Что означают цифры рядом со значком «Гц»? Специализированный журнал What Hi-Fi поможет разобраться.
Частота обновления - это количество герц?
Точно. Технический термин «герц» (Гц) широко распространен, но не все понимают его значение. Сегодня почти каждый большой ТВ может похвастаться матрицей в 1920×1080 пикселов; чтобы их различать, смотрят на другой рекламируемый параметр - частоту обновления экрана: 100 Гц, 200 Гц, у некоторых моделей - еще выше.
Чем больше герц, тем лучше телевизор?
В целом - да, но есть нюансы. Давайте вспомним основы технологии. Движущееся изображение на экране состоит из серии неподвижных картинок, или «кадров»; на базе этой серии наш мозг формирует иллюзию движения. Чем больше кадров вы видите в каждый отрезок времени, тем легче становится задача мозгу и тем более слаженной оказывается картинка; поэтому ТВ стараются выдавать кадры на высокой скорости. Количество кадров в секунду выражается в единицах частоты - Гц.
Значит, все-таки ТВ с разверткой 200 Гц лучше, чем стогерцовый?
В теории это так, но частота обновления - еще не все. Частота посылаемых телевизору кадров достаточно низка. Видео с 2D-Blu-ray-дисков состоит из 24 кадров в секунду; 3D-диски, сохраняя эту частоту, передают два изображения (свое для каждого глаза), чередуя их на высокой скорости. Эфирный сигнал в системе PAL (Европа) имеет 25 кадров/с; формат NTSC (США) - 30 кадров/с. Некоторые компьютерные игры идут на еще более высокой частоте, но для большинства владельцев телевизоров 60 кадров/с некоторых игр с PS3 более чем достаточно.
Кроме того, всегда лучше по возможности сохранять исходное состояние материала источника. Конечно, вы можете преобразовать Blu-ray-сигнал с 24 кадров/с в 25 или 30 кадров/с (лучше второе) для ТВ, не имеющего режима 24 кадра/с, однако полученное видео часто страдает дрожанием. Лучше купить модель, способную работать с форматом 24 кадра/с.
Для чего тогда нужны 200-герцовые ТВ?
В сущности, только для одного: используя такие технологии, как интерполяция или алгоритм оценки и компенсации движения, телевизор может обманывать ваш мозг иллюзией более плавного движения.
Создание дополнительных кадров, высококачественное масштабирование и панель с быстрым откликом теоретически способны обеспечить плавное движение даже в эфирных телепередачах. Таким образом, сигнал с частотой 25 кадров/с естественно «вписывается» в ТВ с разверткой 100 Гц (он принимает сигнал 50 Гц и создает второй кадр для дополнения исходного) и 200 Гц (он создает три кадра для одного исходного). Сигнал с Blu-ray лучше всего воспроизводится на частотах, кратных 24; старые ТВ могут работать на частоте 72 Гц, тогда как в США все популярнее становится частота 240 Гц. Для Британии теоретически идеальной разверткой будет 600 Гц (это число нацело делится на 24, 25 и 30) - вот почему создатели плазменных ТВ гордо заявляют о поддержке 600-герцовой развертки (даже если на деле они не работают в таком режиме).
Однако и здесь не обходится без «да, но». Прежде всего, не всем нравится сглаживающий эффект, свойственный ТВ с разверткой 200 Гц и более. Мы долго привыкали к этому, и многие зрители считают «расширенную» версию эфирных передач слишком неестественной. К тому же качество обработки у разных ТВ сильно отличается. Генерация дополнительных кадров требует от любого ТВ работы на пределе. Таким образом, хотя в теории высокая частота обновления - это плюс, решение принимать вам; у нее много горячих приверженцев и немало идейных противников.
Как насчет 100-герцовых ТВ?
Технология 100 Гц применялась еще в катодно-лучевых трубках, однако целью ее было снижение мерцания у больших ТВ. Передачи стандартного разрешения имеют чересстрочную развертку, в которой два сигнала 25 кадров/с «сшиты» вместе. По мере увеличения экранов разница в интенсивности света становилась все заметнее даже на частоте 50 Гц. Решением проблемы стала развертка экрана на удвоенной скорости и повторение каждого кадра (в отличие от создания нового в современной версии).
Три основных источника разной частоты кадров
Эфирные телепередачи
При просмотре телепрограмм и других SD-источников вы получаете сигнал в 50 Гц и 25 кадров/с. Со старых источников, включая VHS и DVD, его обычно требуется предварительно конвертировать. Однако DVD 1-го региона (США) может давать сигнал с частотой 60 Гц, если ваш ТВ его поддерживает.
Blu-ray
В отличие от DVD, где частота кадров зависит от региона, большинство Blu-ray-дисков записаны в стандартном формате 24 кадра/с. Этот подход снимает проблему преобразования частоты кадров, однако усложняет задачу ТВ, который должен обеспечивать поддержку кратных 24 частот либо конвертировать видео с 24 кадров/с в другой формат в реальном времени.
Игры
Компьютеры способны работать на очень высоких частотах, однако игровые консоли ограничиваются 30 или 60 кадрами/с. Второй режим обеспечивает более плавное движение в самых сложных играх. Однако при переходе на трехмерные игры PS3 приходится снижать частоту: в 3D ее 60 кадров/с превращаются в 30 кадров/с.
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
- 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.
Все эти технологии есть индекс определяющий визуальное восприятие изображения и не имееют ничего общего с реальной частотой показа изображения.
Различные компании используют собственные названия технологии которая оценивает качество показа динамичных сцен или можно сказать искуственного повышения частоты просмотра изображения. И следует отметить что именно искуственного (повышения частоты), так как во первых все стандарты оговаривают частоту кадров, заложенную первоначально при записи изображения, как это происходит описано в статье
а второе это физические возможности матрицы по смене кадров секунду о чём ниже. .
- 1080i: чересстрочный стандарт с кадровой частотой 25, 29,97 или 30 кадров в секунду
- 1080p:
стандарт с прогрессивной развёрткой допускающий использование кадровых частот 24, 25, 30, 50 или 60 кадров в секунду
- 720p:
стандарт с прогрессивной (построчной) развёрткой, допускающий использование кадровых частот 50 или 60 кадров в секунду
- SD: стандартное цифровое телевидение 50 или 60 кадров в секунду.
- Аналоговый сигнал: 25 кадров в секунду.
На данный момент максимальна частота кадров даже в наиболее новом стандарте 1080p составляет всего 60 кадров в секунду. С 2017 года приняты новые стандарты которые позволят передавать видео с частотой 240 кадров в секунду.
Для более плавного просмотра динамичных сцен и предназначены эти технологии. Человек как известно не воспринимает частоту 50 Гц как мерцание, а воспринимает как постоянную составляющую.
Что бы достичь нужный эффект применяются технологии дублирования кадров, телезрителю каждый раз показывается например 2 одинаковых кадра при изначальной частоте 50/60 кадров в секунду, благодаря этому частота обновления уже 100 или 120 Гц. А если показать 3 то это уже 150/180 кадров в секунду. Подробней на примере технологии Samsung,
Из-за того что человек при 50Гц не замечает мерцания то ему всё равно какая частота 200, 400, 800Гц все эти названия есть распиаренный маркетинговый ход позволяющий продавать более дорогие телевизоры с совершенно не нужными функциями, с точки зрения физиологии человека. Тот же электрический ток у нас имеет частоту 50Гц но почему то никто не додумался продавать устройства повышающие частоту в 2 и более раз что позволяет создавать более мягкое освещение помещения, так как оно совершенно не нужно. Скажем так при увеличении например показателя 200Hz человек не заметит разницу в сравнении с 400 или 800.
В данном случае 200Hz, 400Hz, 600Hz, 800Hz это маркетинговые названия одной и той же технологии и они совершенно не означают что ваш телевизор показывает с этой частотой. В технологиях оговаривается что телевизор для зрителя показывает с какими то параметрами соизмеримыми с указанной частотой.
Для сравнения, современные матрицы экранов телевизоров LCD теже имеют как правило время отклика 2 мили секунды. TN матрицы не применяются в телевизорах ведущих производителей, применяются в основном матрицы изготовленные по IPS технологии так как они обеспечивают наилучшие углы обзора и качество изображения, а у них время отклика от 6-16мс. Подробней в статье
Но рассмотрим матрицу TN как самый идеальный вариант.
1 секунда-1000 мили секунд делим 1000/2=500 максимальное количество кадров которые может отобразить экран телевизора 500 кадров в секунду. Для преодоления законов физики производители оговаривают что например частота обновления экрана (учитывая возможные судебные иски придуманы различные названия не говорящие прямо о частоте обновления экрана такие как MCI, clear motion rate, AMR) увеличение как бы частоты показа картинки, достигается путём совместного применения увеличения частоты, специальной подсветки, процессора и т.д. В современных телевизорах с заявленной частотой более 400Гц производители не указывают время отклика матрицы экрана дабы не вызывать ненужных вопросов, а в 2013 году такой параметр как время отклика вообще убран из технических характеристик телевизора.
Плазменные панели имеют время отклика намного меньше и время отклика у них практически не учитывают, у плазмы возможно получить высокие частоты обновления изображения.
Повышение частоты обязательно применяется при просмотре активного 3D так как там происходит поочерёдное затемнение экрана телевизора для левого и правого глаза и как следствие уменьшение частоты показа в 2 раза.
Тем не менее данные технологии действительно визуально делают динамические сцены плавнее и удобней в просмотре, это достигается не только увеличением количества показываемых кадров но и применением специальных алгоритмов подсветки:
- кратковременное выключение подсветки что позволяет убрать размытость картинки.
- стробирование подсветки части кадра, на телевизоре экран подсвечивается в определённой последовательности.
Совокупность всех этих приёмов делает изображение визуально для телезрителя более плавным.
Но все телевизоры можно поделить на 3 группы
- Телевизоры с реальной частотой смены кадров на экране 50 или 60 в секунду.
- Телевизоры среднего сегмента как правило с 3D 120 кадров секунду.
- Телевизоры премиум класса (дорогие телевизоры) 240 кадров в секунду в 2013 году это максимальная достигнутая частота смены кадров.
Какой можно сделать вывод: Да если вы смотрите видео с начальной частотой кадров 24 в секунду то включение функции улучшения динамического изображения действительно его сделает плавнее, но если вы смотрите видео с начальной частотой кадров 60 в секунду, то все эти технологии для вашего восприятия будут практически не заметны.
Паспорт каждого современного ЖК-телевизора или компьютерного монитора содержит такую характеристику, как частота обновления экрана. Но даже продавец-консультант не всегда способен объяснить, как фактически этот показатель влияет на изображение, чем отличается картинка в 50Гц, 100Гц, 200Гц и какую частоту лучше выбрать. Однако разница существует, и довольно заметная: количество Гц ощутимо сказывается на качестве. Порой стоит несколько увеличить расходы на покупку, но приобрести более удачную модель с четким изображением и плавными переходами динамических кадров .
Не стоит путать этот показатель с частотой кино-съемки, которая равняется 24 кадрам в секунду, или показателем теле-контента, равному 50 кадрам. Частота обновления экрана телевизора — или развертка — измеряется в Гц (герц). Показатель Гц указывает, какое число кадров за секунду способна показать панель.
Чем выше данная характеристика, тем более четкой будет картинка, без «смазанных» движений и мерцания.
Если немного углубиться в историю, то уже морально устаревшие мониторы и телевизоры обладали скромной частотой 50Гц, не скрывая «размазанных» сюжетов при быстром перемещении объекта. Позже их заменили более технологичными устройствами с разверткой 100Гц. В новинках полностью устранили неприятное мерцание, но говорить о качестве все еще не приходилось. Как сказано выше, теле-контент выдает 50 кадров в секунду (что равно 50Гц), обновленные модели «дорисовывали» промежуточные кадры, тем самым, незначительно увеличивая четкость изображения до удовлетворительного уровня. Но в сравнении с предшественниками, телевизоры считались отличными, а более качественная альтернатива отсутствовала.
Высокое качество изображения обеспечат как минимум 200Гц, когда цифровая обработка видео проецирует уже три дополнительных промежуточных кадра . Хоть производитель и обещает, что 100Гц для современной техники достаточно, но это не совсем правда. Достаточно включить два телевизора с разной частотой: в сравнении разница в качестве при развертке в 100 и 200 Гц будет заметна. Но следует принимать во внимание и разрешение экрана. Для современных типов 120 Гц вполне достаточно.
Техническое описание процесса развертки
Чтобы понять, что такое частота обновления, и как происходит дорисовка кадров, нужно разобраться в видах жидкокристаллических телевизоров и мониторов, которые сегодня присутствуют на рынке.
Теперь о самой технологии частоты обновления дисплея. Телевизионный ряд, предоставляемый по каналам некоммутируемой связи, выдает 50 кадров в секунду. Цифровая обработка видео позволила копировать каждый кадр и показывать его дважды, так родилась развертка 100Гц. Технология позволила исключить самый некомфортный дефект изображения – мерцание.
Дальнейшие разработки позаимствовали технологии из компьютерной анимации, когда техника берет за основу два кадра и создает все промежуточные интеллектуально, создавая плавное и четкое движение. В отличие от компьютера, у телевизора нет понятия «будущий кадр», но и этого оказалось достаточно. Дорисовка дополнительных кадров осуществляется на основе анализа прошлых, что обеспечивает высокую точность и плавность изображений . Объекты, движущиеся на высокой скорости, четкие и не размытые.
Что предлагает рынок в настоящее время
Самыми современными сегодня считаются панели с частотой развертки в 600 и 800Гц со встроенной технологией Sub-Field Driving, которая обещает непревзойденное качество картинки. Существует немало сомнений насчет подобных характеристик. Недоверие к производителям рождено уже давно, когда подобная техника только начинала выходить на рынок. В те времена маркетологи не стеснялись приписывать герцы, когда технологии дорисовки изображений вставляли не копии кадров, а просто черные картинки, которые глаз не способен воспринять. Таким образом, качество не повышалось, зато сбыт цифровой электроники шел очень хорошо. Современные ЖК-телевизоры известных марок соответствую заявленным в паспорте параметрам, и здесь сомневаться не стоит. Важнее позаботиться о наличии , позволяющих передавать оцифрованные каналы спутникового или кабельного ТВ.
На что влияет разрешение
Говоря о частоте развертки телевизора, нельзя не упомянуть о других важных параметрах. Кроме вышеописанного показателя стоит обратить внимание на разрешение экрана , которое также оказывает влияние на качество изображения. Показатель измеряется в пикселях (p).
Стоит отметить, что непрерывное развитие технологий, их усовершенствование, приводит к тому, что каждая новая модель значительно лучше предыдущей. Около пяти лет назад на пике популярности были устройства в 720p, а модели Full HD в 1080 p только появились и стоили вдвое дороже, но сегодня их стоимость практически сравнялась. Современный рынок обновлен новым показателем разрешения HDTV – 4K Ultra HD, способным отображать в четыре раза больше пикселей, чем Full HD.
Новый UHDTV или 4К обладает большей цветопередачей, частота развертки 120Гц обеспечивает чистое, четкое и реалистичное изображение. Сложно оценить, что лучше: полное погружение в 3D или свехреалистичные картинки нового формата разрешения. Но не стоит списывать со счетов Full HD в 1080p. Разрешение хоть и отходит на второй план, но будет активно использоваться еще продолжительное время. Большинство контента «заточено» под данное разрешение, в отличие от нового UHDTV, под которое и фильмов еще практически не выпустили, а существующие стоят не дешево. Поэтому выбрать, можно лишь, исходя из качества входящего сигнала.
Более того, вес такого файла значительно больше, текущие кабели, скорость Интернета и Wi-Fi-роутер тоже придется заменить на более быстрые и мощные, способные воспроизводить и отображать видео сверхточного формата.
Подводя итог
Принимая во внимание все значимые параметры, можно сделать несколько выводов.
- Развертка обеспечивает плавное изображение, четкую раскадровку движущихся объектов.
- Разрешение обеспечивает реалистичную прорисовку каждого кадра, когда можно рассмотреть все детали, точно передается цвет, движение воды или людей.
- Выбирая, какая модель телевизора лучше, стоит анализировать все ключевые характеристики в совокупности, чтобы и разрешение экрана, и частота обновления кадров были на уровне.
И еще, не стесняйтесь включать и сравнивать изображение в магазине перед покупкой. Консультанты никогда не смогут на словах описать качество картинки той или иной модели. Максимальный комфорт и удовлетворение от нового приобретения будут на высоте, если подойти к выбору с долей критичности.