Obnovovací frekvence - Refresh rate
Obnovovací frekvence (nebo „vertikální obnovovací frekvence“, „vertikální rychlost skenování“, terminologie pocházející s katodové trubice ) je počet kmitů za vteřinu o tom, že rastrové zobrazovací zařízení displejů nový obraz. To je nezávislé na snímkové frekvenci , která popisuje, kolik obrázků je každou sekundu uloženo nebo generováno zařízením pohánějícím displej.
Na obrazovkách s katodovou trubicí (CRT) vyšší obnovovací frekvence způsobují menší blikání , čímž snižují namáhání očí. V jiných technologiích, jako jsou displeje z tekutých krystalů , obnovovací frekvence ovlivňuje pouze to, jak často lze obrázek potenciálně aktualizovat.
Nerastrové displeje nemusí mít charakteristickou obnovovací frekvenci. Například vektorové displeje nevystopují celou obrazovku, pouze skutečné řádky tvořící zobrazený obrázek, takže obnovovací rychlost se může lišit podle velikosti a složitosti obrazových dat.
U počítačových programů nebo telemetrie se tento termín někdy používá na to, jak často je datum aktualizován o novou externí hodnotu z jiného zdroje (například; sdílená veřejná tabulka nebo zdroj hardwaru).
Fyzikální faktory
Zatímco všechna rastrová zobrazovací zařízení mají charakteristickou obnovovací frekvenci, fyzická implementace se mezi technologiemi liší.
Katodové trubice
CRT rastrového skenování musí ze své podstaty aktualizovat obrazovku, protože jejich fosfory vyblednou a obraz rychle zmizí, pokud nebudou pravidelně obnovovány.
V CRT je vertikální rychlost skenování to, kolikrát za sekundu se elektronový paprsek vrátí do levého horního rohu obrazovky a začne kreslit nový snímek. Je řízen svislým zatemňovacím signálem generovaným grafickým řadičem a je částečně omezen maximální rychlostí horizontálního skenování monitoru .
Obnovovací frekvenci lze vypočítat z frekvence horizontálního skenování vydělením frekvence skenování počtem vodorovných čar plus určitou dobu, aby se paprsek mohl vrátit nahoru. Podle konvence je toto multiplikátor 1,05x. Například monitor s horizontálním snímacím kmitočtem 96 kHz při rozlišení 1280 × 1024 má za následek obnovovací frekvenci 96 000 ÷ (1024 × 1,05) ≈ 89 Hz (zaokrouhleno dolů).
Obnovovací frekvence CRT byly historicky důležitým faktorem při programování videohry. V časných systémech videohry byl jediný čas, který byl k dispozici pro výpočet, během intervalu vertikálního zatemnění , během kterého se paprsek vrací do horního rohu obrazovky a není vykreslen žádný obraz. I v moderních hrách je však důležité vyhnout se změně grafické vyrovnávací paměti počítače s výjimkou vertikálního sledování, aby se zabránilo blikání grafiky nebo trhání obrazovky .
Displeje z tekutých krystalů
Na rozdíl od CRT, kde obraz vybledne, pokud se neobnoví, si pixely displejů z tekutých krystalů zachovají svůj stav, dokud je k dispozici dlouhá energie, a proto nedochází k žádnému vnitřnímu blikání bez ohledu na obnovovací frekvenci. Obnovovací frekvence však stále určuje nejvyšší obnovovací frekvenci, kterou lze zobrazit, a přestože nedochází k žádnému skutečnému zatemnění obrazovky, vertikální interval potlačení je stále obdobím v každém obnovovacím cyklu, kdy se obrazovka neaktualizuje, během níž se obraz neobnovuje. data ve vyrovnávací paměti rámců hostitelského systému lze aktualizovat.
Počítač zobrazí
Na menších monitorech CRT (až do asi 38 cm) si jen málo lidí všimne nepohodlí mezi 60–72 Hz. U větších monitorů CRT (17 palců nebo 43 cm nebo větších) dochází u většiny lidí k mírnému nepohodlí, pokud není obnovovací frekvence nastavena na 72 Hz nebo vyšší. Rychlost 100 Hz je pohodlná téměř při jakékoli velikosti. To však neplatí pro LCD monitory. Nejbližší ekvivalent obnovovací frekvence na LCD monitoru je jeho obnovovací frekvence , která je často uzamčena na 60 fps. Ale to je zřídka problém, protože jediná část LCD monitoru, která by mohla produkovat blikání podobné CRT - jeho podsvícení - obvykle pracuje kolem minimálně 200 Hz.
Různé operační systémy nastavují výchozí obnovovací frekvenci odlišně. Microsoft Windows 95 a Windows 98 (první a druhé vydání) nastavily obnovovací frekvenci na nejvyšší frekvenci, kterou podle jejich názoru podporuje displej. Operační systémy založené na Windows NT , jako Windows 2000 a jeho potomci Windows XP , Windows Vista a Windows 7 , nastavují výchozí obnovovací frekvenci na konzervativní frekvenci, obvykle 60 Hz. Některé aplikace na celou obrazovku, včetně mnoha her, nyní umožňují uživateli překonfigurovat obnovovací frekvenci před vstupem do celoobrazovkového režimu, ale většina z nich má konzervativní rozlišení a obnovovací frekvenci a umožňuje vám zvýšit nastavení možností.
Staré monitory mohou být poškozeny, pokud uživatel nastaví grafickou kartu na obnovovací frekvenci vyšší, než je nejvyšší rychlost podporovaná monitorem. Některé modely monitorů zobrazují upozornění, že video signál používá nepodporovanou obnovovací frekvenci.
Dynamická obnovovací frekvence
Některé LCD podporují přizpůsobení obnovovací frekvence aktuální snímkové frekvenci poskytované grafickou kartou. Dvě technologie, které to umožňují, jsou FreeSync a G-Sync .
Stereo displeje
Pokud se pro stereofonní 3D displeje používají brýle s LCD závěrkou , efektivní obnovovací frekvence se sníží na polovinu, protože každé oko potřebuje samostatný obraz. Z tohoto důvodu se obvykle doporučuje použít displej schopný minimálně 120 Hz, protože při rozdělení na polovinu je tato rychlost opět 60 Hz. Vyšší obnovovací frekvence má za následek vyšší stabilitu obrazu, například 72 Hz nesteroidní je 144 Hz stereofonní a 90 Hz nesteroidní je 180 Hz stereofonní. Většina low-end počítačových grafických karet a monitorů nedokáže zvládnout tyto vysoké obnovovací frekvence, zejména při vyšším rozlišení.
U LCD monitorů jsou změny jasu pixelů mnohem pomalejší než u CRT nebo plazmových fosforů. Typické změny jasu LCD pixelů jsou rychlejší při připojení napětí než při odpojení napětí, což má za následek asymetrickou dobu odezvy pixelů. U brýlí s 3D závěrkou to může mít za následek rozmazané rozmazání displeje a špatné vnímání hloubky, protože předchozí rámeček obrazu nevybledne dostatečně rychle na černou při vykreslení dalšího rámečku.
Televize
Vývoj televizorů ve 30. letech byl dán řadou technických omezení. AC napájecí linky frekvence byla použita pro vertikální obnovovací frekvencí ze dvou důvodů. Prvním důvodem bylo, že elektronka televizoru byla náchylná k rušení napájením jednotky, včetně zbytkového zvlnění. Mohlo by to způsobit unášení vodorovných pruhů (bary). Použití stejné frekvence to snížilo a na obrazovce se stalo rušení statickým, a proto méně rušivým. Druhým důvodem bylo, že televizní studia používají střídavé lampy, natáčení na jiné frekvenci by způsobilo stroboskop . Producentům tedy nezbývalo než spustit sety na 60 Hz v Americe a 50 Hz v Evropě. Tyto rychlosti tvořily základ pro dnes používané sady: 60 Hz Systém M (téměř vždy používaný s barevným kódováním NTSC ) a 50 Hz Systém B / G (téměř vždy používán s barevným kódováním PAL nebo SECAM ). Tato náhoda dala evropským sadám vyšší rozlišení výměnou za nižší snímkové frekvence. Porovnejte Systém M (704 × 480 při 30i) a Systém B / G (704 × 576 při 25i). Nižší obnovovací frekvence 50 Hz však přináší více blikání, takže jsou nyní velmi oblíbené sady využívající digitální technologii ke zdvojnásobení obnovovací frekvence na 100 Hz. (viz Systémy televizního vysílání )
Dalším rozdílem mezi standardy 50 Hz a 60 Hz je způsob přenosu nebo prezentace filmů (zdroje filmu na rozdíl od zdrojů videokamer). 35 mm film se obvykle natáčí rychlostí 24 snímků za sekundu (fps). U PAL 50 Hz to umožňuje snadný přenos zdrojů filmu zrychlením filmu o 4%. Výsledný obraz je proto plynulý, avšak dochází k malému posunu výšky tónu zvuku. Sady NTSC zobrazují materiál 24 fps i 25 fps bez jakéhokoli posunu rychlosti pomocí techniky zvané pulldown 3: 2 , ale na úkor zavedení nehladkého přehrávání ve formě telecine trhání .
Podobně jako u některých počítačových monitorů a některých DVD používají analogové televizní systémy prokládání , což snižuje zjevné blikání tím, že se nejprve vykreslí liché čáry a poté sudé čáry (ty se označují jako pole). To zdvojnásobuje obnovovací frekvenci ve srovnání s obrazem progresivního skenování při stejné obnovovací frekvenci. To funguje perfektně pro videokamery, kde každé pole vyplývá ze samostatné expozice - efektivní obnovovací kmitočet se zdvojnásobuje, nyní je k dispozici 50 spíše než 25 expozic za sekundu. Dynamika CRT se k tomuto přístupu ideálně hodí, rychlé scény budou těžit z 50 Hz obnovy, dřívější pole se bude při psaní nového pole do značné míry rozpadat a statické obrázky budou těžit z vylepšeného rozlišení, protože obě pole budou integrováno okem. Moderní televizory založené na CRT mohou být bez blikání ve formě technologie 100 Hz.
Mnoho špičkových televizorů LCD má nyní obnovovací frekvenci 120 nebo 240 Hz (současné a bývalé země NTSC ) nebo 100 nebo 200 Hz (země PAL / SECAM ). Rychlost 120 byla zvolena jako nejmenší běžný násobek 24 fps (kino) a 30 fps (NTSC TV) a umožňuje menší zkreslení při sledování filmů z důvodu eliminace telecine ( rozevření 3: 2 ). Pro PAL při 25 fps se používá 100 nebo 200 Hz jako částečný kompromis nejmenšího společného násobku 600 (24 × 25). Tyto vyšší obnovovací frekvence jsou nejúčinnější z video výstupu 24p (např. Blu-ray Disc ) a / nebo scén rychlého pohybu.
Zobrazení filmového obsahu na televizi
Protože filmy jsou obvykle natáčeny rychlostí 24 snímků za sekundu, zatímco televizní přijímače pracují s různými rychlostmi, je nutná určitá konverze. Existují různé techniky, které divákovi poskytnou optimální zážitek.
Kombinace produkce obsahu, přehrávacího zařízení a zpracování zobrazovacího zařízení může také poskytnout zbytečné artefakty. Zobrazovací zařízení produkující fixní rychlost 60 fps nemůže zobrazit film 24 fps rovnoměrnou rychlostí bez chvění . Obvykle se používá rozevírací pás 3: 2 , což umožňuje mírný nerovnoměrný pohyb.
Zatímco běžné multisynchronní počítačové monitory CRT jsou schopné od začátku 90. let fungovat na dokonce násobcích 24 Hz, nedávné „120 Hz“ LCD displeje byly vyrobeny za účelem plynulejšího a plynulejšího pohybu v závislosti na zdrojovém materiálu a jakémkoli následné zpracování signálu. V případě materiálu natočeného na video může být zlepšení hladkosti jen díky vyšší obnovovací frekvenci sotva znatelné.
V případě natočeného materiálu, protože 120 je sudý násobek 24, je možné prezentovat sekvenci 24 fps bez trhání na dobře navrženém 120 Hz displeji (tj. Tzv. 5-5 pulldown). Pokud se frekvence 120 Hz vytvoří zdvojnásobením rámce a roztahovacím signálem 60 fps 3: 2, mohl by být stále viditelný nerovnoměrný pohyb (tj. Tzv. Rozbalovací 6-4).
Navíc může být materiál zobrazen se synteticky vytvořenou hladkostí s přidáním schopností pohybové interpolace na displej, což má na filmovaný materiál ještě větší vliv.
Televizory „50 Hz“ (jsou-li napájeny obsahem „50 Hz“) obvykle získávají film, který je o něco rychlejší než obvykle, aby nedocházelo k problémům s nerovnoměrným rozbalováním.
Viz také
Reference
Tento článek je založen na materiálu převzatém z Free On-line Dictionary of Computing před 1. listopadem 2008 a začleněného za podmínek „relicensing“ GFDL , verze 1.3 nebo novější.