Чем технически и физически обусловлена частота обновления ЖК экрана?

Так и не смог найти в сети вразумительного и полноценного ответа на данный вопрос. Насколько я понял, понятие "частота обновления" (Refresh rate) у LCD является концептуальным, а не "сущностным" (техническим), как у старых ЭЛТ мониторов, ведь сама технология не предполагает необходимости на постоянной основе что-то "обновлять". Так вот и стало интересно, от каких технических/физических факторов зависит вот эта конкретная цифра в герцах, какие процессы лежат в основе, и вообще эти герцы они также концептуальные, или же в самой матрице действительно что-то "колеблется" с этой частотой? Связано ли это как-то с временем отклика пикселей? Частотой светодиодной подсветки? Чем-то еще и, если да, то каким образом?
  • Вопрос задан
  • 1900 просмотров
Пригласить эксперта
Ответы на вопрос 5
mayton2019
@mayton2019
Bigdata Engineer
У трубочных, TFT, и плазменных телевизоров (мониторов), или светодиодных панелей
есть некая инерция свечения. У трубочных - свечение люминофора, у прочих время переключения затеняющей матрицы или включения-выключения светодиодов.

Тоесть если ты снял управляющее напряжение с пиксела - он продолжает светить несколько
милисекунд. (На этом основана физика движущихся изображений и анимации.)
Светит с затуханием. Поэтому чем дольше будет время этого пост-свечения (или реакции)
тем меньше будет мерцаний. Можно даже на 25 fps транслировать и будет выглядеть вполне
хорошо. Если это пост-свечение очень короткое - то надо ему давать 120 fps чтоб подогревать.

Геймеры обычно выбирают где побольше герц и поменьше реакция. Любители кино и сериалов
могут брать 30-60 Гц. (Реально больше не надо ибо оригинал идет таковой).

А обычные пользователи офис-приложений могут брать моники с самой медленной реакцией.

Существует ли формула для расчета этой частоты или реакции - я не знаю. Физика - чуть более
сложная. Аналоговая а не цифровая. Плюс еще - психофизиология восприятия цвета (ФНЧ в JPEG
и Chroma-Sampling).
Ответ написан
@rPman
ИМХО
Исторические наслоения, видеокарты были готовы к тому что монитор будет получать данные покадрово. Считай это не монитор виноват а видеокарты. А те в свою очередь разрабатывались еще со времен DSUB где за переключение они и отвечали буквально (поэтому могли этим гибко рулить). Мониторы теперь это эмулируют, содержат свой буфер кадра и обрабатывают соответственно.

И да, ограничением является не скорость срабатывания матрица (хотя на нее ориентируются), а скорость этого процессора и само собой лимит кабеля и стандарта подключения (передать данных больше лимита не получится). Уменьшать герцовку монитора можно, редактируя EDID в мониторе.

Собственно введение технологий вида g-sync/freesync это отказ от фиксированного FPS и добавление в протокол управления этим процессом со стороны видеокарты.
Ответ написан
Комментировать
hint000
@hint000
у админа три руки
Отвечу на свой же комментарий.
Теоретически-то можно не менять напряжение для пикселей, сохранивших своё состояние. А теоретически - потому что в практической реализации LCD-монитора мы не умеем адресовать в любой момент все (условно) 4096 * 3072=12 582 912 пикселей.
Разумеется, мы не можем протянуть к матрице от контроллера матрицы двенадцать миллионов проводков. Но эту проблему можно было бы решить усложнением матрицы, когда каждым пикселем субпикселем управлял бы не один транзистор, а триггер какая-то аналоговая ячейка памяти. Тогда можно представить себе интересный эффект: при внезапном отключении источника сигнала (например, ПК) монитор мог бы показывать посмертный стоп-кадр. Такая эмуляция e-ink. Но это сделает монитор дороже.
Ответ написан
Комментировать
pindschik
@pindschik
ФЫВА ОЛДЖ
LCD - это две пластины, ориентирующие жидкие кристаллы определенным образом. Например повернутые относительно друг друга на угол 90 градусов. Тогда в "расслабленном" состоянии ЖК кристаллы повернутся скрученным столбиком и не будут пропускать свет (и за одно уметь выдавать "идеальный черный"). Подача напряжения заставляет кристаллы отклоняться от ориентации подложки и поворачиваться по линии приложения напряжения. Чем оно выше, ты будет больше итоговое отклонение. Например, можно их "распрямить" в ровный столбец и пропускание света станет максимально возможным.
Но есть проблема - вот приложили вы напряжение - кристаллы начали поворачиваться. Но не моментально. И чем дальше они поворачиваются, тем медленнее идет процесс (т.к. разворачивающая сила слабеет - по мере приближения к нужному положению, определяемому напряжением). Для этого контроллеру матрицы приходится идти на хитрость - сперва врубать разницу напряжений выше, а по достижении нужного положения кристаллов - выставлять уже "правильное" значение. Еще есть обратный процесс - возврат в "расслабленное" состояние при снятом напряжении. Нельзя снять напряжение сильнее, чем до ноля, поэтому возврат кристаллов вблизи выключенного состояния ускорить проблематично.
Подача повышенного напряжения ни разу не полезна с точки зрения срока жизни матрицы. Вы будете удивлены - но ресурс можно выработать буквально за 20 минут - просто достаточно на каждый кадр "обновления" врубать полностью белое, а затем полностью черное изображение. Матрица станет существенно "мутнее" даже за такой короткий срок.
Т.е. хотите круто - получаете быстро выгорающее.
Это что касалось физики.
А технически - мы еще имеем, в отличи от ЭЛТ, не "зажигание" пикселей. А их постоянное свечение и по необходимости переход между состояниями. Вот эти состояния и задаются с частотой обновления, при чем она может быть плавающей.
А еще за счет особенностей и инерции процесса - на ЖК в любом случае, даже на 200 Гц будут "шлейфы", "послесвечение" и смазывания изображения с эквивалентной частотой 20 Гц.
Плюс добавьте пульсацию светового потока подсветки матрицы (там же нет реостата, яркость задается диммированием, и например на яркости 50% ваша матрица будет попеременно 50% времени подсвечена, и 50% времени не подсвечена).
Плюс матрица может, например, отображать только 7 бит на цветовой канал. А нужно 8. И контроллер будет специально постоянно быстро переключать пиксель между двумя близкими значениями, чтоб получить недостижимое промежуточное (и этот процесс часто даже виден).
А если у вас старый телевизор или монитор с активными 3D очками, типа "самсунга", то там хоть и разрешена только частота 60 Гц, но в режиме 3D матрица обновляется с частотой более 240 (поочередно выставляя разную картинку для каждого глаза).
В общем маркетинг-маркетингом, физика - физикой, а техника - техникой. Реальность отменить нельзя.

Не стоит особо смотреть и верить характеристикам и хвалебным одам в обзорах. Мониторы лучше всего смотреть своими глазами, и подбирать не "супер универсала", а под конкретные задачи.
Ответ написан
engin
@engin
Engineer Devops
Производители добиваются сокращения до минимума реакции отклика и затухания пикселя в матрице или при при переходе от одного цвета к другому при помощи специальных программных решений. Наиболее популярным является вставка промежуточного кадра между двумя основными.

Мощный процессор анализирует и сопоставляет два соседних кадра и на основе этого анализа создаёт переходный между ними. За счёт такой вклейки, частота обновления кадров увеличивается вдвое – с 50 до 100 Гц. А если вставить несколько промежуточных картинок, частота ещё более увеличится. Таким образом, можно поднять скорость обновления до 200 Гц. Используются и другие технологические новации, например, локальное затемнение, мерцающая задняя подсветка, разнообразные алгоритмы сглаживания. Все эти меры позволяют уменьшить нечёткость изображений быстро движущихся объектов.

В чистом виде прорисовка дополнительных кадров в настоящее время не применяется. Дело в том, что если для игр и спортивных трансляций она подходит хорошо, то у фильмов, обработанных с применением этой технологии, появляется нежелательный эффект неестественности, называемый «эффектом мыльной оперы», это заметно по краям быстро перемещающихся объектов (рассыпуха, шлейф).

Поэтому, чтобы просмотр TV не вызывал раздражения зрителей, производители используют сложные комплексы алгоритмов, которые каждая крупная компания разрабатывает самостоятельно и держит в секрете от конкурентов.

К примеру Sony 65" панель средне время отклика за которое пиксели матрицы переходят от одного цвета к другому составляет 1,2 - 12 мс.
Ответ написан
Комментировать
Ваш ответ на вопрос

Войдите, чтобы написать ответ

Похожие вопросы