Uppdateringsfrekvens - Refresh rate
Den uppdateringsfrekvens (eller "vertikal uppdateringshastighet", "vertikal avsökningshastighet", terminologi ursprung med katodstrålerör ) är antalet gånger per sekund som en rasterbaserade skärmanordning visas en ny bild. Detta är oberoende av bildhastigheten , som beskriver hur många bilder som lagras eller genereras varje sekund av enheten som kör skärmen.
På katodstrålerör (CRT) visar högre uppdateringshastigheter mindre flimmer , vilket minskar ögonbelastningen. I andra tekniker som flytande kristallskärmar påverkar uppdateringsfrekvensen bara hur ofta bilden potentiellt kan uppdateras.
Visningar som inte är raster kanske inte har en karakteristisk uppdateringsfrekvens. Vektordisplayer spårar till exempel inte hela skärmen, bara de faktiska raderna som innehåller den visade bilden, så uppdateringshastigheten kan variera beroende på bilddataens storlek och komplexitet.
För datorprogram eller telemetri används termen ibland för hur ofta ett datum uppdateras med ett nytt externt värde från en annan källa (till exempel ett delat offentligt kalkylark eller hårdvaruflöde).
Fysiska faktorer
Medan alla rastervisningsenheter har en karakteristisk uppdateringsfrekvens, skiljer sig den fysiska implementeringen mellan teknikerna.
Katodstrålerör
Rasterscannade CRT - filer av sin natur måste uppdatera skärmen, eftersom deras fosfor kommer att blekna och bilden försvinner snabbt om de inte uppdateras regelbundet.
I en CRT är den vertikala avsökningshastigheten det antal gånger per sekund som elektronstrålen återvänder till skärmens övre vänstra hörn för att börja rita en ny ram. Den styrs av den vertikala släcksignalen som genereras av videokontrollen och är delvis begränsad av bildskärmens maximala horisontella skanningshastighet .
Uppdateringsfrekvensen kan beräknas från den horisontella skanningshastigheten genom att dela skanningsfrekvensen med antalet horisontella linjer, plus en viss tid för att strålen ska kunna återgå till toppen. Enligt konvention är detta en multiplikator på 1,05 gånger. Till exempel resulterar en bildskärm med en horisontell skanningsfrekvens på 96 kHz med en upplösning på 1280 × 1024 i en uppdateringsfrekvens på 96 000 ÷ (1024 × 1,05) ≈ 89 Hz (avrundad).
CRT-uppdateringsfrekvenser har historiskt varit en viktig faktor vid programmering av videospel. I tidiga videospelsystem var den enda tillgängliga tiden för beräkning under det vertikala blankningsintervallet , under vilket strålen återvänder till skärmens övre hörn och ingen bild ritas. Även i moderna spel är det dock viktigt att undvika att ändra datorns videobuffert utom vid vertikal återspårning för att förhindra flimrande grafik eller skärmavrivning .
Flytande kristallskärmar
Till skillnad från CRT, där bilden försvinner om den inte uppdateras, behåller pixlarna av skärmar med flytande kristaller sitt tillstånd så länge som strömmen tillhandahålls, och följaktligen finns det ingen inneboende flimmer oavsett uppdateringshastighet. Uppdateringsfrekvensen bestämmer dock fortfarande den högsta bildfrekvensen som kan visas, och trots att det inte finns någon faktisk blankning på skärmen är det vertikala blankningsintervallet fortfarande en period i varje uppdateringscykel när skärmen inte uppdateras, under vilken bilden data i värdsystemets rambuffert kan uppdateras.
Datorskärmar
På mindre CRT-skärmar (upp till cirka 15 tum eller 38 cm) märker få personer något obehag mellan 60–72 Hz. På större CRT-skärmar (17 tum eller 43 cm eller större) upplever de flesta milt obehag om inte uppdateringen är inställd på 72 Hz eller högre. En hastighet på 100 Hz är bekväm i nästan alla storlekar. Detta gäller dock inte LCD-skärmar. Den närmaste motsvarigheten till en uppdateringsfrekvens på en LCD-skärm är dess bildfrekvens , som ofta är låst med 60 bilder per sekund. Men det här är sällan ett problem, för den enda delen av en LCD-skärm som kan producera CRT-liknande flimmer - dess bakgrundsbelysning - brukar fungera på minst 200 Hz.
Olika operativsystem ställer in standarduppdateringsfrekvensen på olika sätt. Microsoft Windows 95 och Windows 98 (första och andra upplagan) ställer in uppdateringsfrekvensen till den högsta hastighet som de tror att skärmen stöder. Windows NT- baserade operativsystem, som Windows 2000 och dess ättlingar Windows XP , Windows Vista och Windows 7 , ställer in standarduppdateringsfrekvensen till en konservativ hastighet, vanligtvis 60 Hz. Vissa helskärmsapplikationer, inklusive många spel, låter nu användaren konfigurera om uppdateringsfrekvensen innan den går in i helskärmsläge, men de flesta är standard för en konservativ upplösning och uppdateringsfrekvens och låter dig öka inställningarna i alternativen.
Gamla bildskärmar kan skadas om en användare ställer in grafikkortet till en uppdateringsfrekvens som är högre än den högsta hastighet som stöds av monitorn. Vissa modeller av skärmar visar att videosignalen använder en uppdateringshastighet som inte stöds.
Dynamisk uppdateringsfrekvens
Vissa LCD-skärmar stöder anpassning av uppdateringsfrekvensen till den aktuella bildhastigheten som levereras av grafikkortet. Två tekniker som tillåter detta är FreeSync och G-Sync .
Stereodisplayer
När LCD- slutarglas används för stereo 3D-skärmar halveras den effektiva uppdateringsfrekvensen eftersom varje öga behöver en separat bild. Av denna anledning rekommenderas det vanligtvis att använda en bildskärm med minst 120 Hz, eftersom halva denna frekvens är återigen 60 Hz. Högre uppdateringshastigheter resulterar i större bildstabilitet, till exempel 72 Hz icke-stereo är 144 Hz stereo och 90 Hz icke-stereo är 180 Hz stereo. De flesta billiga grafikkort och bildskärmar kan inte hantera dessa höga uppdateringsfrekvenser, särskilt vid högre upplösningar.
För LCD-skärmar är pixelns ljusstyrka mycket långsammare än CRT eller plasmafosfor. Vanligtvis förändras LCD-ljusstyrka snabbare när spänning appliceras än när spänning avlägsnas, vilket resulterar i en asymmetrisk pixelsvarstid. Med 3D-slutarglasögon kan detta resultera i en suddig utsmetning av skärmen och dålig djupuppfattning, på grund av att den föregående bildramen inte tappar till svart tillräckligt snabbt när nästa bild ritas.
TV-apparater
Utvecklingen av tv-apparater på 1930-talet bestämdes av ett antal tekniska begränsningar. Den växelströmsströmlinjefrekvens användes för den vertikala uppdateringsfrekvensen av två skäl. Den första anledningen var att TV: ns vakuumrör var känsligt för störningar från enhetens strömförsörjning, inklusive kvarvarande krusning. Detta kan orsaka drivande horisontella barer (hum barer). Att använda samma frekvens minskade detta och gjorde störningar statiska på skärmen och därför mindre påträngande. Den andra anledningen var att TV-studior skulle använda AC-lampor, filmning med en annan frekvens skulle orsaka strobing . Således hade producenter inget annat val än att köra apparater vid 60 Hz i Amerika och 50 Hz i Europa. Dessa hastigheter låg till grund för de apparater som används idag: 60 Hz System M (nästan alltid används med NTSC- färgkodning) och 50 Hz System B / G (nästan alltid används med PAL- eller SECAM- färgkodning). Denna slumpmässiga olycka gav europeiska uppsättningar högre upplösning i utbyte mot lägre bildhastigheter. Jämför System M (704 × 480 vid 30i) och System B / G (704 × 576 vid 25i). Den lägre uppdateringsfrekvensen på 50 Hz introducerar dock mer flimmer, så apparater som använder digital teknik för att fördubbla uppdateringsfrekvensen till 100 Hz är nu mycket populära. (se Broadcast TV-system )
En annan skillnad mellan 50 Hz och 60 Hz-standarder är hur filmbilder (filmkällor i motsats till videokamerakällor) överförs eller presenteras. 35 mm film tas vanligtvis med 24 bilder per sekund (fps). För PAL 50 Hz gör detta att filmkällor lätt kan överföras genom att filmen accelereras med 4%. Den resulterande bilden är därför jämn, men det är en liten förskjutning i ljudets tonhöjd. NTSC-uppsättningar visar både 24 fps och 25 fps-material utan någon hastighetsförskjutning med hjälp av en teknik som kallas 3: 2-rullgardinsmen , men på bekostnad av att införa ojämn uppspelning i form av telecine judder .
I likhet med vissa dataskärmar och vissa DVD-skivor använder analoga TV-system interlace , vilket minskar den uppenbara flimmern genom att först måla udda linjer och sedan jämna linjer (dessa kallas fält). Detta fördubblar uppdateringsfrekvensen jämfört med en progressiv skanningsbild med samma bildhastighet. Detta fungerar perfekt för videokameror, där varje fält är resultatet av en separat exponering - den effektiva bildhastigheten fördubblas, det finns nu 50 i stället för 25 exponeringar per sekund. Dynamiken i en CRT passar perfekt för detta tillvägagångssätt, snabba scener kommer att dra nytta av 50 Hz-uppdateringen, det tidigare fältet har till stor del förfallit när det nya fältet skrivs och statiska bilder kommer att dra nytta av förbättrad upplösning eftersom båda fälten kommer att vara integrerad av ögat. Moderna CRT-baserade tv-apparater kan göras flimmerfria i form av 100 Hz-teknik.
Många avancerade LCD-TV-apparater har nu en uppdateringshastighet på 120 eller 240 Hz (nuvarande och tidigare NTSC- länder) eller 100 eller 200 Hz ( PAL / SECAM- länder). Hastigheten på 120 valdes som den minst vanliga multipeln av 24 fps (film) och 30 fps (NTSC TV), och möjliggör mindre distorsion när filmer visas på grund av eliminering av telecine ( 3: 2 nedrullning ). För PAL vid 25 fps används 100 eller 200 Hz som en bråkkompromiss av den minst vanliga multipeln på 600 (24 × 25). Dessa högre uppdateringsfrekvenser är mest effektiva från en 24p- källvideoutgång (t.ex. Blu-ray Disc ) och / eller scener med snabb rörelse.
Visar filminnehåll på en TV
Eftersom filmer vanligtvis filmas med en hastighet av 24 bildrutor per sekund, medan TV-apparater fungerar i olika takt, är det nödvändigt med viss konvertering. Olika tekniker finns för att ge tittaren en optimal upplevelse.
Kombinationen av innehållsproduktion, uppspelningsenhet och bearbetning av visningsenheter kan också ge artefakter som är onödiga. En displayanordning som producerar en fast 60 fps hastighet kan inte visa en 24 fps film på en jämn, skakningar -fri hastighet. Vanligtvis används en nedrullning av 3: 2 , vilket ger en lätt ojämn rörelse.
Även om vanliga multisync-CRT-dataskärmar har kunnat köras med jämna multiplar av 24 Hz sedan början av 1990-talet, har senaste "120 Hz" LCD-skärmar producerats i syfte att ha mjukare, mer flytande rörelse, beroende på källmaterialet och eventuella efterföljande bearbetning gjord till signalen. När det gäller material som tagits på video kan förbättringar i jämnhet bara från att ha en högre uppdateringsfrekvens knappt märkas.
När det gäller filmat material, eftersom 120 är en jämn multipel av 24, är det möjligt att presentera en sekvens med 24 bilder per sekund utan en jordning på en väldesignad 120 Hz-bildskärm (dvs. så kallad 5-5 nedrullning). Om 120 Hz-hastigheten produceras genom ramdubbling av en nedrullningssignal på 60 fps 3: 2, kan den ojämna rörelsen fortfarande vara synlig (dvs. så kallad 6-4 nedrullning).
Dessutom kan material visas med syntetiskt skapad jämnhet med tillägg av rörelseinterpoleringsförmåga till skärmen, vilket har en ännu större effekt på filmat material.
TV-apparater med "50 Hz" (när de matas med "50 Hz" -innehåll) får vanligtvis en film som är något snabbare än normalt, vilket undviker problem med ojämn nedrullning.
Se även
Referenser
Den här artikeln är baserad på material hämtat från Free On-line Dictionary of Computing före den 1 november 2008 och införlivat under "relicensing" -villkoren i GFDL , version 1.3 eller senare.