No Image

Частота экранной развертки является важной характеристикой

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
11 марта 2020

Кадровая развёртка — вертикальная составляющая телевизионной развёртки, применяющейся для разложения изображения на элементы и его последующего воспроизведения [1] . Развёртка может быть механической или электронной. В более узком смысле кадровая развёртка — часть электронной схемы передающей камеры, телевизионного приёмника или монитора компьютера, осуществляющая разложение изображения или его воспроизведение в вертикальном направлении. Чаще всего это понятие употребляется применительно к устройствам, использующим электронно-лучевую трубку для формирования последовательности кадров телевизионного изображения с заданной частотой. Однако, понятие кадровой развёртки применимо и к устройствам с полупроводниковыми матрицами и экранами [ источник не указан 896 дней ] .

Содержание

Назначение [ править | править код ]

Генератором кадровой развёртки передающей камеры или телевизора формируется пилообразный ток, который, протекая через катушки магнитной отклоняющей системы, обеспечивает отклонение электронного луча по вертикали, что в сочетании со строчной развёрткой создаёт на экране изображение, состоящее из целых кадров или полей [1] . Частота повторения импульсов равна частоте кадров при прогрессивной развёртке или полей при чересстрочной. Чересстрочная развёртка применяется в большинстве систем телевещания для увеличения частоты мерцания экрана выше критической, воспринимаемой человеческим зрением [2] . Такая технология является компромиссом между частотой кадросмен и требуемой шириной полосы пропускания канала, которая при чересстрочной развёртке вдвое ниже, чем при прогрессивной с такой же разрешающей способностью. Частота полей (полукадров) составляет 50 Герц для европейского стандарта разложения 576i и 60 Герц для американского 480i. В полупроводниковых приборах генератор кадровой развёртки отсутствует, а вместо него используется заданная последовательность считывания информации с элементов светочувствительной матрицы. При механической развёртке кадровая обеспечивается спиральным расположением отверстий в диске Нипкова.

Синхронизация [ править | править код ]

Для создания на экране приёмника устойчивого изображения необходима синхронизация кадровых развёрток передающей камеры или другого источника видеосигнала и телевизора (монитора). Такая синхронизация осуществляется при помощи специальных кадровых синхроимпульсов, передаваемых в составе кадровых гасящих импульсов вместе с видеосигналом.

Длительность кадрового гасящего импульса незначительно превышает длительность обратного хода развёртки на величину запаса гашения. Это необходимо для предотвращения «заворота» изображения на горизонтальных границах кадра [3] .

Первоначально генераторы кадровой развёртки конструировались с привязкой к частоте промышленного переменного тока. Именно поэтому полукадровая частота европейского и американского стандартов разложения отличаются. Однако, дальнейшее развитие телевизионной техники избавило от такой необходимости, используя синхросигнал.

При выборе монитора часто возникает проблема с определением его реальных возможностей и необходимых при работе. Рассмотрим минимальные требования к современному монитору. Ключевыми параметрами здесь являются максимальное разрешение, поддерживаемое монитором, и частота обновления кадров. Разрешение обозначает количество отображаемых элементов на экране (точек) по горизонтали и вертикали, например: 1024×768. Физическое разрешение зависит в основном от размера экрана и диаметра точек экрана (зерна) электронно-лучевой трубки экрана (для современных мониторов — 0.28-0.25). Соответственно, чем больше экран и чем меньше диаметр зерна, тем выше разрешение. Максимальное разрешение обычно превосходит физическое разрешение электронно-лучевой трубки монитора, поэтому использовать монитор с максимальным разрешением постоянно — только ломать глаза. Если ваше рабочее разрешение, т.е. разрешение, с которым вы собираетесь работать постоянно, является для монитора граничным — вам необходим монитор с большей диагональю. Частота кадров при рабочем разрешении должна быть 75 Гц и выше, иначе ваши глаза будут уставать. При максимальном разрешении допустима более низкая частота кадров. Ниже приведены типичные характеристики мониторов, на которые следует ориентироваться.

Для 14" монитора: разрешение до 1024×768, реально используемые (рабочие) — 640×480 и 800×600. Частота развертки при разрешении 640×480 и 800×600 — 75-85 Гц, 1024×768 — 60 Гц.

Для 15" монитора: разрешение до 1280×1024, реально используемые — 1024×768, 800×600 и ниже. Частота развертки при разрешении 640×480, 800×600 — 75-100Гц, 1024×768 — 75-85Гц, 1280×1024 — 60Гц.

Для 17" монитора: разрешение до 1280×1024, реально используемые — 1024×768, 800×600. Частота развертки при разрешении 640×480, 800×600 — 75-110Гц, 1024×768 — 75-85Гц, 1280×1024 — 60-75Гц.

Требования к монитору можно определить с помощью таблиц 1 и 2. Например, попробуем подобрать монитор для типичного домашнего компьютера. Рабочее разрешение 800×600 — этого хватит для большинства приложений и игрушек, частота вертикальной развертки — 85Гц. Также желательна поддержка разрешения 1024×768 при 60 Гц. По таблице 1 находим полосу видеосигнала — 58 МГц для 800×600 и 64 МГц для 1024×768. По таблице 2 находим частоту горизонтальной развертки — 53 кГц для 800×600 и 48 кГц для 1024×768. В итоге получаем следующие требования: максимальное разрешение — не ниже 1024×768, полоса пропускания — не ниже 65 МГц, частота кадров — до 85 Гц, частота строк — до 53 кГц.

Читайте также:  Php проверка расширения файла

Выбор монитора может казаться довольно простой и в то же время слишком сложной задачей. Технологии, которые используются в современных дисплеях, можно объяснить в одной небольшой статье, что мы и сделаем сегодня. Никаких чисто маркетинговых словечек! Только четкие описания конкретных терминов, которые действительно важны.

Найти модель, которая идеально подойдет для использования во всех ситуация, невозможно — пока такие мониторы просто не выпускают. Вместо этого дисплей нужно выбирать с учетом того, для чего он нужен — для игр, графического дизайна, монтажа видео высокой четкости и так далее. Всегда придется идти на компромисс и выбирать две из трех основных черт — скорости работы, правильности отображения цветов и высокого разрешения.

При этом мы не будем вдаваться в слишком технические подробности, которые обычному покупателю на самом деле не нужны. Мы расскажем об основных параметрах любого монитора: разрешении, соотношении сторон, частоте развертки, типе панели и прочих.

Разрешение

Казалось бы, это самый простой вопрос. Просто нужно покупать монитор с самым высоким разрешением, которое вам по карману, правда? Что ж, на самом деле это не лучшая тактика. Высокие разрешения предлагают более четкое и детальное изображение, но масштабирование картинки и интерфейса в Windows, к примеру, до сих пор работает не слишком хорошо, а видеокарта для монитора высокой четкости нужна будет куда более дорогая.

Итак, с чего начать? Начнем с того, что покупать модель с разрешением ниже Full HD (1080p / 1920×1080 точек) в 2018 году просто бессмысленно. Это базовое разрешение, от которого нужно отталкиваться — на него ориентируются и большинство разработчиков игр, и большинство авторов приложений, и большинство создателей видеоконтента. Если размер монитора составляет 24 дюйма в диагонали или меньше, Full HD — отличный компромисс.

С другой стороны, большие экраны (с размером больше 24 дюймов) с разрешением 1080p выглядят далеко не так привлекательно — к ухудшению качества изображения приводит сниженная плотность пикселей. Так что крупные модели лучше выбирать с разрешением 1440p (2560×1440 точек) или даже 4К (3840х2160 точек).

Если ваш монитор будет использоваться в основном для обычной офисной работы или работы в профессиональных дизайнерских приложениях, у высокого разрешения есть еще одно важное преимущество — на одном экране просто будет помещаться больше нужной информации. Так, у монитора с разрешением 1440p на 77% больше пикселей, чем у монитора с разрешением 1080p. Да и игры, честно говоря, уже давно неплохо работают в 1440p, если использовать более-менее мощную видеокарту вроде GeForce GTX 1070 или RX Vega 56.

Если играете на своем компьютере вы чаще всего, то монитор с разрешением 4К выбирать пока вряд ли стоит — разве что в том случае, если вы готовы потратить тысячу-другую долларов на одну из новых видеокарт Nvidia GeForce RTX (да и в этом случае стоит задуматься о покупке 4К-телевизора, на котором преимущества высокого разрешения будут заметно более очевидными). Остальные GPU пока не способны достаточно быстро обрабатывать 4К-картинку, так что 4К-мониторы будем считать исключительно уделом профессионалов в областях обработки видео и работы с графикой.

Ультраширокие мониторы

Еще пара вариантов решения проблемы с недостатком информации на экране — выбор ультраширокого монитора с соотношением сторон, отличным от стандартного 16:9 или покупка сразу нескольких мониторов.

Последний вариант обычно выигрывает в цене. Программисты, создатели контента и другие профессионалы легко совершенствуют свой рабочий процесс, просто добавляя к уже существующему еще один, а большая часть современных видеокарт легко справляется с одновременной работой нескольких экранов.

Геймерам, однако, вариант с несколькими мониторами вряд ли подойдет. Проблема заключается в том, что даже ультрасовременные мониторы имеют заметные рамки вокруг панелей, так что погружению в игру будут мешать уродливые полоски.

В общем, если вы считаете себя энтузиастом-фанатом видеоигр, то ваш выбор — ультраширокий монитор вроде Samsung C49HG90 (или поскромнее). К сожалению, такие мониторы отличаются не только богатой картинкой, но и завышенной ценой. За комфорт придется заплатить сверху! Зато в разрешении вроде 2560х1080 или 3440х1440 пикселей еще и фильмы смотреть удобно — в основном их снимают с соотношением сторон картинки 21:9.

Отметим, что и профессионалы используют ультраширокие мониторы достаточно часто — если на это есть бюджет, который уйдет не только на покупку самого монитора (3440х1440 — все еще high-end), но и на покупку видеокарты, которая справится с таким количеством пикселей.

Читайте также:  Intel xeon l5420 характеристики

Еще одно важное замечание: далеко не все современные игры поддерживают ультраширокие мониторы в полном объеме. К примеру, популярный онлайн-шутер Overwatch просто ограничивает угол обзора тех, кто использует такой монитор. Причина проста — разработчики не видят смысла в том, чтобы учитывать пожелания мизерной части своей аудитории (если верить Steam Hardware Survey, ультраширокими дисплеями пользуются меньше 2% геймеров).

Технологии изготовления панелей

Пожалуй, мы достигли самой важной части этой статьи. Разрешение — штука, несомненно, важная, но технология изготовления панели вашего монитора определяет куда больше его параметров.

Жидкокристаллические дисплеи делятся на несколько типов: TN, IPS (а также PLS, AHVA, eIPS и другие), VA и OLED. Расскажем обо всех!

Технология TN (Twisted Nematic) — самая распространенная и дешевая. 27-дюймовую TN-модель с разрешением 1920х1080 пикселей можно купить всего за $150-$160. Естественно, придется мириться с серьезными недостатками — неаккуратными цветами и отвратительными углами обзора.

Все LCD-дисплеи работают, пропуская свет от светодиода сквозь пару поляризованных панелей, фильтр цветов и жидкие кристаллы. Чем больше напряжение тока, тем больше света эти кристаллы блокируют. Технология TN имеет значительные ограничения — вместо 8 бит на каждый канал цвета они используют всего 6 бит. Для компенсации этого недостатка применяют технологию FRC (Frame Rate Control) — трюк, который позволяет быстро переключать две цвета и «как бы отображать» третий. К сожалению, до полноценного 24-битного цвета результат не дотягивает. Все это сочетается с инверсией и «вымыванием» из-за угла обзора, так что TN-мониторы не подойдут тем, кого волнуют правильные цвета картинки.

Зато у TN есть огромное преимущество, которое касается игр — это их скорость. Переключение пикселей с одного цвета на другой может занимать всего 1-2 мс, что позволяет создавать TN-мониторы с частотой развертки 144 и даже 240 Гц. Это идеально для скоростных игр вроде шутеров от первого лица.

Технология IPS (In-Plane Switching) — выбор профессионалов. IPS призвана устранить недостатки TN и использует другое расположение кристаллов, которое обеспечивает улучшенное отображение цветов и меньшее искажение света. Кроме того, каждый канал в IPS-моделях использует 8 бит информации, что делает возможным отображение 24-битного цвета. Разница видна невооруженным глазом.

IPS-дисплеи отличаются яркой и богатой картинкой, которая практически не изменяется при отклонении головы в ту или другую сторону. Кроме того, если вы нажмете на IPS-панель пальцем, на ней не появится заметных искажений, что делает IPS подходящей для использования в сенсорных моделях.

К сожалению, и у IPS есть свои недостатки. Во-первых, из-за более сложной структуры такие экраны стоят заметно дороже TN-аналогов. К счастью, в последние годы их цены начали понемногу снижаться. Во-вторых, сложная структура влияет еще и на скорость работы — переключение пикселей в IPS-панелях происходит медленнее, от 5 до 8 мс. Это заметно в быстрых играх, да и частота развертки IPS-моделей редко превышает 60 Гц. 144-герцовые IPS-мониторы при этом стоят целое состояние.

Варианты IPS-панелей (PLS, AHVA, eHVA и другие) производятся, к примеру, Samsung и AU Optronics. Их отличия очень невелики и зависят от небольших изменений в структуре дисплея, все еще произведенного по технологии 1996 года. Samsung-модели с PLS, к примеру, отличаются слегка сниженной ценой, более высокой яркостью и улучшенными углами обзора, но в то же время плохо «разгоняются», а в некоторых случаях даже используют 6-битный цвет.

Используют 6-битный цвет и бюджетные eIPS-мониторы LG. Другие вариации отличить друг от друга еще сложнее — речь скорее идет о патентах, чем самих технологиях.

VA-мониторы (Vertically Aligned) и их варианты (PVA и MVA) комфортно располагаются между TN и IPS. Так, они используют 8-битный цвет, но при этом достаточно быстро переключают пиксели. В теории они берут от TN и IPS их лучшие стороны и избавляются от недостатков.

На практике у VA-панелей есть свои уникальные особенности, которые нужно иметь в виду. Их контрастность достигает 5000:1, а некоторые модели достигают частоты развертки в 120 Гц. К сожалению, углы обзора VA-моделей лишь немного лучше, чем у TN, что делает их не слишком желаемыми для профессионалов в сфере обработки фото и видео. С другой стороны, переключение между темными цветами происходит не так быстро, как переключение между светлыми и темными, что в играх может привести к размыванию изображения. Да и стоят VA-мониторы относительно дорого.

Читайте также:  Сколько можно заработать на андроид играх

В любом случае, найти жидкокристаллический дисплей с наилучшим контрастом можно только среди VA-моделей (если точнее, MVA).

Наконец, OLED-мониторы считаются мониторами будущего. Эта технология развивается благодаря телевизорам премиум-сегмента и мобильным телефонам. К сожалению, в продаже такие мониторы пока найти сложно — к примеру, в прошлом году Dell анонсировала 30-дюймовую модель UP3017Q стоимостью в $3500, но затем ее выпуск просто отменили. Также в прошлом году свою 22-дюймовую OLED-модель с разрешением 4К PQ22UC показала Asus, но и она пока до прилавков не добралась. Впрочем, всегда можно использовать небольшой OLED-телевизор, правда?

Главное преимущество OLED-технологии заключается в том, что каждый пиксель изображения может контролироваться отдельно. Это означает великолепную контрастность, яркие и точные цвета, а также очень высокую скорость. К сожалению, на рынке ПК-мониторов доступные массовые OLED-мониторы вряд ли появятся раньше 2020 года. Зато именно они уже используются в VR-шлемах!

Частота развертки и задержка ввода

Базовая скорость смены изображения на современных мониторах — 60 Гц. Это означает, что все содержимое экрана перерисовывается 60 раз в секунду. Для большинства офисных работников и тех, кто работает с контентом, этого достаточно, но повышенная частота развертки делает гораздо приятнее не только игры, но даже простое перемещение окон в Windows.

Впрочем, покупка монитора с частотой развертки 120 или 144 Гц — это еще не все, что нужно для полного устранения размывания границ объектов и прочих проблем. В последние годы производители занимаются разработкой дополнительных «фишек», которые работают вместе с высокой частотой развертки.

Одна из таких «фишек» — стробированная подсветка картинки. Такая подсветка на мгновение ока отключается, что в теории делает изображение неотличимым от изображения на старом ЭЛТ-мониторе (у них до сих пор есть свои очень важные преимущества). К сожалению, постоянное отключение подсветки означает еще и общее снижение яркости картинки, а некоторые пользователи с чувствительными глазами устают за такими мониторами гораздо сильнее и даже могут жаловаться на головные боли.

Еще одна проблема, которую пытаются решить компании, занятые мониторами и видеокартами — разрывы изображения. Разрывы появляются тогда, когда видеокарта посылает монитору готовый кадр, а тот еще не закончил обновление предыдущего. Из-за этого части картинки не всегда соответствуют друг другу и разделяются видимыми линиями. Решить это можно, если включить программную синхронизацию (V-Sync), но у нее есть свои недостатки — четкие требования к ровной частоте кадров и более низкая скорость отклика ввода.

Nvidia создала проприетарную технологию под названием G-Sync, которая поддерживается всеми современными GPU ее производства, но требует установки в монитор отдельного модуля (на этапе производства), что значительно его удорожает. AMD ответила похожей, но при этом открытой технологией FreeSync, которая не требует ничего, кроме поддержки опционального стандарта Adaptive-Sync, который является частью стандарта DisplayPort 1.2a. Мониторы с FreeSync встречаются чаще, но их качество различается сильнее. Кроме того, не так давно AMD разработала FreeSync 2, которая требует поддержки технологий HDR и LFC, а также требует скорость отклика не выше определенного порога. Мониторы с FreeSync 2 уже начали появляться в продаже, но пока редки и дороги.

Последняя характеристика любого монитора, о которой нужно поговорить — скорость отклика ввода. Из-за того, что изображение подвергается сложной обработке, передвижение мыши или нажатие на кнопку клавиатуры не означает мгновенное передвижение курсора или появление буквы в строке документа. Скорость отклика ввода редко указывают в списке параметров — ее приходится измерять в лабораториях самим энтузиастам.

Самое простое правило, которому стоит следовать, заключается в следующем: чем больше у монитора всевозможных функций, тем хуже у него будет скорость отклика ввода. Геймеры, которые любят онлайн-шутеры, предпочитают модели с минималистичными меню, практически отсутствующим пост-процессингом картинки и одним-двумя портами для подключения к ПК. Все это означает, что видеосигнал с GPU тратит значительно меньше времени на то, чтобы добраться до пикселей дисплея.

С другой стороны, многие современные мониторы улучшают этот показатель благодаря использованию скоростных модулей масштабирования. Особенно отзывчивы модели с поддержкой FreeSync 2 и Nvidia BFGD (Big Format Gaming Displays). Последние, правда, в продажу пока не поступили.

В любом случае, если скорость отклика ввода для вас важна, перед покупкой конкретного монитора почти всегда можно найти в сети его подробный обзор с тестами именно этого показателя.

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
Adblock detector