Все, что нужно знать о частоте развертки телевизора 4K

Все, что нужно знать о частоте развертки телевизора 4K

В обсуждениях телевизоров 4K постоянно поднимается вопрос о частоте обновления кадров. На то есть весомые причины. С одной стороны, частота обновления кадров напрямую влияет на получение удовольствия от просмотра видео контента, будь то фильмы или спортивные видео трансляции.

С другой стороны, производители телевизоров сами запутывают покупателей специфическим жаргоном, которым они описывают данную функцию в спецификациях. Главная проблема их описаний в том, что это либо откровенный обман, либо неверно технически. В результате даже специалист не всегда может разобраться в их описаниях.

Данная статья написана с целью отбросить все жаргонные словечки и маркетинговую терминологию, чтобы доходчиво объяснить читателю три простые вещи: что такое частота обновления кадров применительно к видео, что такое «естественная» (native) и «улучшенная» (enhanced) частота обновления кадров, и какой эффект оба типа развертки оказывают на качество картинки, которую показывает телевизор.

Все современные премиумные 4K телевизоры, такие как Samsung KS9500, работают с «естественной» (native) частотой развертки в 120 Гц.

Что же такое частота обновления кадров?

На самом фундаментальном уровне частота обновления кадров является тем, что обозначает ее название. Это частота, с которой ваш телевизор обновляет картинку каждую секунду. Чем выше частота обновления, тем более плавную и естественную картинку вы видите на экране. Частота обновления кадров имеет особое значение для динамичного видео высокого разрешения. У каждого видео есть предел, до которого можно увеличивать частоту обновления кадров.

Важно понимать, что телевизор не может добавлять «детализации» к видеоисточнику. Все детали уже находятся внутри видео, а телевизор может лишь обрабатывать сигнал.

Если в качестве примера взять пленку, которую крутят в кинотеатре, то там эквивалентом частоты кадров будут 24 кадра в секунду. Затем эти 24 кадра конвертируются в 30 кадров для телевещания. После этого проводятся некоторые манипуляции с видео и получаются 60 кадров в секунду, которые соответствуют «развертке» в 60 Гц – формате, в котором сегодня выпускается большинство цифрового видео.

4К телевизоры способны работать как в режиме 60 Гц, так и в режиме 120 Гц (60 или 120 картинок в секунду). Старые HD телевизоры работают в основном при 60 Гц (многие модели на самом деле при 50 Гц). Поскольку от 4K телевизоров ожидают высочайшего качества, 60 Гц тут же стали чем-то вроде устаревшей технологии, и сейчас все 4K телевизоры поддерживают частоту развертки равную 120 Гц.

Как связаны частота обновления кадров и количество кадров в секунду видео источника?

И конечно же возникает еще один вопрос: что происходит при просмотре видео 60 Гц на телевизоре со 120 Гц? Телевизор распознает 60 Гц источника и после этого может совершить несколько манипуляций или «улучшений», чтобы показать корректное изображение.

Кадровая интерполяция

Первый метод, который мы рассмотрим, называется кадровой интерполяцией, и эту технологию используют все современные телевизоры, в том числе и 4K телевизоры. Суть данной технологии в том, что берутся два или более разных видео кадра, после чего они накладываются друг на друга и результат данной операции показывается между реальными кадрами. В результате картинка получается немного более смазанной.

Следующий метод называется «вставка черных кадров» (black frame-insertions, BFI). Данная технология заключается в том, что вместо пропущенных кадров вставляются черные кадры. Данный метод позволяет бороться с размытием при движении в кадре (motion blur).

Пример метода BFI.

Что же такое motion blur в 4K телевизорах?

Размытие при движении это проблема видео источника. Оба метода, описанные выше, нужны для того чтобы избежать подобного эффекта при 120 Гц и 60 Гц. Нужно так же понимать, что телевизоры со 120 Гц намного лучше контролируют размытие, чем их 60 Гц аналоги. Размытие, как явление, которое мы воспринимаем своим глазом – это составная честь нескольких факторов. Прежде всего это размытие, свойственное типу матрицы телевизора. Второе, это рассинхронизация развертки и количества кадров в секунду. Третье, это размытие, которое было «зафиксировано» камерой при съемках.

Телевизор не может ничего сделать с размытием, которое возникло при съемках. Интерполяция и BFI нужны для борьбы с первыми двумя причинами возникновения размытия. Оба способа «обманывают» наш мозг так, что мы видим более четкую картинку при просмотре фильма или спортивной трансляции.

Чем лучше 4K телевизор может «подгонять» картинку (24p, 30fps, 60fps) под свои 120 Гц, тем естественней и приятней она будет смотреться. Разумеется, это еще и означает уменьшение дрожания картинки и снижение уровня размытия. Одно из ключевых отличий хорошего 4K телевизора от плохого, в методах обработки картинки с движением в кадре. Чем дешевле телевизор, тем хуже он устраняет вышеперечисленные негативные эффекты.

Отличными примерами телевизоров 4K с разверткой в 120 Гц и хорошим подавлением размытия и дрожания картинки являются телевизоры Samsung 2015 и 2016 годов выпуска, а так же телевизоры LG OLED 4K, которые начали выпускать в этом году.

Как связаны частота обновления кадров и компьютерные игры?

4K телевизоры сегодня очень часто используют в качестве гигантских игровых мониторов и подключают их к компьютерам через HDMI.

Большая часть современных 4K телевизоров отлично работают в роли мониторов, потому что их частоты обновления кадров поддерживают две функции. С одной стороны, все основные брэнды, выпускающие 4K телевизоры в 2015 и 2016 годах, отлично работают при 60 кадрах в секунду, из-за того, что их частота развертки равна 60 Гц. С другой стороны, практически все телевизоры поддерживают 120 Гц, что делает комфортной игру при 120 кадрах в секунду.

Примеры моделей 4K телевизоров, которые отлично подойдут для игр при 60 Гц: Samsung JU7100, LG OLED 4K EF9500, Samsung SUHD KS8000.

4K телевизоры, которые поддерживают Full HD при 120 Гц это Sony X810C и X850C.

Что же значат «улучшения» частоты кадров применительно к 4K телевизорам?

Прежде чем мы продолжим, запомните одну фундаментальную и простую вещь, которая позволит избежать недопонимания в будущем. Частота развертки может быть только 60 Гц или 120 Гц.

Любая, указанная производителем, частота развертки выше 120 Гц является следствием действия более интенсивных версий интерполяции или BFI. Такие «улучшенные» развертки могут достигать 240 Гц. У каждого производителя данная «технология» называется по своему.

Если 4K телевизор предлагает частоту развертки 60 Гц, то «улучшенной» (enhanced) разверткой будут 120 Гц, если обычная развертка телевизора 120 Гц, то «улучшенная» будет 240 Гц. Примеры таких разверток и их названия включены в список, с которым вы можете ознакомиться ниже:

• Sony: MotionFlow
  • 120 Гц при 60 Гц native refresh и 240 Гц при 120 Гц «родной» (native) развертке
• Samsung: Motion Rate
  • 120 Гц при 60 Гц native и 240 Гц при 120 Гц native развертке
• LG: TruMotion
  • 120 Гц при 60 Гц native и 240 Гц при 120 Гц native
• Vizio: Effective Refresh Rate
  • 120 Гц при 60 Гц native и 240 Гц при 120 Гц native. Vizio предлагает развертку “Clear Action”, которая удваивает переработанную картинку. В итоге получаются цифры наподобие 480 Гц и 720 Гц для 60 Гц или 960 Гц для 120 Гц. Эти цифры ничего не значат и были придуманы для того, чтобы впечатлить потенциального покупателя.
• Panasonic: Image Motion
  • 120 Гц при 60 Гц native и 240 Гц при 120 Гц native

Графики, подобные этому, обманывают покупателей и заставляют их думать, что существует развертка выше 240 Гц. На самом деле развертки выше 240 Гц никак не влияют на качество картинки.

Заключение

В большинстве случаев обычной развертки в 120 Гц будет достаточно. Некоторые телевизоры предлагают отличное качество картинки и контроль движения в кадре при 60 Гц. Разница между 60 Гц и 120 Гц будет едва заметна на видео, которое сделано под 60 Гц. Дополнительные технологии улучшения движения в кадре (такие как удвоение частоты обновления) являются хорошим бонусом в специфических ситуациях, например при просмотре спортивных состязаний, где размытие добавляет эффект присутствия. На все технологии, делающие частоту развертки выше 240 Гц, можно смело не обращать внимания.

Правильная регулировка яркости

Многие люди думают, что если сделать менее ярким экран, нагрузка на глаза снизится. Но это не так. Наиболее подходящей считается та яркость, которая совпадает с освещенностью помещения. То есть монитор должен быть не слишком ярким, но и не слишком бледным.

В результате такого дисбаланса глаза сильно устают. У одних людей слишком яркий экран, у других, наоборот, ничего не видно из-за темного монитора. У некоторых людей сзади спины находится яркий источник света, поэтому они вынуждены бороться с бликами.

Рекомендуем почитать: Красные глаза от компьютера

Покупателям следует помнить о том, что в магазине монитор настроен на максимальную яркость, так как необходимо привлечь внимание людей. В домашних условиях необходимо сделать яркость немного меньше.

Чтобы правильно настроить яркость монитора, необходимо открыть часто просматриваемую фотографию или рисунок. После этого начинать регулировать ярче или темнее экран монитора. Если картинка приобретает привычный оттенок, регулировка окончена.

Как повысить частоту обновления экрана монитора

Как можно понять из описания выше, 99% матриц имеют возможность выдавать большую частоту обновления экрана, чем 60 Гц, которые положены по техническим характеристикам. Сдерживает их от работы при повышенной частоте программное ограничение. Соответственно, именно на программном уровне нужно решать вопрос, чтобы увеличить частоту обновления экрана монитора.

В зависимости от того, AMD или Nvidia видеокарта установлена в компьютере, будет отличаться способ настройки повышенной частоты обновления экрана монитора.

Видеокарта NVidia

Чтобы увеличить частоту обновления выше 60 Гц на экране монитора, который подключен к компьютеру с видеокартой NVidia, можно использовать утилиту видеокарты:

1. Нажмите правой кнопкой мыши в любом свободном месте на экране рабочего стола, после чего выберите в выпадающем меню вариант “Панель управления NIVIDIA”;
2. Откроется утилита для настройки параметров видео, 3D и дисплея. Здесь нужно в левой части окна переключить на подраздел “Изменение разрешения” в разделе “Дисплей”;
3. Далее потребуется создать свои собственные настройки параметров разрешения. Для этого нажмите “Настройка” в нижней части окна;

Видеокарта AMD

Встроенной утилитой AMD выполнить подобные манипуляции по настройка частоты обновления экрана не получится, поэтому придется использовать сторонний софт. Для решения проблемы подойдет программа Custom Resolution Utilities (CRU), которую можно бесплатно скачать в сети.

Важно: В отличие от настройки для видеокарты NVidia, Данный способ несколько сложнее. Главная его сложность в том, что нет возможности провести тестирование монитора до того, как будет установлено новое значение частоты обновления экрана. Соответственно, если после установки неправильной частоты обновления возникнут проблемы, возвращаться к исходным настройкам может потребоваться через безопасный режим Windows.

Чтобы через программу Custom Resolution Utilities (CRU) повысить параметр частоты обновления экрана, выполните следующие действия:

Запустите программу, для этого воспользуйтесь ярлыком CRU.exe;

Влияние частоты обновления экрана на зрение

При низкой частоте смены кадров, целостность изображения нарушается, и становится заметно мелькание кадров. Глаза начинают уставать, так как зрительный аппарат пытается уловить смену кадров и, перенапрягается.

Напряженная работа зрительного центра может вызвать жжение глаз, головные боли и даже приступ эпилепсии, если есть предрасположенность к этому.

Повышение частоты обновления экрана способствует избавлению от ощущения дискомфорта при просмотре видеоконтента, так как глаза уже не пытаются зафиксировать смену кадров.

Перенапряжению зрительного центра также способствует чрезмерная яркость и контрастность картинки.

Современные телевизоры оснащены приемлемой частотой смены кадров (60 Гц и выше), благодаря чему глаза не страдают. Но низкое качество картинки заставляет всматриваться в объекты на экране, фокусировать свой взгляд, тем самым опять-таки вынуждает глаза перетруждаться.

В целом увеличение герцовки монитора – вещь полезная, но нужно понимать, что и здесь можно переусердствовать: дисплей вроде бы и поддерживает высокие частоты, но, когда дело доходит до тестирования, появляются фризы (подтормаживания видеоряда). Это – свидетельство того, что видеокарта не справляется с повышенной частотой.

Появление артефактов (нескольких размытых изображений в одном кадре) говорит об обратной ситуации – монитор не справляется с частотой, предложенной видеокартой.

В обоих случаях частоту следует уменьшать до исчезновения проблем.

Если в результате ваших экспериментов экран стал чёрным – вы выбрали неподдерживаемую монитором частоту. Обычно такие моменты определяет управляющая программа, и у вас имеется возможность отката, но если вы использовали сторонний софт, то это станет проблемой. Решать её можно несколькими способами. Например, загрузиться в безопасном режиме и выполнить откат до безопасных параметров частоты обновления экрана. Или использовать второй монитор, если он в состоянии работать на выбранной вами частоте.

Но, повторяем, физических противопоказаний разгона, способных нанести вред монитору, не существует.

Что понимается под частотой обновления экрана

На мониторах, ноутбуках и телевизорах постоянно меняется кадр – это принцип их работы, схожий с тем, как функционирует кинопроектор. Какая частота обновления экрана телевизора лучше, если хочется насладиться картинкой? В ТВ, выпускаемых сейчас, этот параметр в разы выше, чем в кинопроекторе.

Объясняется это тем, что на пленке легче сформировать видеоряд, чем на жидкокристаллическом дисплее. По большей части от значения зависит то, насколько четким и детализированным будет выводимое изображение. Выше частота обновления телевизора – картинка выглядит качественнее.

Единица измерения этого параметра – герцы (сокращенно Гц). Число герц говорит о количестве кадров, воспроизводимых телевизором за 1 секунду.

Бытует мнение, что минимальная частота развертки должна быть 200 Гц, но здесь важную роль играют другие технические характеристики панели, а именно – разрешающая способность.

К примеру, в телевизоре с поддержкой 4К индекса в 120 герц будет достаточно. В устаревших моделях герцовка экрана поменьше – 50 Гц, что недостаточно для плавного отображения динамических сцен. Кадры не способны меняться слишком быстро, из-за чего картинка получается менее четкой.

50 – 90 Гц дают детализированную картинку

Варианты развертки в экранах ТВ:

• 50 – 90 Гц. Это доступные телевизоры, имеющие детализированную картинку. Но при отображении динамичных сцен изображение получается размытым. Может быть заметен эффект мерцания. Просмотр фильмов на таком экране менее комфортен, а мерцание может стать причиной быстрого уставания глаз;
• 100 – 200 Гц. Рекомендуемые устройства, если оценивать их по соотношению цена/качество. Модели, имеющие достойную герцовку, встречаются и в среднем ценовом классе;
• телевизор с частотой 400 – 600 Гц. Такой индекс присущ дорогим флагманским моделям. Как утверждают специалисты, глаз человека не замечает существенной разницы между 200 и 600 Гц.

Раньше индекс был универсальным, носил название CMR и измерялся в Гц.

Сейчас ведущие компании внедряют собственные решения, со своими единицами измерения:

• PQI (Samsung). Показатель PQI зависит от разрешающей способности, цветоперадачи, уровня контрастности и числа кадров;
• MotionFlow (Sony). Технология увеличения частоты обновления. Например, классическое значение – 50 Гц, с MotionFlow +100 создается 50 дополнительных кадров, увеличивающих число сцен. Не так давно появилась технология MotionFlow +200, повышающая частоту в 4 раза (каждая сцена разбавляется тремя дополнительными кадрами);
• TruMotion (LG). Южнокорейский бренд пользуется этим решением начиная с 2009 года. Впервые оно появилось в модели ТВ L00, дав частоту в 200 Гц. Такого параметра получилось добиться благодаря «Scanning Backlight» — технологии, сканирующей заднюю подсветку и устраняющей размытость;
• Perfect Natural Motion (Philips). Технология оценивает характер движений на экране и снижает «тряску». Повышает четкость и реалистичность изображения.

Чем выше частота смены кадров в телевизоре – тем комфортнее его смотреть. Но на общее впечатление влияет и тип матрицы.

Разгон на NVIDIA

Если вы используете видеокарту от NVIDIA, то для разгона монитора можно использовать программу « Панель управления NVIDIA », которая устанавливается вместе с драйверами NVIDIA. Данная панель давно поддерживает эту функцию и позволят буквально в несколько кликов установить любую частоту обновления.

Для начала вам нужно кликнуть правой кнопкой мышки по рабочему столу и открыть «Панель управления NVIDIA» или перейти по пути « Панель управления – Оборудование и звук – Панель управления NVIDIA ». Более подробно об этом в статье как открыть «Панель управления NVIDIA».

В окне « Панель управления NVIDIA » нужно открыть раздел « Дисплей – Изменение разрешения », выбрать монитор, который вы хотите разогнать до 75 Гц и нажать на кнопку « Настройка ».

Дальше появится окно « Настройка ». Здесь просто нажимаем на кнопку « Создать пользовательское разрешение » и переходим к следующему шагу.

В результате должно открыться окно « Создать пользовательское разрешение ». Здесь можно настроить множество параметров, которые касаются работы монитора. В частности, здесь можно установить собственное разрешение, глубину цвета и частоту обновления. Для того чтобы разогнать монитор до 75 Гц установите это значение в поле « Частота обновления (Гц) » и нажмите на кнопку « Тест ».

После этого драйвер NVIDIA попытается установить частоту 75 Гц. Если монитор заработает с разгоном, то на экране появится сообщение о том, что тест прошел успешно и вы можете сохранить это разрешение. Здесь для продолжения нужно нажать на кнопку « Да ».

Дальше вы вернетесь в основное окно « Панели управления NVIDIA ». Здесь, в списке доступных разрешений, должно появиться новое пользовательское разрешение. Выберите его, установите частоту обновления монитора в 75 Гц, нажмите на кнопку « Применить » и подтвердите сохранение изменений.

После этого ваш монитор должен начать работу с разгоном до 75 Герц.

Что даёт Auto Frame Rate

Параметры Auto Frame Rate с поддержкой смены частоты и разрешения экрана

Именно для этого и нужна фишка под названием “Auto Frame Rate“. Наличие данной опции в телевизоре или приставке будет лучше сотни искусственных “уплавнялок” и “сглаживалок” картинки.

В идеале система должна подстраивать не только частоту кадров, но и разрешение. Так получится смотреть контент без каких-либо искажений. Телевизор при этом не будет делать апскейл картинки, самостоятельно дорисовывая несуществующие пиксели.

Разделяют два вида Auto Frame Rate: системный и программный. В первом случае фишка включается на уровне всей используемой системы (телевизионной ОС или операционки ТВ-бокса), а во втором – только в конкретном приложении-плеере.

Настройка Auto Frame Rate на уровне операционной системы Android TV

Первый случай более удобный, не требует дополнительных настроек и срабатывает сразу же после активации. Просто находим тумблер “Auto Frame Rate” в параметрах своей панели или в настройках Android TV и активируем его. Фишка появилась в Android TV начиная с шестой версии и есть в параметрах многих фирменных ТВ-оболочек.

После активации система будет пытаться распознать количество кадров в любом просматриваемом контенте и автоматически подстраивать частоту экрана под видео. С одной стороны это удобно, но с другой – любая смена видеорежима приводит к пропаданию картинки на 1-3 секунды.

Если просто включить фильм и смотреть его за один раз без перерывов, потерпеть пару секунд на смену режима можно. Другое дело, когда вы будете смотреть телевизионные каналы, IPTV, YouTube или просто трейлеры фильмов в каталоге стримингового сервиса. При переключении на новый канал или при начале воспроизведения любого ролика картинка на экране будет пропадать на несколько секунд. Подобный эффект возможен даже при перемотке видео.

Включение Auto Frame Rate в популярном плеере Vimu на Android TV

Программный способ требует настройки, но имеет неоспоримые преимущества. Можно включить Auto Frame Rate только в нужных приложениях. Есть возможность задать отсрочку его включения, например, установить 5-секундную задержку, которой хватит для пауз при переключении каналов или перемотке видео. Когда окончательно выберите контент для просмотра, приложение активирует Auto Frame Rate и сменит частоту экрана.

Многие сторонние приложения-плееры имеют умные алгоритмы активации AFR и не требуют от пользователя никаких ручных манипуляций. Утилиты вроде KODI, Smart Youtube, Perfect Player, Vimu, Amazon Video, TiviMate и другие уже имеют встроенный Auto Frame Rate.

Что еще важно для качественной картинки

Чтобы выбрать ТВ, способный транслировать качественное изображение с максимальной детализацией, нужно учитывать не только частоту, а и другие критерии. Именно о них сейчас и поговорим. Начнем с контрастности и яркости картинки. Уровень контраста определяет цветовой диапазон. Этот параметр указан в спецификациях в формате соотношения. Параметр демонстрирует отличие между темными и светлыми зонами.

Существует 2 вида контрастности телевизоров:

• статистическая – обозначает максимальную разницу яркости в рамках одного кадра;
• динамическая – определяет суммарную разницу между светлыми и темными участками сцены.

Для статистической контрастности оптимальным соотношением будет 1000:1. Что касается динамической, то тут все зависит от того, о какой именно модели ТВ идет речь. Яркость определяет, насколько тусклым и блеклым будет транслируемое на экране изображение. У качественных телевизоров этот параметр варьируется в диапазоне 300-450 кд/м2.

Диагональ экрана – еще один чрезвычайно важный параметр, оказывающий непосредственное воздействие на комфортность просмотра. Производители разработали список рекомендаций, который позволит максимально правильно выбрать диагональ ТВ:

• рекомендованная дистанция от экрана до точки просмотра (речь идет о формате 2D) – три диагонали телевизора;
• если вы планируете воспроизводить контент в 3D, тогда необходимо сократить расстояние примерно до 1,5 диагонали. Необходимо выбрать ТВ с такой диагональю, чтобы он охватывал периферийное зрение.

Предположим, что вы приобрели устройство с диагональю 55″. Дистанция от TV до точки просмотра должна быть немного больше четырех метров. Безусловно, сидеть так далеко от ТВ будет не совсем удобно. Учитывайте также что устройства с разрешением 4К позволяют сидеть намного ближе.

В расчет нужно брать и территориальное расположение техники:

• большие ТВ с диагональю свыше 46 дюймов – оптимальное решение для гостиной;
• 32-дюймовые модели идеально подходят для детских комнат и спален;
• на кухню есть смысл купить небольшой телевизор с 26-дюймовой диагональю.

Учитывать базовые критерии выбора диагонали нужно, но всегда можно сделать поправку на индивидуальные предпочтения пользователя.

Преимущественно все пользователи, выбирающие для себя ТВ, в первую очередь смотрят именно на диагональ. Необходимо рассмотреть несколько критериев, позволяющих подобрать оптимальный параметр.

Телевизоры с разрешением экрана 720 пикселей появляются в продаже все реже. Еще 5 лет назад модели 1080 пикселей стоили практически вдвое дороже, нежели устройства с меньшим разрешением, но сейчас ситуация заметно изменилась. Поэтому сегодня покупать ТВ 720p бессмысленно, проще взять более современную модель.

Приведем конкретный пример. Телевизор Samsung UE24H4080 с разрешением экрана 720 пикселей в среднем стоит 12 500 рублей, а Samsung T24D391EX (аналогичная диагональ) с разрешением 1080 пикселей – 13 400 рублей. Разница составляет всего лишь 900 рублей. Проще немного доплатить, чтобы смотреть фильмы, сериалы, спортивные трансляции и передачи в Full HD.