на что влияет время отклика монитора в играх
Для чего нужен овердрайв матрицы монитора и какие побочные эффекты это дает
Содержание
Содержание
Игровой монитор — это совокупность технологий в одной коробке. За приставку «игровой» отвечает не только матрица с высокой плотностью пикселей, но и, например, поддержка адаптивной синхронизации частоты кадров. Среди прочих фишек игровых мониторов выделяют и скорость отклика. Производителям сложно совместить быстрые пиксели и матрицу с высокой цветопередачей, поэтому они разгоняют мониторы с завода и называют это овердрайвом. Что это такое и для чего нужно — разбираемся.
В последнее время ни одна игровая сборка не обходится без разгона. За это стоит благодарить производителей материнских плат. Это они сделали так, чтобы компьютер разгонялся нажатием одной кнопки. С каждым поколением процессоры, оперативная память и видеокарты становятся лояльнее к повышению тактовых частот, поэтому большинство моделей разогнаны еще с завода. Но это мало кого удивляет.Компании называют разгон турбобустом, и он теперь существует как должное. То ли дело разогнанные с завода пиксели — это что-то новое и непонятное.
Частота монитора
Мы разбирались с тактовой частотой монитора, рассматривали адаптивные методы синхронизации и даже пытались самостоятельно разогнать обычный монитор (60 Гц) до «игровых» 75 Гц. Все это относится к косвенным факторам, улучшающим изображение. После этих настроек мониторы действительно показывают плавное изображение, хотя на самом деле это скорее визуальное ощущение, а не практическая выгода. Сейчас объясним, почему.
Частота матрицы — это количество обновлений изображения на дисплее за одну секунду. Чем выше частота, тем больше игровых кадров может отобразить монитор. Это влияет на плавность в играх — уже при 60 Гц и 60 к/с игровой процесс становится комфортнее. Однако, чем выше частота кадров и частота монитора, тем больше «мыла» появляется в быстрых сценах. В некоторых играх это не так заметно и не столь существенно, в других же мыло на 100% убивает геймплей и мешает хэдшотить в киберспортивных соревнованиях по CS:GO.
Количество «смазов» зависит от качества матрицы. Поэтому частота монитора — это лишь количественная характеристика. Существует еще и другая величина — качественная. Именно вторая характеристика задает планку резкости для быстро перемещающихся объектов на мониторе. Ее называют скоростью или временем отклика пикселей.
Откуда берутся цвет и полутон
Пиксели, вернее, субпиксели дисплея бывают трех цветов: красный, зеленый и синий. Загораясь вместе или по очереди, они образуют единый пиксель, который человек различает как точку однородного цвета. В обычных матрицах пиксели не светятся сами по себе, а лишь пропускают свет определенной длины волны. За настройку этой длины отвечают электрические сигналы.
Напряжение, поступающее на пиксели, меняется в зависимости от того, какой цвет необходимо сформировать в итоге. Допустим, процессор монитора подает условные 5 В на каждую точку матрицы. Этого достаточно, чтобы свет пропускали только красные субпиксели, тогда как зеленые и синие «отверстия» пребывают в закрытом состоянии. Если видеокарта отправит монитору сигнал с фиолетовой заливкой, то пиксели получат напряжение, достаточное для открытия красного и синего субпикселей, и только зеленый останется в закрытом положении. Так монитор формирует цветное изображение.
На практике, матрица редко работает с полными цветами. Интерфейсы, обои, сайты и игры нарисованы с помощью оттенков и полутонов. Поэтому, чтобы отобразить миллионы цветных вариаций, напряжение пикселей может варьироваться в широком диапазоне. Например, для отображения белого цвета все пиксели должны пропускать свет на 100%. Это режим полного открытия. Если снизить напряжение красного, зеленого и синего пикселей наполовину, то в результате смешивания получится не белый, а серый цвет с интенсивностью 50%. Регулировка интенсивности оттенка происходит до тех пор, пока пиксель остается чувствительным к изменениям напряжения. Это сложно с точки зрения электроники, поэтому чем шире цветовой диапазон, тем выше может оказаться время отклика пикселей.
Время отклика
Частота обновления монитора отвечает только за скорость смены изображения на экране. Но это не значит, что принцип «больше — лучше» будет работать до бесконечности. На практике монитор ограничен не только герцами, но и временем отклика. Немалую роль играет такое понятие, как скорость реакции пикселей на смену состояния.
Время отклика — это максимальное время, которое необходимо пикселю, чтобы полностью сменить цвет. По стандартам ISO настоящая скорость реакции измеряется в режиме полного перехода, то есть, Black-to-Black. Для этого на обесточенный и непрозрачный пиксель подается максимальное напряжение. Он открывается, пропускает свет, напряжение пропадает, пиксель закрывается. Миллисекунды, затраченные на «разогрев» пикселя от черного цвета к белому и его остывание, считаются минимальной скоростью отклика.
Для стандартной IPS-матрицы время отклика пикселей в таком режиме составляет 16–20 мс. TN в этом плане выглядят серьезнее — это всего 5–8 мс. Правда, такие цифры не указывают в характеристиках мониторов. Наоборот, даже в среднем по рынку IPS-дисплее можно встретить 8 мс и даже 5 мс, что намекает на очередную хитрость от производителя. Чтобы добиться низкой задержки, инженеры используют другой способ замера. Вместо полного BtB специалисты считают время по GtG — от серого к серому или от 90% яркости пикселя к 10%.
В этом режиме пиксели оказываются намного шустрее: качественные IPS-матрицы показывают от 1 до 2 мс, а посредственные — не более 5 мс. Эти цифры обычно и публикуют в технических характеристиках дисплеев. При этом нельзя сказать, что производитель обманывает покупателя. Просто пиксели работают быстрее в переходных состояниях благодаря технологии овердрайва.
На что влияет
Скорость работы пикселей влияет на резкость изображаемых объектов в динамичных сценах. Поэтому частота обновления монитора зависит от этого физически. Например, анимацию с приемлемой резкостью на частоте 240 Гц может показать только матрица с быстрыми пикселями (1 мс). В другом случае пользователь не увидит преимуществ быстрого монитора и будет «наслаждаться» плавным месивом из цветных слайдов и пропадающих полутонов.
В начале эпохи LCD время отклика пикселей измерялось десятками миллисекунд. Такое положение дел не устраивало пользователей: глаза слишком быстро уставали от сильных «смазов». Дискомфорт проявлялся в работе с текстом, где пиксели чаще всего переходят из одного состояния в другое. Например, плавная прокрутка текста заставляла его исчезать из-за неспособности матрицы быстро «мигать» пикселями. Производители нашли способ исправить время отклика и вернуть его на приемлемый уровень.
Овердрайв
Жидкокристаллические пиксели работают по принципу заслонки. Можно представить, что пиксель — это водопровод, а кристаллы — автоматические краны, которые открываются, если подать на них напряжение. Чем выше напряжение, тем сильнее открывается кран и тем больше воды поступает из трубы. То же самое происходит, когда напряжение подается на пиксель. Жидкие кристаллы реагируют на электричество и начинают поворачиваться. Естественно, чем выше напряжение, тем сильнее и быстрее поворачивается кристалл и тем больше он пропускает света.
В теории это звучит просто, но на практике оказывается куда сложнее. Требования к качеству изображения динамических сцен резко возросли с появлением мощных видеокарт и высокочастотных матриц. Поэтому инженеры постоянно модифицируют строение пиксельной сетки, а также форму кристаллов и даже расстояние между ними — все это влияет на скорость работы. Кроме этого, производители ускоряют пиксели с помощью форсирования напряжений.
Допустим, кристаллы в пикселе могут принимать 256 положений. В обычном использовании пиксели редко выключаются полностью, поэтому им приходится работать в половинном режиме. Например, разгораться не от 0 до 255, а от 125 до 240. Эта задача дается кристаллам сложнее из-за особенностей управления питанием, которые нивелируются с помощью технологии Overdrive.
Чтобы решить проблему с запаздыванием медлительных кристаллов, процессор монитора подает повышенное напряжение на пиксель. Тогда он быстрее разгоняется до рабочего состояния, после чего напряжение снижается до уровня, при котором жидкие кристаллы формируют заданный уровень светопропускаемости. Например, система подает напряжение, соответствующее 100% открытия пикселя, но позже снижает его до уровня, достаточного для 70% открытия кристаллов.
Обратимся к примеру с краном: необходимо как можно быстрее открыть заслонку наполовину. Если подать расчетное напряжение, то кран будет открываться 2 минуты. Если же отправить двигателю напряжение, соответствующее 100% открытия, то путь от 0 до 50% будет пройден в два раза быстрее. При этом возле значения 50% напряжение должно упасть до расчетного, чтобы заслонка осталась в этом положении. То же самое происходит с разгоном пикселей — это называется овердрайвом.
Этим решением производители пользуются уже десятки лет. Но, несмотря на отточенность технологий, овердрайв привносит в работу дисплея артефакты и искажения. И чем «злее» настроена эта технология, тем сильнее проявляются недостатки.
Трейлинг и контрастность
В результате работы пикселей в режиме овердрайва изображение страдает от искажений. Их количество зависит как от качества матрицы, типа кристаллов и способа их расположения, так и от настройки технологии разгона пикселей. Большинство мониторов из среднего ценового сегмента настроены таким образом, чтобы след от применения овердрайва оставался незаметным. И все же, видимость артефактов варьируется от устройства к устройству. При этом дисплеи из нижнего ценового сегмента тоже разгоняют кристаллы, и там это происходит намного «очевиднее»
В работе матриц IPS и VA часто возникает эффект, известный как трейлинг. Он проявляется в контрастных сценах с движущимися объектами. Например, если включить плавную прокрутку текста в редакторе, то черные буквы на белом фоне начнут плыть и становиться серыми. Чем проще и приземленнее монитор, тем сильнее эффект. Также трейлинг можно увидеть с помощью тестов UFO.
В актуальных моделях дисплеев разгон пикселей можно регулировать вручную. Это играет нам на руку: попытаемся увидеть разницу в работе пикселей без разгона и в разных режимах овердрайва.
Заметно, что с поднятием напряжения на пиксели уменьшается «хвост» от движущегося инопланетянина. В режиме Faster монитор показывает идеальный результат в соотношении резкости и качества. Но стоит увеличить питание хотя бы на одну ступень, как хвосты возвращаются с двойной силой: теперь это не просто размытое изображение, но еще и шлейф артефактов и призраков.
Визуальные искажения в режиме овердрайва происходят из-за несовершенного строения пикселей матриц и неоптимизированного ПО. Большинство матриц на рынке однотипны, поэтому производителям остается немного адаптировать их под свою продукцию и написать собственные алгоритмы управления пикселями. Естественно, работа аппаратной части и программной стороны оказывается неидеальной: кристаллы имеют свойство подвисать и не всегда реагируют на быструю смену напряжения. Как результат — остаточное изображение в быстрых сценах.
В игровых мониторах этот эффект проявляется намного меньше, поэтому его сложно увидеть невооруженным глазом. Например, в дисплеях Acer серии Predator.
Даже в режиме Extreme монитор показывает достаточно резкую картинку без видимых артефактов. При этом матрица разогнана до 240 Гц. Производителю пришлось постараться, чтобы скорость пикселей соответствовала высокой частоте дисплея.
Второе последствие овердрайва — чрезмерная контрастность, рандомные вспышки и мерцание экрана на сплошных заливках. Но это тоже проблема отсталых технологий и сырого софта, который производители научились «допиливать» только в последнее время. По большей части эти проблемы остались в прошлом вместе с долговязыми пикселями и низкочастотными матрицами.
Быстрее — не лучше
Каждый производитель называет технологию овердрайва собственным именем. В этом же стиле различаются и названия степеней регулировки. Например, мониторы Philips обладают функцией «SmartResponse», в которой предлагается 4 режима: off, fast, faster, fastest. В сравнении выше заметно, что режим Faster работает эффективнее остальных — изображение становится резким, но еще не страдает от видимых артефактов. Сдвиг на следующую ступень уничтожает качество картинки.
Схожим образом это работает и в мониторах других фирм. Например, игровые панели Acer Predator работают адекватно в режиме Normal, хотя качественные матрицы спокойно вывозят и Extreme. Мониторы Samsung ведут себя аналогично в режиме Response Time Acceleration, а устройства BenQ — в Advanced Motion Accelerator. Как правило, базовый алгоритм ускорения пикселей поддерживается любым монитором, но ручные настройки фичи доступны только в мониторах игровых серий.
Не забываем, что в игровых мониторах существуют и другие функции, улучшающие изображение. Это могут быть различные уплавнялки и технологии адаптивной синхронизации, которые тоже влияют на общее впечатление от работы пикселей вместе с овердрайвом. Поэтому степень ускорения лучше выбирать не методом тыка, а в реальных задачах, ориентируясь на глазомер. Еще лучше — изучить обзоры и результаты тестирования монитора, где специалисты выбирали правильный режим, основываясь на замерах с помощью техники.
Что нужно знать при выборе игрового монитора в 2021 году
В условиях ограниченного бюджета многие при сборке игрового ПК в первую очередь озадачены выбором видеокарты, ЦПУ, и других компонентов компьютера. И уже исходя из денежных остатков, подбирают себе монитор. Думаю, такой подход заведомо неверен, ведь на монитор вы будете смотреть буквально все время при использовании ПК. От этого зависит восприятие картинки и графики, игр в целом, не говоря уже о том, что правильно подобранный монитор может снизить нагрузку на глаза и, наконец, повысить результативность вашей игры. Поэтому здесь экономить не следует. В публикации ниже я постараюсь рассказать о важных технических характеристиках игровых мониторов исходя из современных тенденций.
Содержание
Диагональ и разрешение экрана
Конечно, одной из первых характеристик, на которую следует обратить внимание, является диагональ экрана монитора. Для игрового ПК, на мой взгляд, следует остановиться в диапазоне 21-27 дюймов. Маленькие мониторы дают плохой обзор и от них уже многие отвыкли, а вот слишком большой экран заставит часто слегка крутить шеей, что также неудобно. Оптимальным решением может стать экран с диагональю 24 дюйма. Также следует сказать, что большие экраны с характеристиками для современных игровых задач удовольствие, мягко говоря, не из дешевых.
Что касается разрешения экрана, то стоит начинать рассматривать модели мониторов с разрешением не менее Full HD 1920х1080. С таким разрешением можно подобрать неплохую модель монитора по всем характеристикам и цене, в диапазоне диагоналей 21-27 дюймов. Если же ваш выбор падает на модели с диагональю экрана более 27 дюймов, однозначно следует брать монитор с разрешением не менее Quad HD 2560х1440. Современные видеокарты при необходимости смогут обработать картинку в таком разрешении. Также обращаю ваше внимание, на то, что если взять экран с низким разрешением и большой диагональю, от этого сильно пострадает качество конечной картинки, она будет, как бы, размазанной. Это происходит из-за недостатка плотности упаковки пикселей, условно на единицу площади экрана.
Тип матрицы
Теперь давайте разберемся, какие типы матриц бывают и на что это влияет в финальном результате. Тип матрицы является также одним из ключевых параметров монитора, на эту тему можно писать отдельную публикацию, но я постараюсь кратко рассказать о базовых типах.
TN-матрицы – эти матрицы не так однозначны при детальном разборе, как может показаться. Обычно этот тип матриц крайне не рекомендуют приобретать, это довольно старая технология и самая дешевая. Матрица обладает плохими углами обзора, низкой максимальной яркостью, контрастность и цветопередача также хромают. Однако, их неоспоримым плюсом является высокое время отклика, речь сейчас идет о мониторах с частотой обновления кадров от 200 и выше Гц. Эти мониторы обладают откровенной плохой картинкой, но пользуются популярностью у профессиональных геймеров. Мне кажется, для домашнего использования брать такие матрицы не стоит. Все-таки иногда захочется посмотреть фильм или посидеть на youtube. Однако, если для вас важна каждая миллисекунда и мега плавная картинка в игре, то возможно это ваш выбор.
IPS-матрицы – эти матрицы с превосходной цветопередачей и отличной контрастностью. Также этот тип матриц имеет широкие углы обзора, которые достигают до 178 градусов, что действительно много. В не таком далеком прошлом эти матрицы имели один существенный минус, а именно — высокое время отклика. Однако сейчас технологии развиваются стремительно, и конструкторы создали ответвление от этого типа матрицы. Новая модификация носит название AH-IPS. В ней еще лучше поработали над цветопередачей, разрешением, а также PPI. Дополнительно конструкторам удалось снизить энергопотребление и увеличить максимально возможную яркость. А самое главное — время отклика теперь составляет около 5-6 мс. Добавлю, что новой модификации матрицы AH-IPS и стоит отдать предпочтение при выборе.
MVA/VA-матрицы – эти матрицы по характеристикам являются своего рода компромиссом между IPS и TN матрицами. Итак, плюсом MVA/VA в сравнении с TN матрицами, являются повышенные углы обзора. Если сравнить MVA/VA с IPS матрицами, то их плюсом является улучшенная контрастность. А вот самый главный минус этого типа матриц является большое время отклика, которое может в определенных ситуациях нарастать. Исходя из вышесказанного, этот тип матриц стоит избегать для использования в игровых целях.
Время отклика
Время отклика — это параметр, который отображает, за какой промежуток времени монитор способен сменить кадр на экране. То есть фактически можно узнать, сколько кадров покажет тот или иной монитор за 1 секунду. К примеру, средним приемлемым показателем является время отклика равное 5 мс. В более продвинутых мониторах этот показатель составляет 1-2 мс. Чем дольше монитору нужно времени для смены кадра, тем дерганей будет финальная картинка.
Яркость подсветки и контрастность
Также при выборе монитора стоит уделить внимание таким параметрам как яркость и контрастность. Яркость всех экранов измеряется в единице измерения под названием «Кандела» на один квадратный метр. Подробнее о методике измерения и почему применяется именно эта единица измерения, при желании лучше прочитать на Википедии. Однако я добавлю, что отличным решением для игрового монитора может стать яркость равная около 250-300 кд/м2. Более яркие мониторы всегда приветствуются, а вот мене яркие приобретать уже не стоит.
Далее следует обратить внимание на контрастность монитора, она в свою очередь подразделяется на статическую и динамическую. Статическая контрастность отображает соотношение яркостей между самой темной и самой светлой точкой на экране. Оптимальным вариантом принято считать значение статической контрастности равное 1:1000. Динамическая контрастность. Что бы сильно не путать вас скажу, что этот параметр можно упустить при выборе. Поскольку значение динамической контрастности значительно выше, продавцы часто пользуются этим и выдают одно за другое. Поэтому еще раз повторюсь, обращайте внимание в первую очередь на статическую контрастность.
Частота обновления экрана
Эта величина показывает, сколько раз за одну секунду монитор способен перерисовать картинку, то есть обновить кадр. Здесь все довольно просто, чем больше частота обновления, тем лучше, приятнее и плавнее будет картинка выдаваемая монитором. Для лучшего понимания рассмотрим небольшой пример. Если у вас монитор с частотой обновления 60 Гц, значит за одну секунду, он способен обновить 60 кадров, другими словами 60 FPS. Если даже ваша видеокарта способна корректно обработать 100-200 или более FPS, и при этом у вас будет установлен монитор с частотой обновления 60 Гц, как не крути, больше 60 FPS вы не увидите. Если вы позаботились о мощной видеокарте и других компонентах ПК, тогда и монитор следует приобретать с частотой обновления не менее 120 Гц, а при возможности и еще выше (144 иди 240 Гц).
На своем опыте добавлю, что с переходом с 60 на 120 Гц поначалу даже разницы не замечаешь. Но как только попробуешь спустя время переключить мониторы обратно, глаза начнут заметно дергаться в дискомфорте, даже при обычном серфинге по сайтам.
Добавлю небольшое видео, где более наглядно изображено вышесказанное.
Покрытие экрана
Несколько слов скажу о покрытиях экрана, они бывают разные и эти изменения влияют на конечный результат. Глянцевые покрытия мониторов способны лучше передавать цвета, а также стоит отметить, что цвета получаются более насыщенные. Однако, как всегда есть плюсы и минусы: к минусам можно отнести то, что глянцевые мониторы хорошо отражают и переотражают свет от различных источников, к примеру, окно в дневное время, дополнительный светильник и так далее. Поэтому при выборе глянцевого покрытия стоит позаботиться о плотных шторах и отставить всевозможные источники света.
Соответственно, при использовании матового покрытия решается проблема бликов и переотраженного света, но снижается насыщенность цветов.
Изогнутый экран
Уже достаточно давно производители радуют пользователей изогнутыми моделями мониторов. Такие мониторы как бы повторяют радиус зрения человека. Использование изогнутого монитора снижает усталость зрения при длительном использовании. Этому есть ряд научных подтверждений, в частности эти исследования подтверждает Медицинская школа при университете Гарварда.
При выборе изогнутого монитора стоит учесть один параметр под названием «радиус кривизны». К примеру, радиус кривизны бывает 1800R, 4000R, 2300R, 3000R, чем меньше радиус кривизны, тем большую вогнутость имеет монитор. К примеру, монитор со значением радиуса кривизны 2300R рассчитан, что зритель будет находиться на удалении от монитора не более чем на 2300 мм. В противном случае при просмотре будут возникать искажения и дискомфорт.
Вывод
Надеюсь, публикация немного помогла вам разобраться в вопросе и даст вам направление движения при выборе игрового монитора. Для некоторых покажется, что здесь очень мало подробной информации, но я постарался избежать большой и нудной для большинства публикации. На мой взгляд, статья призвана только направить ваш выбор и немного углубить знания в данном вопросе. Спасибо, что дочитали эту публикацию до конца.
Также рекомендую посетить мой блог на сайте, на котором вы сможете найти много различных публикаций и обзоров на разную тематику.