Rată de reîmprospătare - Refresh rate
Rata de reîmprospătare (sau „rată de reîmprospătare verticală”, „rată de scanare verticală”, terminologia care provine din tuburile cu raze catodice ) este numărul de ori pe secundă pe care un dispozitiv de afișare bazat pe raster afișează o nouă imagine. Acest lucru este independent de rata cadrelor , care descrie câte imagini sunt stocate sau generate în fiecare secundă de dispozitivul care conduce afișajul.
Pe afișajele cu tuburi catodice (CRT), ratele de reîmprospătare mai mari produc mai puțin pâlpâire , reducând astfel oboseala ochilor. În alte tehnologii, cum ar fi afișajele cu cristale lichide , rata de reîmprospătare afectează doar cât de des poate fi actualizată imaginea.
Este posibil ca afișajele non-raster să nu aibă o rată de reîmprospătare caracteristică. Afișajele vectoriale , de exemplu, nu urmăresc întregul ecran, ci doar liniile reale care cuprind imaginea afișată, astfel încât viteza de reîmprospătare poate diferi în funcție de dimensiunea și complexitatea datelor imaginii.
Pentru programele de computer sau telemetrie , termenul este uneori aplicat frecvenței cu care o actualizare a unei date de referință are o nouă valoare externă dintr-o altă sursă (de exemplu; o foaie de calcul publică partajată sau un feed hardware).
Factori fizici
În timp ce toate dispozitivele de afișare raster au o rată de reîmprospătare caracteristică, implementarea fizică diferă între tehnologii.
Tuburi cu raze catodice
CRT - urile scanate cu raster prin natura lor trebuie să reîmprospăteze ecranul, deoarece fosforii lor se vor estompa, iar imaginea va dispărea rapid dacă nu este reîmprospătată în mod regulat.
Într-un CRT, rata de scanare verticală este numărul de ori pe secundă în care fasciculul de electroni revine în colțul din stânga sus al ecranului pentru a începe desenarea unui nou cadru. Este controlat de semnalul de golire vertical generat de controlerul video și este parțial limitat de rata maximă de scanare orizontală a monitorului .
Rata de reîmprospătare poate fi calculată din rata de scanare orizontală prin împărțirea frecvenței de scanare la numărul de linii orizontale, plus o perioadă de timp pentru a permite revenirea fasciculului în partea de sus. Prin convenție, acesta este un multiplicator de 1,05x. De exemplu, un monitor cu o frecvență de scanare orizontală de 96 kHz la o rezoluție de 1280 × 1024 are ca rezultat o rată de reîmprospătare de 96.000 ÷ (1024 × 1.05) ≈ 89 Hz (rotunjită în jos).
Ratele de reîmprospătare CRT au reprezentat istoric un factor important în programarea jocurilor video. În primele sisteme de jocuri video, singurul timp disponibil pentru calcul a fost în timpul intervalului de golire verticală , timp în care fasciculul se întoarce în colțul de sus al ecranului și nu este desenată nicio imagine. Cu toate acestea, chiar și în jocurile moderne, este important să se evite modificarea bufferului video al computerului, cu excepția perioadei de retragere pe verticală, pentru a preveni grafica pâlpâitoare sau ruperea ecranului .
Afișaje cu cristale lichide
Spre deosebire de CRT-uri, unde imaginea se va estompa dacă nu este reîmprospătată, pixelii afișajelor cu cristale lichide își păstrează starea atât timp cât este asigurată o putere lungă și, în consecință, nu există pâlpâire intrinsecă indiferent de rata de reîmprospătare. Cu toate acestea, rata de reîmprospătare determină în continuare cea mai mare rată a cadrelor care poate fi afișată și, în ciuda faptului că nu există o golire reală a ecranului, intervalul de golire verticală este încă o perioadă în fiecare ciclu de reîmprospătare, atunci când ecranul nu este actualizat, timp în care imaginea datele din buffer-ul cadrelor sistemului gazdă pot fi actualizate.
Ecranele computerului
Pe monitoarele CRT mai mici (până la aproximativ 15 in sau 38 cm), puțini oameni observă orice disconfort între 60-72 Hz. Pe monitoarele CRT mai mari (17 cm sau 43 cm sau mai mari), majoritatea oamenilor se confruntă cu un disconfort ușor, cu excepția cazului în care reîmprospătarea este setată la 72 Hz sau mai mult. O rată de 100 Hz este confortabilă la aproape orice dimensiune. Cu toate acestea, acest lucru nu se aplică monitoarelor LCD. Cel mai apropiat echivalent cu o rată de reîmprospătare pe un monitor LCD este rata de cadre , care este adesea blocată la 60 fps. Dar aceasta este rareori o problemă, deoarece singura parte a unui monitor LCD care ar putea produce pâlpâire de tip CRT - lumina de fundal - funcționează de obicei la aproximativ 200 Hz.
Diferite sisteme de operare stabilesc diferit rata de reîmprospătare implicită. Microsoft Windows 95 și Windows 98 (prima și a doua ediție) stabilesc rata de reîmprospătare la cea mai mare rată pe care cred că o acceptă afișajul. Sistemele de operare bazate pe Windows NT , cum ar fi Windows 2000 și descendenții săi Windows XP , Windows Vista și Windows 7 , stabilesc rata de reîmprospătare implicită la o rată conservatoare, de obicei 60 Hz. Unele aplicații cu ecran complet, inclusiv multe jocuri, permit acum utilizatorului să reconfigureze rata de reîmprospătare înainte de a intra în modul ecran complet, dar cele mai multe sunt implicite la o rezoluție conservatoare și o rată de reîmprospătare și vă permit să măriți setările din opțiuni.
Monitoarele vechi ar putea fi deteriorate dacă un utilizator setează placa video la o rată de reîmprospătare mai mare decât cea mai mare rată acceptată de monitor. Unele modele de monitoare afișează o notificare că semnalul video utilizează o rată de reîmprospătare neacceptată.
Rata de reîmprospătare dinamică
Unele LCD acceptă adaptarea ratei de reîmprospătare la frecvența de cadre curentă livrată de placa grafică. Două tehnologii care permit acest lucru sunt FreeSync și G-Sync .
Afișaje stereo
Când ochelarii cu declanșare LCD sunt utilizați pentru afișaje 3D stereo , rata efectivă de reîmprospătare este redusă la jumătate, deoarece fiecare ochi are nevoie de o imagine separată. Din acest motiv, de obicei se recomandă utilizarea unui afișaj capabil de cel puțin 120 Hz, deoarece împărțit în jumătate această rată este din nou de 60 Hz. Ratele mai mari de reîmprospătare au ca rezultat o stabilitate mai mare a imaginii, de exemplu, 72 Hz non-stereo este 144 Hz stereo, iar 90 Hz non-stereo este 180 Hz stereo. Majoritatea plăcilor grafice și monitoarelor computerizate de ultimă generație nu pot gestiona aceste rate de reîmprospătare ridicate, în special la rezoluții mai mari.
Pentru monitoarele LCD, schimbările de luminozitate ale pixelilor sunt mult mai lente decât fosforele CRT sau plasmă. De obicei, modificările luminozității pixelilor LCD sunt mai rapide atunci când se aplică tensiunea decât atunci când tensiunea este eliminată, rezultând un timp de răspuns asimetric al pixelilor. Cu ochelarii cu declanșator 3D, acest lucru poate avea ca rezultat o încețoșare neclară a afișajului și o percepție slabă a adâncimii, datorită cadrului de imagine anterior care nu se estompează în negru suficient de repede pe măsură ce următorul cadru este desenat.
Televizoare
Dezvoltarea televizoarelor în anii 1930 a fost determinată de o serie de limitări tehnice. AC putere frecventa linie a fost utilizată pentru rata de actualizare pe verticală din două motive. Primul motiv a fost că tubul de vid al televizorului a fost susceptibil la interferențe de la sursa de alimentare a unității, inclusiv la ondularea reziduală. Acest lucru ar putea provoca bare orizontale în derivă (bare de zumzet). Utilizarea aceleiași frecvențe a redus acest lucru și a făcut ca interferențele să fie statice pe ecran și, prin urmare, mai puțin atractive. Al doilea motiv a fost că studiourile de televiziune ar folosi lămpi de curent alternativ, filmarea la o frecvență diferită ar provoca stroboscop . Astfel, producătorii nu au avut de ales decât să ruleze seturi la 60 Hz în America și 50 Hz în Europa. Aceste rate au constituit baza seturilor utilizate astăzi: 60 Hz System M (aproape întotdeauna utilizat cu codare color NTSC ) și 50 Hz System B / G (aproape întotdeauna utilizat cu codare color PAL sau SECAM ). Acest accident de șansă a dat seturilor europene o rezoluție mai mare, în schimbul ratei cadrelor mai mici. Comparați sistemul M (704 × 480 la 30i) și sistemul B / G (704 × 576 la 25i). Cu toate acestea, rata de reîmprospătare mai mică de 50 Hz introduce mai multă licărire, astfel că seturile care utilizează tehnologia digitală pentru a dubla rata de reîmprospătare la 100 Hz sunt acum foarte populare. (vezi Sisteme de televiziune prin difuzare )
O altă diferență între standardele de 50 Hz și 60 Hz este modul în care imaginile video (sursele de film spre deosebire de sursele camerei video) sunt transferate sau prezentate. Filmul de 35 mm este de obicei filmat la 24 de cadre pe secundă (fps). Pentru PAL 50 Hz, acest lucru permite transferul ușor al surselor de film prin accelerarea filmului cu 4%. Prin urmare, imaginea rezultată este netedă, cu toate acestea, există o mică schimbare în tonul sunetului. Seturile NTSC afișează atât materialul de 24 fps, cât și materialul de 25 fps, fără schimbarea vitezei, utilizând o tehnică numită 3: 2 derulant , dar în detrimentul introducerii redării neuniforme sub formă de judder de telecine .
La fel ca unele monitoare de computer și unele DVD-uri, sistemele analogice de televiziune folosesc interlace , care scade pâlpâirea aparentă vopsind mai întâi liniile impare și apoi liniile pare (acestea sunt cunoscute sub numele de câmpuri). Aceasta dublează rata de reîmprospătare, în comparație cu o imagine de scanare progresivă la aceeași rată de cadre. Acest lucru funcționează perfect pentru camerele video, unde fiecare câmp rezultă dintr-o expunere separată - rata efectivă a cadrelor se dublează, acum există 50 mai degrabă decât 25 de expuneri pe secundă. Dinamica unui CRT se potrivește în mod ideal acestei abordări, scenele rapide vor beneficia de reîmprospătarea de 50 Hz, câmpul anterior va dispărea în mare măsură când noul câmp este scris, iar imaginile statice vor beneficia de o rezoluție îmbunătățită, deoarece ambele câmpuri vor fi integrat de ochi. Televizoarele moderne bazate pe CRT pot fi făcute fără pâlpâire sub formă de tehnologie 100 Hz.
Multe televizoare LCD de ultimă generație au acum o rată de reîmprospătare de 120 sau 240 Hz (actuală și fostă țară NTSC ) sau 100 sau 200 Hz ( țări PAL / SECAM ). Rata de 120 a fost aleasă ca cel mai mic multiplu comun de 24 fps (cinema) și 30 fps (NTSC TV) și permite o distorsiune mai mică atunci când filmele sunt vizionate datorită eliminării telecinei ( 3: 2 derulant ). Pentru PAL la 25 fps, 100 sau 200 Hz este utilizat ca un compromis fracțional al cel mai mic multiplu comun de 600 (24 × 25). Aceste rate mai mari de reîmprospătare sunt cele mai eficiente dintr-o ieșire video cu sursă de 24p (de exemplu, disc Blu-ray ) și / sau scene de mișcare rapidă.
Afișarea conținutului filmului pe un televizor
Deoarece filmele sunt de obicei filmate la o rată de 24 de cadre pe secundă, în timp ce televizoarele funcționează la viteze diferite, este necesară o anumită conversie. Există diferite tehnici pentru a oferi privitorului o experiență optimă.
Combinația dintre producția de conținut, dispozitivul de redare și procesarea dispozitivului de afișare poate da, de asemenea, artefacte care nu sunt necesare. Un dispozitiv de afișare care produce o rată fixă de 60 fps nu poate afișa un film de 24 fps la o rată uniformă, fără judder . De obicei, se folosește un meniu 3: 2 , oferind o ușoară mișcare inegală.
În timp ce monitoarele de calculator CRT multisincronizate au fost capabile să ruleze la multipli de 24 Hz chiar de la începutul anilor 1990, LCD-urile recente „120 Hz” au fost produse în scopul de a avea o mișcare mai fluidă și mai fluidă, în funcție de materialul sursă și orice procesarea ulterioară efectuată la semnal. În cazul materialului filmat pe videoclipuri, îmbunătățirile de netezime doar de la o rată de reîmprospătare mai mare pot fi abia vizibile.
În cazul materialului filmat, deoarece 120 este un multiplu egal de 24, este posibil să se prezinte o secvență de 24 fps fără judder pe un afișaj bine conceput de 120 Hz (adică așa-numitul 5-5 derulare). Dacă rata de 120 Hz este produsă prin dublarea cadrelor a unui semnal de derulare de 60 fps 3: 2, mișcarea inegală ar putea fi în continuare vizibilă (adică așa-numita derulare de 6-4).
În plus, materialul poate fi afișat cu o netezime creată sintetic, cu adăugarea abilităților de interpolare a mișcării pe ecran, care are un efect și mai mare asupra materialului filmat.
Televizoarele „50 Hz” (atunci când sunt alimentate cu conținut „50 Hz”) obțin, de obicei, un film care este puțin mai rapid decât în mod normal, evitând orice probleme cu derularea inegală.
Vezi si
Referințe
Acest articol se bazează pe material preluat din Free On-line Dictionary of Computing înainte de 1 noiembrie 2008 și încorporat în termenii „relicențiere” din GFDL , versiunea 1.3 sau ulterioară.