих данных начинается рассчёт кадра. Когда он закончится, готовое изображение попадает в кадровый буфер видеокарты, откуда уже передаётся на монитор для отображения. Далее система снова опрашивает органы управления, и процесс повторяется. Рассмотрим 3 случая:

  • 1. Фреймрейт ниже частоты монитора (36 к/с).
  • 2. Теоретический фреймрейт выше частоты монитора (100 к/с), но ограничен вертикальной синхронизацией на 60 к/с.
  • 3. Фреймрейт 100 к/с, без ограничений.

Время отрисовки кадра монитором я приму равным времени периода одного кадра. На самом деле, оно может сильно отличаться как в большую, так и в меньшую сторону. Оно складывается из времени передачи изображения к монитору, задержки на буферизацию, времени отклика матрицы. Чем выше разрешение картинки, тем дольше она будет передаваться по кабелю. Для Full-HD это чуть меньше периода кадра. Для меньших разрешений, соответственно, меньше, для больших – больше. Задержка буферизации сильно отличается у разных моделей и может составлять от нескольких миллисекунд до десятков и даже сотен. Так же и время отклика матрицы может варьироваться от 2-3 до 12-20 мс. Чтобы исключить все эти условности я буду считать время отрисовки кадра монитором равным 17 мс. Почти идеальный монитор. Для удобства восприятия разные кадры раскрашены разными цветами.

На первом рисунке ниже представлен первый случай, фреймрейт 36 к/с.

На первом графике вверху показано время опроса органов управления (Упр.), внизу время отклика (Откл.) в миллисекундах. На втором графике показано время рассчёта кадров системой, штрихом показан момент передачи изображения в кадровый буфер. На третьем графике показан процесс передачи данных к монитору и отображение кадра. Разница между моментом опроса органов управления и моментом появления готовой картинки на мониторе – есть время отклика, показанное цифрами на первом графике. Итак, из графика видно, что часть кадров показывается на мониторе дважды, часть – один раз. Из-за этого изображение выглядит дёрганым и ощущается некомфортно. Среднее время отклика 50 мс.

На втором рисунке представлен второй случай. Включена вертикальная синхронизация, фреймрейт 60 к/с.

Система начинает опрос органов управления и расчёт следующего кадра только тогда, когда предыдущий кадр начал передаваться на монитор. Из графиков видно, что каждый кадр отображается строго один раз. Время отклика постоянное и равно 33 мс. Изображение идёт плавно, без рывков.

Но что будет, если мы отключим вертикальную синхронизацию? Станет ли играть комфортнее? На третьем рисунке представлен третий случай. Вертикальная синхронизация отключена, система выдаёт свои максимальные 100 к/с.

На первом графике видно, что среднее время отклика немного снизилось, и казалось бы, играть будет комфортнее. Но что случилось с плавностью картинки? На третьем графике видно, что монитор всё так же показывает свои 60 кадров в секунду. И часть кадров, выдаваемых системой он пропускает. Как это скажется на плавности? Допустим, вы плавно поворачиваете камеру. За каждый кадр, выдаваемый системой, камера поворачивается на 5 градусов. А монитор показывает кадры 1-3-5-6-8-10-11-13-15-16-18. Таким образом, камера на экране монитора поворачивается на 10-10-5-10-10-5-10-10-5-10 градусов. Понятно, что изображение при этом будет идти не плавно, а с рывками, хоть и менее заметными, чем при низком фреймрейте. С включённой же вертикальной синхронизацией камера будет плавно поворачиваться на 8 градусов за кадр.
Кроме того, пользователя в этом случае подстерегает ещё одна проблема. Дело в том, что изображение на монитор передаётся не мгновенно, а занимает до половины периода кадра при FullHD и даже больше при более высоких разрешениях. Если в момент передачи текущего кадра видеокарта досчитает следующий и загрузит его в кадровый буфер, то монитор получит часть первого кадра и часть второго. Из-за этого на изображении появляются неприятные разрывы.

Выводы.

С включённой вертикальной синхронизацией изображение движется плавно, без рывков. С выключенной немного снижается время отклика на действия игрока, но движения становятся менее плавными и появляются разрывы изображения. Стоит заметить, что при низком фреймрейте, его увеличение до 60 к/с даёт весьма ощутимое улучшение отклика и плавности. Так, увеличение фреймрейта с 36 до 60 к/с (на 67%) снизило время отклика на 17 мс с 50 до 33 мс, на 33%. В случае же повышения фреймрейта с 60 до 100 к/с (на те же 67%), время отклика снижается всего на 3 мс или на 9%, с 33 до 30 мс. Заметно ли это на глаз? Я сомневаюсь. В противовес мы получаем рывки, разрывы изображения, большее энергопотребление и нагрев системы, повышение шума и уменьшение ресурса. Стоит ли игра свеч, пусть каждый решает сам для себя. А что вы думаете по этому поводу?

В предыдущих статьях мы рассказали вам о десятках популярных мифов, касающихся процессоров, видеокарт, материнских плат, ОЗУ, блоков питания и SSD. Теперь же поговорим о не менее важном компоненте ПК — о мониторе, про которые за последние пару десятков лет придумали не меньшее число мифов. Как всегда текстовая версия под видео 👇🏻

Читайте также:  Как очистить озу планшета

Миф №1. Мониторы с частотой 100-240 Гц не нужны, так как человеческий глаз не видит больше 24 кадров в секунду.

Миф стар как мир, и идет он от того, что для плавности видео хватает 24 кадров в секунду. Но не стоит забывать, что в видео каждый кадр немного смазан, то есть содержит часть предыдущего, поэтому переход между кадрами заметен меньше. В играх же каждый кадр четкий — это легко понять, делая скриншоты, поэтому тут 24 кадров не хватит, картинка будет казаться дерганной. А вот какая нужна частота обновления монитора (и соответственно FPS), чтобы ощутить плавность, индивидуально для каждого человека, но в общем и целом большинство людей без проблем заметят на глаз разницу между 60 и 144 Гц.
Миф №2. IPS-мониторы лучше, чем MVA/TN.

Очень часто на различных форумах или от консультантов в магазинах электроники можно услышать, что самые лучшие мониторы идут на IPS-матрицах. На деле это не совсем так — все зависит от того, какой смысл вкладывать в слово «лучшие». Так, у IPS действительно лучшие углы обзора и сочнее цвета, но при этом у TN ниже задержка, поэтому киберспортивные 120-240 Гц матрицы с задержкой в 1-3 мс в подавляющем большинстве случаев базируются именно на этой старой технологии. Матрицы MVA по задержкам и цветам находятся между IPS и TN, но зато их плюс — очень высокая контрастность (2000-3000:1), что позволяет добиться глубокого черного цвета. Так что в итоге не нужно всегда брать IPS — лучше проанализировать свой спектр задач и выбрать под него оптимальный тип матрицы.

Миф №3. Мониторы портят глаза.

Это не совсем миф — увы, даже в 2019 году в продаже есть множество мониторов, которые используют для регулировки яркости ШИМ: иными словами, они мерцают. Это может негативно сказываться на людях с чувствительными глазами — они будут быстрее уставать, могут появиться жжение или покраснение. Инженеры решили эту проблему, создав технологию Flicker-Free — она позволяет менять яркость монитора без использования мерцания, тем самым минимизируя нагрузку на глаза.
Но если мы берем не мерцающие матрицы, то ученые не смогли найти вреда от них: скорее, тут виноваты мы сами, часами просиживая за ПК, редко моргая и не меняя расстояние до монитора. Так что если вы вынуждены днями работать за ПК — делайте постоянные перерывы, дабы глаза могли отдыхать.
Миф №4. Монитор можно откалибровать «на глаз».
Ни для кого не секрет, что многие мониторы с завода идут не откалиброванными: где-то белый цвет выглядит серым, где-то много синего цвета, где-то монитор явно отдает в желтизну. Многие ОС, в том числе и Windows, позволяют откалибровать монитор и без профессионального оборудования, но тут есть один подвох: наши глаза — это крутые оптические приборы, которые умеют подстраиваться под обстановку, поэтому буквально за полчаса использования нового монитора вы перестанете замечать, например, его желтизну. И как только вы будете пытаться ее исправить, вам будет казаться, что картинка становится излишне синей.

Поэтому наилучшим выходом будет поиск в интернете цветового профиля для своей матрицы: да, матрицы с одинаковой маркировкой все же будут немного различаться по цветам, но в любом случае такой цветовой профиль приблизит картинку к идеальной. Но а если вы готовы раскошелиться — всегда можно заказать калибровку у профессионалов: в таком случае вы получите самую лучшую возможную картинку именно для вашей матрицы.

Миф №5. Монитор должен стоять на расстоянии вытянутой руки.
В огромном количестве руководств для начинающих пользователей ПК пишется, что монитор должен находиться на расстоянии 50-60 см от глаз. Что делать людям со слабой близорукостью, которые не носят очки и у которых картинка на таком расстоянии размывается, там обычно не уточняется.
На деле глаз при работе с монитором должен находиться в состоянии покоя аккомодации — говоря простым языком, он должен без напряжения фокусироваться на изображении естественным образом. Расстояние, на котором проявляется это состояния, зависит от множества факторов, таких как яркость монитора, возраст, освещение, ношение очков и т.д. Так что «грести всех под одну гребенку» тут не стоит, и каждый волен сидеть за монитором так, чтобы его глаза напрягались как можно меньше.
Миф №6. G-Sync работает при любой частоте кадров.
NVIDIA G-Sync — технология, применяемая в видеокартах NVIDIA и предназначенная для автоматической подстройки частоты кадров монитора под частоту кадров сигнала с видеокарты. Фича достаточно дорогая, если зайти на E-каталог, в раздел мониторы и отфильтровать модели с G-Sync вы обнаружите, что самый дешевый монитор стоит от 20000 рублей. Игровые модели стоят еще дороже, ценник легко перевливает за 40 и даже 60 тысяч.
Технологии G-Sync не один год, и достаточно дорогие мониторы с ней наделяют чуть ли не мифическими свойствами. На деле они всего лишь делают картинку несколько плавнее, убирай разрывы кадров, которые получаются при отключенной вертикальной синхронизации. И немногие знают, что у этой технологии есть ограничение сверху: она перестает работать, если на экран выдается больше кадров, чем герцовка монитора. Иными словами, если вы играете на G-Sync мониторе с частотой 100 Гц в игру с 120 fps – вы все равно будете видеть разрывы кадров. Так что если ваш монитор поддерживает эту технологию – имеет смысл принудительно ограничить максимальный fps герцовкой монитора.
Миф №7. G-Sync больше не нужен — современные видеокарты от Nvidia научились работать с FreeSync.
Да, действительно, около полугода назад Nvidia в своих драйверах реализовала поддержку бесплатного стандарта Adaptive-Sync (он же FreeSync) для видеокарт 1000 и 2000 линейки. Особенность этого стандарта в том, что он, как и G-Sync, позволяет синхронизировать частоту обновления монитора с частотой кадров в играх, тем самым убирая разрывы изображения. И с учетом того, что FreeSync бесплатен, то мониторы с ним стоят дешевле, чем с G-Sync.

Читайте также:  Американские тракторы джон дир

Казалось бы — вот оно счастье, больше не нужно переплачивать за G-Sync? Как бы не так: Nvidia решила протестировать доступные на рынке мониторы с «вражеской» технологией, и на деле 100% совместимость (G-Sync Compatible) на данный момент имеют лишь 28 из 503 протестированных решений.
Разумеется, это не значит, что другие мониторы с FreeSync работать не будут — включить его можно для любого решения в настройках графического драйвера от Nvidia, но вот за различные артефакты изображения, небольшой диапазон работы этой технологии, подергивания картинки и прочие проблемы «зеленая» компания ответственности не несет.
Так что если вам говорят, что любой FreeSync-монитор отлично работает с видеокартами Nvidia — не верьте, на деле картинку уровня G-Sync обеспечивают лишь считанные проценты таких мониторов, поэтому перед покупкой внимательно читайте в обзорах, как обстоят дела с поддержкой этой технологии — если она вам, конечно, нужна. Полный список мониторов на сайте Nvidia Статья на hardwareluxx о том, почему только 6% мониторов получают сертификат G-SYNC Compatible
Миф №8. Яркость монитора должна быть максимально высокой.

Пожалуй, это один из самых вредных для глаз мифов — на деле яркость монитора должна быть сравнимой с яркостью окружения, в офисе это обычно около 150-200 кандел на квадратный метр. Очень высокая яркость приведет к дополнительному напряжению мышц глазного яблока, что приведет к более быстрому их утомлению, а это, в свою очередь, негативно скажется на остроте зрения. Пожалуй, единственное исключение — это игры: тут большая яркость поможет лучше различать врагов в темноте, но при обычных задачах ее лучше снижать до указанного выше уровня.
Миф №9. Разные цифровые выходы дают картинку разного качества.
Миф тянется с 90ых годов, когда банально от замены VGA-кабеля качество картинки могло измениться. Разумеется, с цифровым подключением таких проблем нет — разница между HDMI, DVI и DisplayPort заключается только в различных максимальных разрешениях и возможности выводить звук. Поэтому если указанные выше кабели и коннекторы не повреждены, то картинка будет абсолютно идентичной.
Миф №10. Чем шире цветовой охват монитора, тем лучше.
Это не совсем миф, это скорее просто лишняя трата денег. В последнее время стало появляться все больше мониторов с широкими цветовыми охватами: Apple использует DCI-P3, еще одним известным можно считать AdobeRGB. Стоят обычно решения со 100% покрытием этих цветовых пространств дорого, а толку от них для рядового пользователя нет совсем: подавляющее большинство изображений, видео и игр заточены под стандарт sRGB, поэтому можно сэкономить и брать мониторы с максимальным покрытием этого стандарта, разницы в большинстве задач вы не заметите.
Миф №11. Рядом с монитором должен стоять кактус. А желательно парочка. И обязательно защитную пленку на экран наклеить нужно.
О, эти кактусы, которые в 90ых и нулевых встречались чуть ли не в каждом офисе — миф о том, что они нейтрализуют вредное излучение ЭЛТ-мониторов, был невероятно популярен. А в самых запущенных случаях на монитор наклеивали еще и специальную защитную пленку, которая опять же должна была спасти от страшного и опасного излучения кинескопа.

Конечно, на деле оба способа абсолютно не помогали, ибо в «пузатых» мониторах того времени уже была защита от тормозного рентгеновского излучения (например, стекло легировали свинцом, а блоки строчной развертки имели защиту от высокого напряжения). Так что ЭЛТ-мониторы были вредны лишь для глаз, а от этого мифа выиграли только продавцы кактусов. Забавно, но даже с массовым переходом на ЖК-мониторы до сих пор в офисах можно встретить рядом с ними кактусы — так велика сила этого мифа.

На что способен человек

С самого начала развития кинематографа и анимации появился миф о том, что 24 кадра в секунду — максимум, что может распознать человек. Якобы делать больше нет абсолютно никакого смысла, и визуально плавность анимации никак не изменится.

Для человека слайдшоу превращается в анимацию уже на частоте примерно 15 кадров в секунду. Но чем выше частота кадров, тем лучше воспринимается картинка. А 24 кадра никак не связаны с физиологией. В основе такого формата больше лежит экономические и технические моменты — киноплёнка тех времён и оборудование для воспроизведения были наилучшими по соотношению цена-качество.

Читайте также:  Как восстановить аккаунт гугл после прошивки

С развитием технологий люди создали новые носители, аналоговые передачи сменились цифровыми: мы смогли перейти на 30 кадров в секунду и больше. Например, система IMAX воспроизводит 48 кадров в секунду, а трансляции игр на Twitch — до 60 FPS. И только скажите, что не замечаете, как картинка на 60 кадров в секунду становится плавнее, чем на 30!

После 60 FPS разницу на большей частоте при просмотре видео уловить сложнее. Тут больше зависит от индивидуального восприятия каждого человека. Например, в американских ВВС проходил тест среди пилотов истребителей. И те умудрялись не просто заметить самолёт, который отображался за один кадр в видеоряде с частотой 220 кадров в секунду, но и назвать его модель. Так что точного ответа на вопрос, сколько кадров распознаёт человек, не существует.

На что способен монитор

Сейчас у большей части мониторов частота обновления равна 60 Гц. Но технологии ушли вперёд, и мы уже можем делать матрицы, которые будут выдавать и 120 Гц, и 144, и даже 240. Но зачем? Мониторы с большой частотой стоят значительно дороже, а пользу ощущают далеко не все. У современного видео частота не превышает 60 кадров в секунду, а значит, и спрос на мониторы с большей частотой обновления невелик.

Но если мы говорим об играх, то они выдают гораздо большие значения FPS, чем видеоконтент. В Counter-Strike: Global Offensive, например, частота и вовсе не ограничена. А самые искушённые игроки ощущают лаги меньше чем при 300 FPS. Чтобы эти кадры в секунду использовались с максимальной эффективностью, нужен монитор с большей частотой обновления.

Приведём простой пример. В первом случае вы сидите и смотрите со стороны, как кто-то играет в CS:GO на мониторе с частотой обновления 144 Гц и с 300 FPS, а рядом сидит человек с монитором на 60 Гц и 60 FPS в игре. Очевидной разницы в изображении для вас не будет никакой. Но если вы сядете на места игроков, то вы сразу почувствуете, что всё происходит чётче, плавнее и точнее.

Это можно доказать и на цифрах. При частоте 60 Гц кадр меняется каждые 16 мс, а при 144 Гц — каждые 6 мс. Несмотря на то что почти трёхкратная разница вообще не будет заметна глазу, мелкая моторика человека после нескольких лет оттачивания мастерства игры использует эти 10 мс для более точного наведения прицела на голову. Это невозможно объяснить словами, только прочувствовать. Все киберспортсмены, кстати, требуют от организаторов использовать мониторы со 144 Гц.

Во-первых, разница между любым профессиональным игроком и его оппонентом настолько мизерна, что даже такие мелочи могут решить исход сражения. Во-вторых, они играют на такой частоте везде — дома, на буткемпе и на других турнирах. За долгое время они привыкли к 144 Гц. На меньшей частоте они не просто не смогут реализовать свой потенциал и будут чувствовать сильный дискомфорт. Им будет казаться, что всё тормозит и лагает.

Кадры лишними не бывают

Может ли монитор с 60 Гц отобразить больше 60 кадров в секунду? Нет, не может. Другой вопрос, что именно он отобразит. Вывод изображения на экран и рендер кадров на компьютере не происходят одновременно. Существует небольшая задержка, которая называется Input Lag. Когда вы двигаете мышкой или нажимаете клавишу, на экране это применится только в следующем кадре.

Если вы играете на 60 FPS, то минимальная разница между движением и отображением составит примерно 16 мс. Если же частота в два раза больше, то перед показом следующего кадра система успевает зарендерить два, а на экран будет выведен более актуальный. Итого, задержка сокращается вдвое. Исходя из этого напрашивается вывод: больше FPS — это всегда хорошо, вне зависимости от того, какая у монитора частота обновления.

Техника не чит, а инструмент

Что будет, если дать обычному человеку самую крутую кисть, краски, холст и попросить его написать шедевр прямо здесь и сейчас? Очевидно, ничего у него не выйдет. Для того чтобы достичь результата, нужна практика, тренировка и сноровка. Если за тысячу часов в CS:GO на мониторе 60 Гц и с 60 FPS вы так и остались сильвером, то никакие мониторы и показатели FPS не сделают из вас чемпиона мейджора. На результат слишком сильно влияет человеческий фактор — форма, настроение, состояние, реакция и масса других особенностей. Ни в коем случае нельзя сводить всё к техническим аспектам.

Всё зависит от потребностей и возможностей. Некоторых устраивает даже 30 FPS и они не видят смысла тратить несколько тысяч долларов на мощный компьютер с самым новым железом и тем более на монитор с частотой 120 Гц и больше. Другие же чувствуют плохую отзывчивость управления даже на 60 Гц, хотя ни разу не пробовали большую частоту. А на топовом уровне всё должно быть самое лучшее — скилл игроков и условия, в которых они выступают. Для того чтобы они могли реализовать свой потенциал на максимум, им нужны инструменты с максимально возможными характеристиками. Профессионалы в курсе, как реализовывать эти собранные по крупицам миллисекунды, а у равных по скиллу соперников именно они решают исход сражения.

“>

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector