Частота обновления — это значение, показывающее сколько раз в течение одной секунды обновляется изображение на экране. Этот параметр отличается от количества кадров в секунду (fps), (сколько кадров передает источник видеосигнала каждую секунду). Частота обновления — важный параметр, который влияет на обработку движения - более высокая частота обновления как правило позволяет добиться более плавной передачи движения.
В этой статье объясняются различия между частотой 60 Гц и 120 Гц, как это влияет на изображение и как производители пытаются обмануть вас, заставляя думать, что в их телевизорах частота обновления выше, чем есть на самом деле.
Что такое частота обновления экрана?
Даже если мы этого не замечаем, экран нашего телевизора постоянно обновляется каждую секунду. Частота обновления определяет, сколько раз в секунду появляется новое изображение, и она вычисляется в герцах (Гц). Частота обновления 60 Гц означает, что экран обновляется 60 раз в секунду, а при частоте 120 Гц, соответственно - 120 раз в секунду. Это отличается от частоты кадров в секунду (fps). FPS показывает сколько раз в секунду источник сигнала отправляет новый кадр. Поэтому, если источник видеосигнала отображает 60 кадров в секунду, необходимо, чтобы экран вашего телевизора обновлялся также 60 раз в секунду, чтобы частота обновления и частота кадров совпадали, иначе движение на экране может выглядеть размытым.
Чем важна частота обновления?
Частота обновления влияет на обработку движения: чем большее количество раз на экране появляется новое изображение, тем лучше выглядят движущиеся объекты. Современные телевизоры имеют частоту обновления 60 Гц или 120 Гц. Большинство телевизоров высокого класса работают с частотой 120 Гц, но это не означает, что они лучше справляются с передачей движения. Насколько хорошо будет выглядеть движение еще зависит от времени отклика. Быстрый отклик позволит движущимся объектам оставаться четкими, в то время как телевизор с увеличенным временем отклика будет размывать движение. Время отклика и частота обновления косвенно связаны между собой, поэтому в большинстве случаев экран с частотой 120 Гц будет иметь лучшее время отклика, чем экран с 60 Гц.
Поскольку не весь контент имеет ту же частоту кадров, что и частота обновления экрана вашего телевизора, существуют способы, с помощью которых телевизор увеличивает частоту кадров в соответствии с частотой обновления, улучшая при этом передачу движения.
Контент в 30 или 60 fps
Видео с частотой 60 кадров в секунду, воспроизводимое на телевизоре с частотой обновления 120 Гц, должно выглядеть почти идентично контенту, воспроизводимому на телевизоре с частотой 60 Гц. В этом случае телевизор либо подстраивается под частоту обновления источника и понижает свою частоту обновления до 60 Гц, либо просто удваивает каждый кадр.
Как вы можете видеть на фото выше, телевизор с более высокой частотой обновления не уменьшает размытие при движении. Поскольку оба этих телевизора имеют очень похожее время отклика, контент с частотой 60 кадров в секунду выглядит на них почти идентично.
Чтобы разглядеть различия, мы сравнили два телевизора бок о бок -модель с частотой 60 Гц и модель с частотой 120 Гц и с одинаковым временем отклика. Съемка проводилась в замедленном режиме, чтобы можно было легко сравнить каждый отдельный кадр.
Контент в 24 fps
Телевизор с частотой обновления 120 Гц сам по себе не обеспечит лучшей передачи движения, но он имеет несколько преимуществ по сравнению со стандартными телевизорами с частотой 60 Гц. Одним из наиболее важных преимуществ является возможность воспроизведения контента в 24 fps – такая частота кадров встречается во многих фильмах. Большинство телевизоров могут просто снизить собственную частоту обновления до 24 Гц, чтобы подстроиться под такой контент, но некоторые источники, такие как, например, Chromecast, передают видео со скоростью 60 кадров в секунду, даже если изначальный контент имеет 24 кадра в секунду. Таким образом, частота обновления телевизора останется на уровне 60 Гц, и движение уже не будет казаться плавным — на изображении появится эффект дрожания. У телевизора с частотой 60 Гц будут возникать проблемы с удалением дрожания в контенте с 24 fps, потому что 60 не кратно 24. Для такого типа контента используется способ отображения, известный как преобразование кадровой частоты 3:2. 12 кадров из 24 повторяются три раза, остальные 12 повторяются дважды (в общей сложности 60 кадров). При этом некоторые сцены на экране, особенно панорамные снимки, будут казаться дрожащими, хотя это сможет заметить не каждый зритель. У телевизоров с частотой 120 Гц здесь преимущество, потому что они могут просто отображать каждый кадр пять раз, так как 120 кратно 24.
Контент в 120 fps
Есть несколько источников, которые передают контент в 120 кадров в секунду, это, например, приставки Xbox Series X или PS5, и наличие телевизора с частотой 120 Гц позволяет воспроизвести такой контент с максимальной частотой кадров. В большинстве случаев контент со 120 кадрами в секунду — это игры, и такая частота очень сильно влияет на передачу движения на экране. Как вы можете видеть на фото ниже, картинка на телевизоре с частотой 120 Гц выглядит намного плавнее при 120 кадрах в секунду, чем при 60.
С выходом HDMI 2.1 в ближайшие годы может появиться больше источников со скоростью 120 кадров в секунду. Новый стандарт HDMI позволяет телевизорам передавать изображение с разрешением 4k со скоростью до 120 кадров в секунду, в то время как HDMI 2.0 обеспечивает скорость только до 60 кадров в секунду. Это означает, что в скором времени телевизоры с частотой 120 Гц постепенно станут нормой.
Использование функции интерполяции движения
Если вам нравится функция интерполяции движения, используемая в телевизорах (также известная как «эффект мыльной оперы»), то для этого нужна частота в 120 Гц. Это позволяет телевизору генерировать кадры между уже существующими, увеличивая частоту кадров в соответствии с частотой обновления экрана. Большинство телевизоров имеют такую функцию; телевизор с частотой 60 Гц может интерполировать контент с частотой 30 кадров в секунду, а телевизор с частотой 120 Гц может интерполировать контент с частотой 30 и 60 кадров в секунду. Вот почему телевизор с частотой 120 Гц является преимуществом по сравнению с 60-герцовым - он способен интерполировать больше типов контента.
Вставка черного кадра (BFI)
Существуют и другие способы добиться такой же четкости изображения, как при частоте обновления 120 Гц. Во многих телевизорах на данный момент есть функция вставки черного кадра (BFI). Суть ее в том, что телевизор отображает черный кадр между обычными, который неразличим для большинства зрителей. Эта функция также может сделать изображение более тусклым, чем при обычных условиях. На большинстве LED-телевизоров подобный эффект достигается за счет регулировки частоты мерцания подсветки, в результате чего подсветка выключается на середине кадра. На OLED-телевизорах, у которых нет подсветки, это достигается путем вставки черного кадра.
Размытие картинки возникает в том случае, когда ваш взгляд перемещается по статичному изображению, по отдельным кадрам, составляющим движущийся объект. При работе функции вставки черного кадра отдельный кадр присутствует на экране в течение более короткого промежутка времени, за счет чего размытие уменьшается. К сожалению не всем зрителям нравится мерцание на экране, которое появляется в результате.
Частота обновления разных источников
Очень многое зависит от того, насколько качественным будет контент, который вы воспроизводите на телевизоре, и, к сожалению, на данный момент контента со скоростью 120 кадров в секунду очень мало. Благодаря новому стандарту HDMI 2.1 игровые консоли, такие как Xbox Series X и PS5, поддерживают 120 кадров в секунду, но контента онлайн для них вы много не найдете.
Дополнительная информация
Variable refresh rate (VRR)
Частота кадров источника не всегда является постоянной величиной, особенно в играх. Может произойти падение частоты, что приведет к разрыву изображения, так как в таком случае частота кадров в игре и частота обновления вашего телевизора перестанут совпадать. Существует функция, называемая переменной частотой обновления (variable refresh rate или VRR), которая обеспечивает соответствие скорости обновления и частоты кадров, поэтому, если частота кадров в игре падает, телевизор также автоматически снижает частоту обновления. Для этого необходимо чтобы и телевизор, и источник поддерживали VRR.
Существуют различные форматы VRR. Тремя наиболее распространенными типами являются AMD FreeSync, NVIDIA G-SYNC и HDMI Forum VRR. G-SYNC предназначен для мониторов, но некоторые телевизоры тоже совместимы с этой функцией. В телевизорах Samsung и LG высокого класса есть FreeSync, а поддержка HDMI Forum VRR постепенно появляется на телевизорах с HDMI 2.1. Что касается совместимых устройств, то Xbox Series X поддерживает FreeSync и HDMI Forum VRR, а PS5 в 2021 году ждет обновление для HDMI Forum VRR.
Завышение частоты обновления
Производители, рекламируя свои устройства, часто заявляют, что их частота обновления выше, чем есть на самом деле. К примеру, Samsung, использует термин Motion Rate. Motion Rate на телевизоре с частотой 60 Гц составляет 120, а на модели с частотой 120 Гц — 240. Таким образом производитель в своей маркетинговой компании использует значения, вдвое больше реальной частоты обновления, и нет объяснения, для чего это делается. LG использует название TruMotion, у Vizio есть "Эффективная частота обновления", а у Sony есть даже два названия: MotionFlow XR и X-Motion Clarity. Эти маркетинговые термины на самом деле не значат ничего, и вам нужно внимательно проверять характеристики телевизора, чтобы узнать его реальную частоту обновления.
Частота мерцания
ЖК-телевизоры освещаются LED-подсветкой, и в большинстве из них используется широтно-импульсная модуляция (Pulse Width Modulation или PWM) для регулировки яркости. Подсветка отключается каждые несколько секунд - это происходит очень быстро и не заметно человеческому глазу. Частота мерцания, как и частота обновления, измеряется в Гц, чтобы в итоге мы могли оценить, сколько раз каждую секунду происходит выключение.
Если частота мерцания не совпадает с частотой обновления или с частотой кадров, это может привести к дублированию изображения. Как вы можете видеть на фото ниже, на LG UN8500 движущееся изображение дублируется, потому что его подсветка мерцает на частоте 120 Гц, что вдвое больше, чем частота кадров источника. У Sony X800H подсветка без мерцания, поэтому дублирование изображения нет, а размытие вызвано увеличенным временем отклика.
Заключение
Частота обновления определяет, как часто экран меняет изображение в течение одной секунды. Телевизор каждые несколько миллисекунд получает новое изображение из источника, хотя этот процесс для нас незаметен. Как правило, в большинстве случаев более высокая частота обновления телевизора приводит к лучшей обработке движущихся объектов, но есть и другие факторы, которые оказывают на это влияние. Важно, чтобы частота кадров источника и частота обновления телевизора совпадали друг с другом, чтобы получать плавную картинку без подергиваний. Большинству людей подойдет телевизор с частотой обновления 60 Гц, так как контента в 4k с fps более 60 кадров в секунду не так много. Однако для геймеров отличным выбором телевизоры будут с частотой 120 Гц и с поддержкой HDMI 2.1, поскольку они обеспечивают более высокую частоту кадров.
