อัตราการรีเฟรช

อัตราการรีเฟรช (หรือ "อัตราการรีเฟรชแนวตั้ง", "อัตราการสแกนแนวตั้ง" ที่มีต้นกำเนิดคำศัพท์กับหลอดรังสีแคโทด ) คือจำนวนครั้งต่อวินาทีที่แรสเตอร์ที่ใช้ แสดงผลของอุปกรณ์แสดงผลภาพใหม่ สิ่งนี้ไม่ขึ้นกับอัตราเฟรมซึ่งอธิบายจำนวนภาพที่จัดเก็บหรือสร้างทุกวินาทีโดยอุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนจอแสดงผล

บนจอแสดงผลหลอดรังสีแคโทด (CRT) อัตราการรีเฟรชที่สูงขึ้นจะทำให้ภาพสั่นไหวน้อยลงซึ่งจะช่วยลดอาการเมื่อยล้าของดวงตา ในเทคโนโลยีอื่นๆ เช่นจอภาพคริสตัลเหลวอัตราการรีเฟรชจะมีผลเฉพาะกับความถี่ที่ภาพสามารถอัปเดตได้ [1]

จอแสดงผลที่ไม่ใช่แรสเตอร์อาจไม่มีอัตราการรีเฟรชที่เป็นลักษณะเฉพาะ การแสดงเวกเตอร์ตัวอย่างเช่น ไม่ติดตามทั้งหน้าจอ เฉพาะเส้นจริงที่ประกอบด้วยรูปภาพที่แสดง ดังนั้นความเร็วในการรีเฟรชอาจแตกต่างกันไปตามขนาดและความซับซ้อนของข้อมูลภาพ [2]

สำหรับโปรแกรมคอมพิวเตอร์หรือการวัดทางไกลบางครั้งคำนี้ใช้กับความถี่ที่ Datum ได้รับการอัปเดตด้วยค่าภายนอกใหม่จากแหล่งอื่น (เช่น สเปรดชีตสาธารณะหรือฟีดฮาร์ดแวร์ที่ใช้ร่วมกัน)

แม้ว่าอุปกรณ์แสดงผลแบบแรสเตอร์ทั้งหมดจะมีอัตราการรีเฟรชที่มีลักษณะเฉพาะ แต่การใช้งานจริงก็แตกต่างกันไปตามเทคโนโลยีต่างๆ

หลอดรังสีแคโทด

ลำแสงอิเล็กตรอนในกระบวนการสแกนภาพ

CRT ที่สแกนแบบแรสเตอร์โดยธรรมชาติจะต้องรีเฟรชหน้าจอ เนื่องจากสารเรืองแสงจะจางและภาพจะหายไปอย่างรวดเร็ว เว้นแต่จะมีการรีเฟรชเป็นประจำ

ใน CRT อัตราการสแกนแนวตั้งคือจำนวนครั้งต่อวินาทีที่ลำแสงอิเล็กตรอนจะย้อนกลับไปยังมุมซ้ายบนของหน้าจอเพื่อเริ่มวาดเฟรมใหม่ [3]มันจะถูกควบคุมโดยblanking แนวตั้งสัญญาณที่สร้างขึ้นโดยควบคุมวิดีโอและมีข้อ จำกัด บางส่วนจากจอภาพสูงสุดอัตราการสแกนแนวนอน

อัตราการรีเฟรชสามารถคำนวณได้จากอัตราการสแกนในแนวนอนโดยหารความถี่ในการสแกนด้วยจำนวนเส้นแนวนอน บวกกับระยะเวลาบางส่วนเพื่อให้ลำแสงกลับสู่ด้านบน ตามแบบแผน นี่คือตัวคูณ 1.05x [4]ตัวอย่างเช่น จอภาพที่มีความถี่การสแกนแนวนอน 96 kHz ที่ความละเอียด1280 × 1024ส่งผลให้อัตราการรีเฟรช96,000 ÷ (1024 × 1.05) ≈ 89 Hz (ปัดเศษลง)

อัตราการรีเฟรช CRT ในอดีตเป็นปัจจัยสำคัญในการเขียนโปรแกรมวิดีโอเกม ในระบบวิดีโอเกมช่วงแรกๆ การคำนวณจะมีเพียงช่วงเวลาเดียวระหว่างช่วงการเว้นช่องว่างในแนวตั้งในระหว่างนั้น ลำแสงจะกลับไปอยู่ที่มุมด้านบนของหน้าจอและไม่มีการวาดภาพ [5]แม้จะอยู่ในเกมที่ทันสมัย แต่มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนกันชนวิดีโอของคอมพิวเตอร์ยกเว้นในช่วงหวนแนวตั้งเพื่อป้องกันไม่ให้กราฟิกริบหรี่หรือฉีกขาดหน้าจอ

จอแสดงผลคริสตัลเหลว

ต่างจาก CRT ตรงที่ภาพจะค่อยๆ จางลงเว้นแต่จะรีเฟรช พิกเซลของจอแสดงผลคริสตัลเหลวจะคงสถานะของตนไว้ตราบเท่าที่มีกำลังไฟให้นาน ดังนั้นจึงไม่มีการกะพริบภายในโดยไม่คำนึงถึงอัตราการรีเฟรช อย่างไรก็ตาม อัตราการรีเฟรชยังคงเป็นตัวกำหนดอัตราเฟรมสูงสุดที่สามารถแสดงได้ และถึงแม้จะไม่มีการทำให้หน้าจอว่างเปล่าก็ตาม ช่วงเวลาเว้นว่างแนวตั้งยังคงเป็นช่วงเวลาในแต่ละรอบการรีเฟรชเมื่อหน้าจอไม่ได้รับการอัพเดต ในระหว่างที่ภาพ ข้อมูลในเฟรมบัฟเฟอร์ของระบบโฮสต์สามารถอัปเดตได้

วิดีโอของ พัดลม CPUหมุนที่ 0 รอบต่อนาที , 300 และ 1300 บันทึกที่ 60 เฟรมต่อวินาที

บนจอภาพ CRT ขนาดเล็ก (สูงสุดประมาณ 15 นิ้วหรือ 38 ซม.) มีเพียงไม่กี่คนที่สังเกตเห็นความรู้สึกไม่สบายระหว่าง 60–72 Hz บนจอภาพ CRT ขนาดใหญ่ (17 นิ้วหรือ 43 ซม. ขึ้นไป) คนส่วนใหญ่รู้สึกไม่สบายเล็กน้อย เว้นแต่จะตั้งค่าการรีเฟรชเป็น 72 Hz หรือสูงกว่า อัตรา 100 Hz สะดวกสบายในเกือบทุกขนาด อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ใช้ไม่ได้กับจอภาพ LCD อัตราการรีเฟรชที่ใกล้เคียงที่สุดบนจอภาพ LCD คืออัตราเฟรมซึ่งมักจะล็อคที่ 60 fps แต่ปัญหานี้มักไม่ค่อยเป็นปัญหา เพราะส่วนเดียวของจอภาพ LCD ที่สามารถสร้างการสั่นไหวแบบ CRT ได้—แบ็คไลท์ของมัน—โดยทั่วไปแล้วจะทำงานที่ความถี่ขั้นต่ำ 200 Hz

ระบบปฏิบัติการที่แตกต่างกันตั้งค่าอัตราการรีเฟรชเริ่มต้นแตกต่างกัน Microsoft Windows 95และWindows 98 (รุ่นแรกและรุ่นที่สอง) ตั้งค่าอัตราการรีเฟรชเป็นอัตราสูงสุดที่พวกเขาเชื่อว่าจอแสดงผลรองรับ ระบบปฏิบัติการที่ใช้ Windows NTเช่นWindows 2000และรุ่นต่อจากนี้Windows XP , Windows VistaและWindows 7ตั้งค่าอัตราการรีเฟรชเริ่มต้นเป็นอัตราอนุรักษ์นิยม โดยปกติคือ 60 Hz แอพพลิเคชั่นเต็มหน้าจอบางตัว รวมถึงเกมมากมาย อนุญาตให้ผู้ใช้กำหนดค่าอัตราการรีเฟรชใหม่ก่อนเข้าสู่โหมดเต็มหน้าจอ แต่ค่าเริ่มต้นส่วนใหญ่จะเป็นความละเอียดและอัตราการรีเฟรชที่อนุรักษ์นิยม และให้คุณเพิ่มการตั้งค่าในตัวเลือกได้ [ ต้องการการอ้างอิง ]

จอภาพเก่าอาจเสียหายได้หากผู้ใช้ตั้งค่าการ์ดวิดีโอให้มีอัตราการรีเฟรชที่สูงกว่าอัตราสูงสุดที่จอภาพรองรับ จอภาพบางรุ่นแสดงการแจ้งเตือนว่าสัญญาณวิดีโอใช้อัตราการรีเฟรชที่ไม่รองรับ

LCD บางรุ่นรองรับการปรับอัตราการรีเฟรชให้เข้ากับอัตราเฟรมปัจจุบันที่ส่งโดยการ์ดกราฟิก สองเทคโนโลยีที่ช่วยให้นี้FreeSyncและG-Sync

เมื่อใช้แว่นชัตเตอร์ LCD สำหรับจอภาพสเตอริโอ3 มิติอัตราการรีเฟรชที่มีประสิทธิภาพจะลดลงครึ่งหนึ่ง เนื่องจากตาแต่ละข้างต้องการภาพที่แยกจากกัน ด้วยเหตุผลนี้ จึงมักจะแนะนำให้ใช้จอแสดงผลที่มีความถี่อย่างน้อย 120 Hz เพราะหารครึ่งอัตรานี้ก็คือ 60 Hz อีกครั้ง อัตราการรีเฟรชที่สูงขึ้นส่งผลให้ภาพมีความเสถียรมากขึ้น ตัวอย่างเช่น 72 Hz ที่ไม่ใช่สเตอริโอคือ 144 Hz สเตอริโอ และ 90 Hz ที่ไม่ใช่สเตอริโอคือสเตอริโอ 180 Hz การ์ดจอคอมพิวเตอร์และจอภาพระดับล่างส่วนใหญ่ไม่สามารถรองรับอัตราการรีเฟรชที่สูงเหล่านี้ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความละเอียดที่สูงขึ้น

สำหรับจอภาพ LCD การเปลี่ยนแปลงความสว่างของพิกเซลจะช้ากว่า CRT หรือพลาสมาฟอสเฟอร์มาก โดยทั่วไปการเปลี่ยนแปลงความสว่างของพิกเซล LCD จะเร็วกว่าเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้ามากกว่าเมื่อถอดแรงดันไฟฟ้าออก ส่งผลให้เวลาตอบสนองของพิกเซลไม่สมมาตร ด้วยแว่นตาชัตเตอร์ 3 มิติ อาจส่งผลให้จอแสดงผลพร่ามัวและการรับรู้ความลึกไม่ดี เนื่องจากเฟรมภาพก่อนหน้าไม่ซีดจางเป็นสีดำเร็วพอเมื่อวาดเฟรมถัดไป [ ต้องการการอ้างอิง ]

ภาพเคลื่อนไหว gif นี้แสดงการเปรียบเทียบเบื้องต้นว่าการเคลื่อนไหวแตกต่างกันอย่างไรด้วยอัตราการรีเฟรช4  Hz, 12  Hz และ 24  Hz ลำดับทั้งหมดมีอัตราเฟรม 24  Hz [6]

การพัฒนาโทรทัศน์ในช่วงทศวรรษที่ 1930 ถูกกำหนดโดยข้อจำกัดทางเทคนิคหลายประการ ACพลังงานความถี่เส้นใช้สำหรับอัตราการรีเฟรชแนวตั้งด้วยเหตุผลสองประการ เหตุผลแรกคือหลอดสุญญากาศของโทรทัศน์ไวต่อสัญญาณรบกวนจากแหล่งจ่ายไฟของตัวเครื่อง ซึ่งรวมถึงระลอกคลื่นที่เหลือด้วย ซึ่งอาจทำให้แถบแนวนอนเลื่อนลอย (แถบฮัม) การใช้ความถี่เดียวกันช่วยลดสิ่งนี้ และทำให้สัญญาณรบกวนคงที่บนหน้าจอ ดังนั้นจึงทำให้รบกวนน้อยลง เหตุผลที่สองคือการที่สตูดิโอโทรทัศน์จะใช้โคมไฟ AC ถ่ายทำที่ความถี่ที่แตกต่างกันจะทำให้เกิดจ้า [7] [8] [9]ดังนั้นโปรดิวเซอร์จึงไม่มีทางเลือกนอกจากต้องแสดงที่ 60 Hz ในอเมริกาและ 50 Hz ในยุโรป อัตราเหล่านี้เป็นพื้นฐานสำหรับชุดที่ใช้ในปัจจุบัน: 60 Hz System M (มักใช้กับการเข้ารหัสสีNTSC ) และ 50 Hz System B/G (มักใช้กับการเข้ารหัสสีPALหรือSECAM ) อุบัติเหตุจากโอกาสนี้ทำให้ยุโรปตั้งค่าความละเอียดสูงขึ้นเพื่อแลกกับอัตราเฟรมที่ต่ำกว่า เปรียบเทียบ System M (704 × 480 ที่ 30i) และ System B/G (704 × 576 ที่ 25i) อย่างไรก็ตาม อัตราการรีเฟรชที่ต่ำกว่า 50 Hz ทำให้เกิดการสั่นไหวมากขึ้น ดังนั้นชุดที่ใช้เทคโนโลยีดิจิทัลเพื่อเพิ่มอัตราการรีเฟรชเป็นสองเท่าเป็น 100 Hz จึงเป็นที่นิยมอย่างมาก (ดูระบบ โทรทัศน์ ออกอากาศ )

ความแตกต่างอีกประการระหว่างมาตรฐาน 50 Hz และ 60 Hz คือวิธีการถ่ายโอนหรือนำเสนอภาพเคลื่อนไหว (แหล่งภาพยนตร์ซึ่งต่างจากแหล่งที่มาของกล้องวิดีโอ) โดยทั่วไปแล้วฟิล์ม 35 มม. จะถ่ายที่ 24 เฟรมต่อวินาที (fps) สำหรับ PAL 50 Hz จะทำให้สามารถถ่ายโอนแหล่งที่มาของฟิล์มได้อย่างง่ายดายด้วยการเร่งความเร็วของฟิล์ม 4% ภาพที่ได้จึงราบรื่น อย่างไรก็ตาม ระดับเสียงของเสียงจะเปลี่ยนไปเล็กน้อย ชุด NTSC แสดงทั้ง 24 เฟรมต่อวินาทีและ 25 เฟรมต่อวินาทีวัสดุโดยไม่ต้องขยับความเร็วใด ๆ โดยใช้เทคนิคที่เรียกว่า3: 2 เลื่อนลงแต่ค่าใช้จ่ายของการแนะนำการเล่นฝืดในรูปแบบของtelecine judder

คล้ายกับจอคอมพิวเตอร์บางและดีวีดีบางโทรทัศน์ระบบอนาล็อกใช้อินเตอร์เลซซึ่งลดการสั่นไหวที่เห็นได้ชัดโดยการวาดภาพครั้งแรกเส้นคี่แล้วแม้สาย (เหล่านี้เป็นที่รู้จักกันเป็นฟิลด์) เพิ่มอัตราการรีเฟรชเป็นสองเท่า เมื่อเทียบกับภาพสแกนแบบโปรเกรสซีฟที่อัตราเฟรมเดียวกัน ซึ่งทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบสำหรับกล้องวิดีโอ โดยที่แต่ละฟิลด์เป็นผลมาจากการรับแสงที่แยกจากกัน อัตราเฟรมที่มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ขณะนี้มี 50 ภาพแทนที่จะเป็น 25 ภาพต่อวินาที ไดนามิกของ CRT นั้นเหมาะสมอย่างยิ่งกับแนวทางนี้ ฉากที่รวดเร็วจะได้รับประโยชน์จากการรีเฟรช 50 Hz ฟิลด์ก่อนหน้าจะค่อยๆ เสื่อมสลายไปอย่างมากเมื่อเขียนฟิลด์ใหม่ และภาพนิ่งจะได้รับประโยชน์จากความละเอียดที่ปรับปรุงแล้ว เนื่องจากทั้งสองฟิลด์จะเป็น ผสานเข้ากับดวงตา โทรทัศน์ที่ใช้ CRT สมัยใหม่อาจปราศจากการสั่นไหวในรูปแบบของเทคโนโลยี 100 Hz

โทรทัศน์ LCD ระดับไฮเอนด์จำนวนมากในขณะนี้มีอัตรารีเฟรช120 หรือ 240 Hz ( ประเทศNTSCปัจจุบันและในอดีต) หรือ 100 หรือ 200 Hz (ประเทศPAL / SECAM ) อัตรา 120 ถูกเลือกให้เป็นทวีคูณร่วมน้อยที่ 24 fps (ภาพยนตร์) และ 30 fps (ทีวี NTSC) และยอมให้ความผิดเพี้ยนน้อยลงเมื่อรับชมภาพยนตร์เนื่องจากการกำจัดเทเลซีน ( แบบเลื่อนลง 3:2 ) สำหรับ PAL ที่ 25 fps จะใช้ 100 หรือ 200 Hz เป็นการประนีประนอมเศษส่วนของตัวคูณร่วมน้อยของ 600 (24 × 25) อัตราการรีเฟรชที่สูงขึ้นเหล่านี้มีประสิทธิภาพสูงสุดจากเอาต์พุตวิดีโอแหล่งที่มา24p (เช่นBlu-ray Disc ) และ/หรือฉากที่มีการเคลื่อนไหวเร็ว [10]

เนื่องจากภาพยนตร์มักถ่ายทำที่อัตรา 24 เฟรมต่อวินาที ในขณะที่เครื่องรับโทรทัศน์ทำงานในอัตราที่ต่างกัน การแปลงบางส่วนจึงจำเป็น มีเทคนิคที่แตกต่างกันเพื่อให้ผู้ดูได้รับประสบการณ์ที่ดีที่สุด

การผสมผสานระหว่างการผลิตเนื้อหา อุปกรณ์เล่น และการประมวลผลอุปกรณ์แสดงผลอาจให้สิ่งประดิษฐ์ที่ไม่จำเป็น อุปกรณ์แสดงผลที่สร้างอัตรา 60 fps คงที่ไม่สามารถแสดงภาพยนตร์ 24 fps ในอัตราที่สม่ำเสมอและปราศจากการตัดสิน ปกติแล้วจะใช้การดึงลง 3:2ทำให้การเคลื่อนไหวไม่เท่ากันเล็กน้อย

แม้ว่าจอภาพคอมพิวเตอร์ CRT แบบ multisync ทั่วไปจะสามารถทำงานได้ที่ความถี่ 24 Hz หลายเท่าตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 1990 แต่จอ LCD "120 Hz" ล่าสุดได้ถูกสร้างขึ้นเพื่อให้มีการเคลื่อนไหวที่ราบรื่นและลื่นไหลมากขึ้น ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวัสดุต้นทาง และอื่นๆ การประมวลผลที่ตามมาทำกับสัญญาณ ในกรณีของวัสดุที่ถ่ายในวิดีโอ การปรับปรุงในความราบรื่นเพียงแค่มีอัตราการรีเฟรชที่สูงขึ้นอาจแทบไม่สังเกตเห็นได้ชัดเจน (11)

ในกรณีของวัสดุที่ถ่ายทำ เนื่องจาก 120 เป็นทวีคูณของ 24 จึงเป็นไปได้ที่จะนำเสนอลำดับ 24 fps โดยไม่มีการตัดสินบนจอแสดงผล 120 Hz ที่ออกแบบมาอย่างดี (กล่าวคือ เรียกว่า 5-5 แบบดึงลง) หากอัตรา 120 Hz เกิดจากการเพิ่มเฟรมเป็นสองเท่าของสัญญาณแบบเลื่อนลง 60 fps 3:2 การเคลื่อนไหวที่ไม่สม่ำเสมอจะยังคงมองเห็นได้ (เช่น ที่เรียกว่า 6-4 pulldown)

นอกจากนี้ วัสดุอาจแสดงด้วยความนุ่มนวลที่สร้างขึ้นจากการสังเคราะห์ด้วยการเพิ่มความสามารถในการแก้ไขการเคลื่อนไหวไปยังจอแสดงผล ซึ่งมีผลมากกว่าต่อวัสดุที่ถ่ายทำ

ชุดทีวี "50 Hz" (เมื่อป้อนเนื้อหา "50 Hz") มักจะได้ภาพยนตร์ที่เร็วกว่าปกติเล็กน้อย เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหากับการเลื่อนลงที่ไม่สม่ำเสมอ

  • จอพลาสม่า
  • เปรียบเทียบเทคโนโลยีการแสดงผล

  1. ^ วิธีเปลี่ยนอัตราการรีเฟรชหน้าจอของจอภาพของคุณใน Windows XP
  2. ^ อัตราการรีเฟรชของจอภาพคืออะไร
  3. ^ Inc, Ziff Davis (กรกฎาคม 1993) พีซีแม็ก . ซิฟฟ์ เดวิส อิงค์
  4. ^ "XFree86-Video-Timings-HOWTO" . ทีดีพี .
  5. ^ โคห์เลอร์, คริส (2009-03-13) "แข่งบีม: วิธีอาตาริ 2600 ฮาร์ดแวร์บ้าเปลี่ยนการออกแบบเกม" อินเทอร์เน็ตแบบใช้สาย ISSN  1059-1028 . สืบค้นเมื่อ2020-08-16 .
  6. ^ กาซี, อาติฟ. "อัตราการรีเฟรชจอภาพคืออะไร" . เทค เกียร์รอยด์. สืบค้นเมื่อ15 พฤษภาคม 2019 .
  7. ^ ดอร์ฟ ริชาร์ด ซี. (26 กันยายน 1997) คู่มือวิศวกรรมไฟฟ้า ฉบับที่ 2 หน้า 1538. ISBN 9781420049763. สืบค้นเมื่อ25 มิถุนายน 2558 .
  8. ^ เอมเมอร์สัน, แอนดรูว์. "เส้น เฟรม และความถี่" . soundscape.info สืบค้นเมื่อ25 มิถุนายน 2558 .
  9. ^ “การออกอากาศทางโทรทัศน์ – มาตรฐานวิดีโอ” . tvradioworld.com . สืบค้นเมื่อ25 มิถุนายน 2558 .
  10. ^ อัตราการรีเฟรชจอภาพคืออะไร?
  11. ^ หกสิ่งที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับ LCD TV 120Hz

บทความนี้อิงจากเนื้อหาที่นำมาจากFree Online Dictionary of Computingก่อนวันที่ 1 พฤศจิกายน 2008 และรวมอยู่ภายใต้เงื่อนไข "การอนุญาตใหม่" ของGFDLเวอร์ชัน 1.3 หรือใหม่กว่า

TOP