Частота обновления экрана монитора¶

Частота обновления экрана (refresh rate, частота кадров, Гц) — параметр монитора, определяющий, сколько раз в секунду изображение на экране полностью обновляется. Измеряется в герцах (Гц): монитор с частотой 60 Гц перерисовывает содержимое экрана 60 раз в секунду. Чем выше значение, тем плавнее выглядит движение и тем меньше усталость глаз при длительной работе.

¶История

Первые ЭЛТ-мониторы (электронно-лучевые трубки) имели частоту обновления 50–60 Гц, что совпадало с частотой сетевого переменного тока в большинстве стран. На таких экранах при определённых условиях наблюдалось заметное мерцание, вызывавшее утомление глаз. В 1990-х годах производители стали выпускать мониторы с частотой 75 Гц и выше, а стандарт VESA рекомендовал не менее 75 Гц для комфортной работы с текстом.

С переходом на ЖК-панели (жидкокристаллические дисплеи) в 2000-х годах стандартным значением стало 60 Гц. Постепенно появились модели с частотой 75, 120, 144 Гц и выше. К 2020-м годам игровые мониторы с частотой 240 Гц и более стали обычным явлением, а отдельные модели достигают 360–540 Гц.

¶Принцип работы

Частота обновления тесно связана с тактовой частотой видеосигнала. Монитор принимает кадры от видеокарты и выводит их на экран. При частоте 60 Гц интервал между обновлениями составляет около 16,7 мс, при 144 Гц — около 6,9 мс, при 240 Гц — около 4,2 мс.

Существует важное различие между частотой обновления монитора и частотой кадров (FPS — frames per second), которую генерирует видеокарта. Если видеокарта выдаёт 30 кадров в секунду, а монитор обновляется 144 раза в секунду, часть обновлений экрана не несёт новой информации. Идеальная ситуация — когда FPS совпадает или немного меньше частоты обновления.

¶Технологии синхронизации

Для устранения разрыва между частотой кадров и частотой обновления экрана были разработаны технологии синхронизации:

• V-Sync (вертикальная синхронизация) — программная функция, ограничивающая FPS значением частоты обновления монитора. Может вызывать задержки ввода (input lag) и «рваное» изображение при просадках FPS.
• G-Sync — аппаратная технология NVIDIA, при которой частота обновления монитора динамически подстраивается под FPS видеокарты.
• FreeSync — аналогичная открытая технология AMD, реализованная на базе стандарта Adaptive-Sync.

Обе технологии устраняют разрывы изображения (screen tearing) и делают картинку плавнее при нестабильном FPS.

¶Влияние на восприятие

Повышение частоты обновления заметно улучшает плавность анимаций и скроллинга, уменьшает размытие движущихся объектов (motion blur) и снижает нагрузку на глаза. Исследования показывают, что переход с 60 на 120 Гц ощущается заметно, а дальнейший рост до 240 Гц даёт более скромный, но всё же измеримый эффект.

Для офисной работы и просмотра видео разницы между 60 и 144 Гц практически не заметно, поскольку большинство видеофайлов сняты с частотой 24–30 кадров в секунду. Для динамичных компьютерных игр, особенно соревновательных шутеров, высокая частота обновления даёт измеримое преимущество: цель движется плавнее, реакция на действия игрока отображается быстрее.

¶Типичные значения

¶Взаимосвязь с временем отклика

Частота обновления не следует путать со временем отклика (response time) — интервалом, за который пиксель меняет цвет. Время отклика измеряется в миллисекундах и определяет чёткость движущихся объектов. Монитор с высокой частотой обновления и медленными пикселями может показывать размытые шлейфы, поэтому для игровых моделей важны оба параметра.

¶Совместимость и подключение

Для работы на частотах выше 60 Гц требуется поддержка со стороны видеокарты, кабеля и интерфейса подключения. Стандарт HDMI 1.4 поддерживает до 144 Гц при разрешении 1080p, HDMI 2.0 — до 240 Гц, HDMI 2.1 — до 4K при 120 Гц и выше. DisplayPort 1.2 поддерживает 144 Гц при 1080p, DisplayPort 1.4 — 240 Гц при 1440p и 120 Гц при 4K.

В операционных системах частота обновления настраивается в параметрах дисплея. Windows автоматически устанавливает максимальное поддерживаемое значение, но при необходимости пользователь может выбрать меньшую частоту.

¶Ограничения

Человеческий глаз способен различать изменения с частотой примерно 60–90 Гц при периферийном зрении, однако центральное зрение воспринимает плавность движения при более высоких значениях. Практический предел заметности для большинства пользователей — около 240 Гц; дальнейшее повышение даёт улучшение, различимое лишь в лабораторных условиях или в соревновательном киберспорте.

Источники:

• Руководства пользователя мониторов LG, Samsung, ASUS
• Спецификации VESA (Video Electronics Standards Association)
• Документация NVIDIA G-Sync и AMD FreeSync
• Стандарты HDMI и DisplayPort