Blog użytkownika Newander

Newander Newander 28.10.2017, 16:04
30, 60 czy 144fps? Ile widzi ludzkie oko oraz czym się różni TV od monitora
6971V

30, 60 czy 144fps? Ile widzi ludzkie oko oraz czym się różni TV od monitora

Na naszym forum widać, że liczba klatek to bardzo drażliwy temat. Dodatkowo sporo wypowiedzi wskazuje na to, że ktoś nie do końca rozumie o czym pisze. W tym poście postaram się wytłumaczyć o co tak naprawdę w tym chodzi, oraz w jakiś sposób klatki są wyświetlana i co najważniejsze jak odbierają je nasze oczy.

Jeżeli ktoś zauważy jakieś błędy w poniższym tekście byłbym wdzięczny za konstruktywną krytykę, zaznaczam też że nie jestem inżynierem, tylko pracuję z elektroniką użytkową od ponad 10lat, przeszedłem tonę szkoleń, oraz interesuję się tym w życiu prywatnym.

Więc do dzieła!

Jak wyświetlany jest obraz w TV oraz jego systemy?

Na dzień dzisiejszy w naszej kochanej telewizji różnią się 2 systemy NTSC (m in. USA, Azja), oraz PAL (m. in. Europa w tym Polska). Nie wchodząc w szczegóły dotyczące kodowania, obraz w NTSC generuje obraz w ~30kl.s, w PAL ~25kl/s, w kinach obraz wyświetlany jest w 24kl/s (z wyjątkiem hobbita 48kl/s).

Dlaczego więc nasze telewizory mają 50 (amerykańskie 60) hz? Tutaj przechodzimy do kolejnego zagadnienia, a mianowicie sposobu wyświetlania obrazu. Każda klatka wyświetlana jest 2 razy, a w zasadzie jedna z jej połowy. Tak obraz w telewizji jest wyświetlany naprzemiennie klatka parzysta, oraz nieparzysta. To jest tak zwany obraz z przeplotem (oznaczony literką I, od Interlaced). Najlepszy jest obraz z literką P (Progressive, klatki parzysta i nie parzysta jest wyświetlana jednocześnie). Zwiększa to ostrość krawędzi, a najlepsze telewizory/dekodery charakteryzują się jak najlepszym deinterlacerem.

No dobra z grubsza przeszliśmy przez sposób nadawania obrazu telewizyjnego, teraz możemy przejść do tego w jaki sposób obraz jest ,,rysowany” na naszych telewizorach.

Wiemy już że klatki mogą być wyświetlone z przeplotem i bez przeplotu, ale dalej nie wiemy jak nasze urządzenie wyświetla ten obraz.

Tutaj sprawa jest już całkowicie zagmatwana gdyż każda technologia robi to zupełnie inaczej.

W telewizorach CRT (układ uproszczony) była kropeczka która rysowała obraz od lewej do prawej od początku do końca ekranu. Co przy większych rozmiarach powodowało migotanie matrycy (efekt bardzo widoczny przede wszystkim na dużych odbiornikach) Wtedy ktoś postanowił dodać 2. kropkę, która rysowała obraz od polowy. Szpec od marketingu wtedy powiedział ze telewizor ma 2 razy więcej cykli jest 100hz. Warto też pamiętać że ekrany CRT miały zmienną szybkość odświeżania!

W LCD sprawa wygląda z grubsza inaczej. Każdy pixel składa się z 3 subpixeli (składowa RGB [for non english R-RED-Czerwony, G-Green-Zielony, B-BLUE-Niebieski]) który ,,obraca” się w kierunku światła (wszystkie ustawione pionowo dają czarny, poziomo biały, albo poszczególny kolor). Dodatkowo różnica polega na tym że matryca LCD zmienia tylko pixele które się zmieniają! Tzn. Mamy statyczne tło, a porusza się tylko postać, to zmienią się tylko pixele przy postaci, a tło się nie zmieni. Między innymi z tego powodu występuję efekt smużenia obrazu. Dodatkowo w telewizorach częstotliwość odświeżania jest STAŁA! Matryca lcd działa w trybie 60/120/240 cykli. NIEMA czegoś takiego jak 50 i 100hz !! To wszystko wynika ze sposobu nadawania, oraz marketingu! Jeżeli ktoś wam wmówi że telewizor A ma 100hz, a telewizor B 120hz, to ktoś nie do końca wie o czym mówi! Prosty eksperyment prawdopodobnie każdy z was ma w domu monitor LCD podłączony do komputera (albo zna kogoś gdzie może to sprawdzić) zobaczcie w zaawansowanych ustawieniach grafiki, jaką można ustawić najniższą częstotliwość odświeżania, wyniesie ona 59,(3), czyli ~60kl/s. Dlatego jak damy 2 razy szybszą matryce częstotliwość odświeżania wyjdzie 120 itd... To właśnie z tego powodu producentom zależy aby gra trzymała stałe 30/60fps żeby nie było widać wad w wyświetlanym obrazie. Wady obrazu wynikające z zasady działania matrycy, oraz sygnału I/O to temat na oddzielny wpis i nie będę go tu poruszał.

Z monitorami jest nieco lżej gdyż one posiadają zmienną ilość wyświetlanych klatek stąd monitory 60/75/90... hz. Potężny generator obrazu jakim jest karta graficzna, pozwala na to żeby monitor nie musiał przetwarzać obrazu, ale tylko go wyświetlać. Nie zmienia to jednak faktu że jak mamy monitor ustawiony na 60hz to możemy na nim pościć 120+ fspów i będzie obraz nam śmigał. To że obraz jest wysyłany z taką częstotliwością, to jedno, a że monitor pobierze ich tylko 60to drugie. W tym przypadku najlepiej ustawić synchronizację pionową, czyli karta automatycznie dostosuję liczbę klatek do monitora jakim dysponujemy. Tutaj też pozbędziemy się kliku wad obrazu. Mamy jeszcze coś takiego jak czas reakcji matrycy, w zależności od urządzenia podawany jest w systemie GTG (od szarości do szarości, monitory komputerowe), lub BTB (od czerni do czerni, Telewizory). Czas reakcji matrycy ma też wpływ na smużenie, im mniejszy tym dla nas lepiej (bezwładność oka opisana dalej)

Jeżeli ktoś kiedyś po zmianie monitora z CRT na LCD nagle zauważył że gra gorzej (chodzi o gry on line) to właśnie między innymi dlatego może mieć problem z wróceniem do dawnej formy. Występujące zjawisko imput laga, oraz problemów i różnic z odświeżaniem może powodować że podczas zabawy idzie nam gorzej. Wydaje się nam że powinien być headshot, a przeciwnik sobie nic z tego nie robi, bo w rzeczywistości (według serwera), był w innym miejscu, niż to co widzieliśmy na naszym monitorze.

Kolejny mit powielany jest to że oko nie widzi więcej niż 30 FPS... BZDURA! Inni mówią że oko widzi ,,ciągle” i nie ma czegoś takiego jak klatkowanie obrazu w oku. Jednak to też nie jest tak do końca. Gdyby tak było, nie widzielibyśmy obiektu który bardzo szybko się porusza. Tutaj mamy do czynienia z tzw. bezwładnością oka, chodzi o czas w jakim informacja wejściowa (przez soczewkę oka) dostanie się do mózgu który zinterpretuje obraz. Wynosi on +/- 2ms daje nam to, że widzimy między 400 a 500,,fpsów”. Ustawcie sobie aparat z bardzo długim czasem naświetlania (np.: 30s) i zacznijcie szybko przednim biegać. Zobaczycie tylko smugę, a nie ostry obiekt. A zmniejszcie ten czas do 1/500s (zdjęcie będzie się robiło 2ms) obiekt będzie dużo ostrzejszy. Jest to dokładnie wykorzystywane w codziennym życiu, np.: tablice ledowe które migotają z wysoką częstotliwością, co jest nie do zauważenia przez ludzkie oko (widzimy to jako stale świecący obiekt), ale nawet przy dużej prędkości jest ostry. Najłatwiej zobaczyć to, an tablicy autobusu, że nawet przy pełnej prędkości, tablice z numerem uciekającego nam pojazdu widzimy ostro. Takie same ,,upłynniacze” stosuję się teraz w telewizorach, dzięki diodom LED które nie mają czasu bezwładności, przez co producenci wygaszają całe strefy, bądź ich cześć, dzięki czemu do mózgu trafia ,,więcej” klatek dzięki czemu obraz wydaje się płynniejszy, oraz ostrzejszy.

Ufff... Trochę tego było, nie wszystko zostało wyjaśnione, pominięto technolgię plazm i oledów (Pierwsza nie do dostania na naszym rynku, druga ma zabójcza cenę i nie ma dedykowanych monitorów). W zasadzie jest wszystko żeby mieć jako takie pojęcie o wyświetlanym obrazie.

TL;DR. Tak, człowiek widzi więcej niż 60 klatek. Tak, obraz jest płynniejszy, ostrzejszy. Czy jest nam to potrzebne żeby cieszyć się grą? Nie! Jeżeli gramy w immersyjne gry single player po prostu tego nie zauważymy, jest za dużo innych dystraktorów. Tak, jest przyjemniej, ale nie powoduje nam żadnej dodatkowej korzyści. Gramy on-line, czasem się przydaje, ale dopóki nie wjedziemy na zawodowy poziom, również nie ma to absolutnie żadnego znaczenia. To samo się tyczy się w co gramy. W strategiach np.:Starcraft, ilość klatek musi zapewnić płynność. W CS'ie czy Quake Champions może mieć to większe znaczenie.

Mam nadzieje że nieco wyjaśniłem, jeżeli ktoś chce się dowiedzieć nieco więcej zapraszam, jeżeli ktoś uważa że jest inaczej to zapraszam do rzeczowej dyskusji.

Tagi: 120hz 60hz fps konsole Obraz PC tv wyświetlanieobrazu

Oceń notkę
+ +38 -

iM bAtMan! o.O
Oceń profil
+ +14 -
Newander
Ranking: 924 Poziom: 43
PD: 10751
REPUTACJA: 1841