24 кадра на экране телевизора
Еще одна небольшая справка по стандартам частоты кадров. Это интересно.
Кадровая частота, английские названия — Frames per Second (FPS), Frame frequency, Frame rate.
24 кадра в секунду — является общемировым стандартом в киноиндустрии. Был принят в 1932 году Американской Академией Киноискусства.
Такая частота кадров была выбрана в то время как компромисс между плавностью воспроизводимого видео, расходом кинопленки и ее долговечностью — износ пленки сильно зависит от скорости ее прокрутки.
Все последующие попытки изменить эту частоту на более высокую с целью достижения большей плавности движения на экране до сих пор успехом не увенчались. Сегодня можно найти лишь отдельные упоминания об этом. Так, на 2016 год запланирован выход фильма “Аватар 2”, который обещают снять с кадровой частотой заметно превышающей стандартную.
Очевидно увеличения частоты кадров в киноиндустрии стоит ожидать только после полного перехода на цифровой формат записи и соответствующее ему демонстрационное оборудование в кинотеатрах.
50 полукадров (25 кадров) в секунду – частота европейского телевизионного стандарта PAL/SECAM. Соответствует частоте электросети в соответствующих странах.
Демонстрация стандартных 24-кадровых фильмов в системах PAL/SECAM не вызывает больших затруднений. В процессе, который носит название телекинопроекция, фильм воспроизводится со скоростью на 4% выше исходной, то есть с частотой ровно 25 кадров в секунду.
Нетрудно подсчитать, что при этом демонстрация полуторачасового фильма займет примерно на 3,5 минуты меньше. Визуально заметить такое изменение скорости практически невозможно.
Чуть заметнее как раз изменение тональности звукового сопровождения. Однако, существующие сегодня методы цифровой обработки позволяют успешно решать эту проблему.
Оба поля чересстрочного телевизионного сигнала передают в этом случае один и тот же кадр фильма.
Именно к такому просмотру фильмов на телевизоре все мы привыкли с детства.
29,97 – округленное значение, точное 29.97002616 (или 30000/1001).
Первый, причем совершенно естественный вопрос, почему такое странное значение частоты.
Изначально, для черно-белого вещания в стандарте NTSC была выбрана полукадровая частота 60 Гц. Как и в PAL она являлась равной частоте электрической сети.
Однако, при переходе на формат цветного телевещания оказалось, что при такой частоте возникали биения между поднесущими цвета (3,58 МГц) и звука (4,5 МГц). Они создавали хорошо заметную помеху в виде перемещавшихся по экрану полос.
Для того, чтобы избежать этого неприятного явления, частоты были изменены так, что поднесущая звука стала точно равна 286-й гармонике частоты строк. Полосы не исчезли, но стали неподвижными и оттого малозаметными.
С демонстрацией фильмов в системе NTSC все совсем не так гладко, как в системе PAL/SECAM. Совершенно понятно, что просто увеличить скорость прокрутки фильма с 24 кадров в секунду до 29,97 невозможно. Вернее, увеличить то можно, но смотреть без смеха будет нельзя.
Для решения этой непростой задачи была придумана телекинопроекция, получившая название преобразование 3:2 (3:2 Pulldown).
Суть интерполяции заключается в том, что первый кадр фильма предается двумя полями чересстрочного телевизионного сигнала, а к каждому второму кадру добавляется еще одно третье поле (повтор). Отсюда и название 3:2, или 2:3 (в первом удваивание полей происходит в нечётных кадрах).
Четырем кадрам исходного видеофильма соответствует ровно 10 полей чересстрочного видеосигнала или 5 кадров.
В процессе телекинопроекции, для того, чтобы получились целые значения, частота кадров исходного фильма снижается с 24 до 23,976 Fps, что составляет разницу всего на 0,1% и совершенно незаметно для зрителя.
Через каждые 4 кадра цикл повторяется.
Нетрудно видеть, что такое преобразование отнюдь не идеально с точки зрения плавности воспроизведения, но оно является фактически единственно возможным, если не делать компьютерную интерполяцию промежуточных кадров (о ней то мы как раз и будем говорить в следующей части статьи).
Стандартная частота обновления современных LCD мониторов составляет 60 Гц. Очевидно, что описанный выше метод 3:2 Pulldown может быть с определенным успехом использован и для вывода 24-кадровых фильмов на такие устройства с прогрессивной разверткой.
Тем не менее, идеальным вариантом для просмотра фильмов является такой, при котором частота обновления экрана равна или кратна частоте кадров воспроизводимого фильма.
Этим мы наконец и займемся.
Преимущества телевизоров с частотой обновления экрана 120 Гц
Сегодня видеоконтент и игры доступны с частотой 120 кадров в секунду. Этот контент должен быть исключительным для телевизора с частотой 120 Гц.
Однако пользователи должны отметить здесь существенный аспект. Входные сигналы HDMI обычно зафиксированы на 60Hz, по мере того как настоящий предел спецификации HDMI 2.0.
Если ваш телевизор имеет порт подключения HDMI 2.1, он должен поддерживать 4K и 8K видео с частотой 120 Гц.
Мы уже рассматривали ранее что фильмы снимаются со скоростью 24 кадров в секунду. Таким образом это не должно быть проблемой для просмотра фильмов на телевизоре 120 Гц. Повторения каждого кадра пять раз должно быть достаточно.
Видео выглядят более гладкими на телевизоре с частотой обновления 120 Гц по сравнению с 60 Гц.
Телевизор с частотой 60 Гц использует метод съема 3:2 для отображения фильмов. Это не возможно, чтобы показать содержание фильма, снятого с 24 кадрами в секунду непосредственно на телевизоре с частотой обновления 60 Гц.
Там должно быть повторение кадров, но не в равномерном порядке. Поэтому медленная сцена панорамирования может казаться скачкообразной.
Некоторые из последних телевизоров автоматически настраивают частоту обновления до 24 Гц, чтобы преодолеть эту проблему.
Другое преимущество телевизора с частотой 120 Гц заключается в том, что они могут добавлять интерполяцию движения к источнику видео 60 Гц.
Поскольку телевизор имеет более высокую частоту обновления, он может отображать дополнительные интерполированные кадры.
Телевизор с частотой 60 Гц не может интерполировать источник видео с частотой 60 Гц, поскольку телевизор не может показывать более 60 кадров в секунду.
Да, такой телевизор может интерполировать источник видео с более низкой частотой кадров. Он также известен как эффект мыльной оперы. Мы рассмотрим интерполяцию движения и эффект мыльной оперы позже в этой статье.
Телевизор с частотой 120 Гц оказывается удобным в работе с размытием движения. Размытие движения может произойти, когда вы сталкиваетесь с быстро движущимися сценами, такими как боевики и интенсивные спортивные действия.
Читайте: Как и какой телевизор лучше выбрать и купить: Все что нужно знать
Более высокая частота обновления помогает в обработке этой проблемы лучше. Однако размытие движения может произойти из-за различных причин, и частота обновления не может решить все эти проблемы. Мы обсудим размытие движения на более позднем этапе.
Телевизор с более быстрой частотой обновления может помочь справиться с другими проблемами, такими как мерцание.
Современные телевизоры 4K обычно поставляются с частотой обновления 120 Гц. Некоторые производители телевизоров рекламируют более высокие частоты обновления. Однако это не всегда так. Недорогие модели поставляются с частотой обновления 60 Гц.
Советы по выбору телевизора
Приведем несколько советов, которые помогут выбрать телевизор.
Обязательно нужно заранее определиться, для каких целей приобретается устройство – для просмотра телепередач и кинофильмов или в качестве монитора для игр.
Необходимо проконтролировать наличие всех разъемов, которые могут понадобиться для подключения всех нужных девайсов.
Следует обратить внимание на два самых важных параметра изображения – частоту обновления и разрешение экрана. От них зависит, в каком качестве можно будет смотреть фильмы, или насколько реалистична станет атмосфера игры
Эти значения должны быть как можно выше.
Нужно проверить, поддерживает ли TV функцию 3D (если есть желание устраивать такие просмотры).
Отправляясь в магазин с целью приобретения телевизора, лучше иметь флэшку с высококачественной записью ярких динамических сцен. Это поможет сравнить несколько моделей телевизоров и определиться, какой из них стоит покупать.
Если подойти к вопросу выбора ответственно и серьезно, то, сравнивая все параметры и показатели, можно найти для себя наиболее желанный вариант, удовлетворяющий все требования и запросы. Даже если основным критерием выбора является стоимость телевизора, которая ограничена малой суммой, учитывая приведенные выше рекомендации, особенности и уловки производителей, несложно подобрать достойный вариант, который будет радовать всю семью совместными просмотрами качественного видео-контента.
Что такое частота развертки телевизора?
Телевизор работает по принципу постоянной смены на экране неподвижных кадров. Это происходит настолько быстро, что зритель не замечает замену и воспринимает изображение как непрерывное движение.
От развертки зависит, как быстро будет происходить смена кадров. Ранее стандартной считалась частота 50-60 герц. Современные производители начали выпускать модели телевизоров с частотой развертки от 100 до 120 герц.
Благодаря такой высокой развертке, картинка на экране имеет стабильное качественное изображение, а если фильм содержит субтитры, то их читать довольно комфортно.
Частота экрана в 100 герц говорит о том, что за одну секунду выводится сто кадров. Современный телевизионный стандарт предполагает чересстрочную развертку, то есть передачу изображения в два захода. Сначала выводятся на экран строки, которые имеют нечетный номер, а после — с четным. Так как выведение каждого полукадра происходит при частоте в 50 герц, появляется эффект мерцания (дрожания картинки). Дрожание усиливается с каждым увеличением размера матрицы. Преодолеть данный негативный эффект можно путем применения системы Digital Scan, она предполагает чередование кадров в последовательности 1-2-1-2, благодаря чему мерцание незаметно.
Также из-за слишком быстрой смены картинок нередко происходит образование «шлейфа» за объектом, который двигается. Но если телевизор будет оснащен фильтрами, подавляющими шумы, «шлейф» становится практически незаметным, а изображение более четким. Для этого была разработана система интерполяции промежуточного кадра (его создание). Такой кадр формируется из двух и вставляется между ними, таким образом, объекты на экране перемещаются быстро и одновременно это выглядит естественно.
Герцы с кадрами в одной корзине
Частоту обновления и частоту кадров путают потому, что оба термина показывают количество сменяемых кадров за единицу времени (обычно – за секунду). К примеру, сигнал с частотой обновления 50 Гц и видео с частотой 50 кадров/с состоят из 50 изображений, сменивших друг друга за 1 секунду. Однако это не одно и то же. Частота обновления показывает, сколько кадров в секунду способна отображать ЖК-панель, и является постоянной величиной (указывается в герцах, Гц). А кадровая частота – это количество кадров видеоконтента, выводимых на экран телевизора за 1 секунду, она является усредненной величиной (обычно – кадров/с, или fps).
Изготовители пользовательских девайсов – телевизоров, фотокамер, смартфонов – настаивают на том, что высокая частота кадров (High Frame Rate, HFR) — это необходимо, правильно и современно. Но, похоже, под этим термином каждый игрок рынка подразумевает что-то свое. По словам заместителя генерального директора по научной работе ЗАО «МНИТИ» Константина Быструшкина, понятие «частота развертки изображения» многие производители телевизоров понимают весьма своеобразно. Например, он отмечает, что в рекламных проспектах часто встречается упоминание частоты развертки 400, 800 и даже 1200 Гц. Эти цифры получаются путем умножения частоты обновления изображения на экране на частоту вспышек (стробирования) светодиодов LED-подсветки. К примеру, 100 Гц экрана × 8 вспышек лампы подсветки в секунду = 800 Гц частоты развертки изображения. «Импульсный режим работы подсветки применяется для уменьшения заметности смены одного кадра на другой в ЖК-экранах», – рассказывает Константин Быструшкин. Сегодня, когда используются очень быстрые матрицы со сменой кадра за единицы миллисекунд, это не столь критично. А лет десять-пятнадцать назад для медленных ЖК-матриц с временем переключения кадра 25-40 мс этот прием был более чем актуален. При импульсной подсветке экран гасился на время «перетекания» одного кадра в другой – по аналогии с обтюратором в кинопроекционном аппарате во время продергивания кинопленки на следующий кадр. В результате размывание изображения заметно уменьшалось. Ныне же частоту смены полных кадров 200-240 раз в секунду на экране телевизора с быстрой IPS-матрицей (и тем более OLED-экраном) следует считать вполне достаточной даже для самых динамичных спортивных программ. «Потому как для зрителей дискретность смены кадров изображения станет практически незаметной вследствие физических ограничений человеческого зрения – из-за инерционности сетчатки и ограниченных возможностей мозга по обработке больших массивов видеоинформации», – объясняет Константин Быструшкин.
Руководитель группы закупок ТВ и аудиотехники «Ситилинка» Егор Панин считает, что под термином «High Frame Rate» все производители понимают приблизительно одно и то же, но применяют разные технологии. «Зачастую исходный контент не содержит достаточного количества кадров в секунду, чтобы обеспечить комфортный просмотр, – поясняет он. – В результате мы получаем размазанность объектов в динамичных сценах или при резких движениях камеры. Для преодоления этой проблемы производители используют различные алгоритмы обработки изображения, целью которых является вставка “промежуточных” кадров между кадрами исходного контента. Вся разница между производителями заключается в способе получения и количестве таких промежуточных кадров». По словам Егора Панина, эталоном качественной картинки всегда считалась частота 100 Гц. В топовых моделях телевизоров некоторых производителей частота смены кадров может доходить до 200 Гц. Но каждый производитель в маркетинговых целях оперирует некими индексами качества картинки, и здесь цифры могут превышать 1000 Гц.
Как повысить частоту обновления экрана монитора
Как можно понять из описания выше, 99% матриц имеют возможность выдавать большую частоту обновления экрана, чем 60 Гц, которые положены по техническим характеристикам. Сдерживает их от работы при повышенной частоте программное ограничение. Соответственно, именно на программном уровне нужно решать вопрос, чтобы увеличить частоту обновления экрана монитора.
В зависимости от того, AMD или Nvidia видеокарта установлена в компьютере, будет отличаться способ настройки повышенной частоты обновления экрана монитора.
Видеокарта NVidia
Чтобы увеличить частоту обновления выше 60 Гц на экране монитора, который подключен к компьютеру с видеокартой NVidia, можно использовать утилиту видеокарты:
- Нажмите правой кнопкой мыши в любом свободном месте на экране рабочего стола, после чего выберите в выпадающем меню вариант “Панель управления NIVIDIA”;
- Откроется утилита для настройки параметров видео, 3D и дисплея. Здесь нужно в левой части окна переключить на подраздел “Изменение разрешения” в разделе “Дисплей”;
- Далее потребуется создать свои собственные настройки параметров разрешения. Для этого нажмите “Настройка” в нижней части окна;
- Откроется страница настройки параметров, здесь поставьте галочку в чекбоксе “Включить режимы, не предлагаемые дисплеем” и нажмите “Создать пользовательское разрешение”;
- Появится окно настройки пользовательского разрешения. В разделе “Синхронизация” установите параметр “Авто” в пункт “Стандартное”. Сверху можно видеть параметр “Частота обновления (Гц)”, который и будет настраиваться. Поскольку заранее нельзя сказать, какой потенциал имеется в матрице вашего монитора, нужно будет понемногу повышать частоту, после чего нажимать “Тест”, проверять нет ли искажений в изображении или артефактов. Если проблем нет, то можно повысить еще на 1 Гц и снова провести тестирование. И так до тех пор, пока не будет найдено максимальное значение частоты обновления экрана, на котором он работает без проблем;
- Обнаружив максимальное значение частоты обновления экрана, нажмите “Да” в окне с предложением применить изменения;
- После этого требуется сохранить результат, и на экране изменения разрешения выбрать пользовательское разрешение. Как можно видеть, частота обновления для него будет на том уровне, который был задан в результате настройки.
Видеокарта AMD
Встроенной утилитой AMD выполнить подобные манипуляции по настройка частоты обновления экрана не получится, поэтому придется использовать сторонний софт. Для решения проблемы подойдет программа Custom Resolution Utilities (CRU), которую можно бесплатно скачать в сети.
Важно: В отличие от настройки для видеокарты NVidia, Данный способ несколько сложнее. Главная его сложность в том, что нет возможности провести тестирование монитора до того, как будет установлено новое значение частоты обновления экрана. Соответственно, если после установки неправильной частоты обновления возникнут проблемы, возвращаться к исходным настройкам может потребоваться через безопасный режим Windows
Соответственно, если после установки неправильной частоты обновления возникнут проблемы, возвращаться к исходным настройкам может потребоваться через безопасный режим Windows.
Чтобы через программу Custom Resolution Utilities (CRU) повысить параметр частоты обновления экрана, выполните следующие действия:
- Запустите программу, для этого воспользуйтесь ярлыком CRU.exe;
- Откроется окно настройки. Здесь нужно создать новое разрешение. Сверху нажмите “Add”;
- Как и в описанном выше способе, нужно далее подобрать максимально допустимую для конкретного монитора частоту обновления. Это настраивается параметром Refresh Rate;
- Добавлять следует также по 1 Гц, чтобы найти оптимальное значение, после каждого выбора нажимая “ОК”;
- Далее на главном экране программы сверху нужно выбрать новое разрешение и нажать “ОК”;
- После этого запустите поочередно (от имени администратора) все exe-файлы Restart, которые имеются в папке с программой. Как отмечалось выше, если в результате таких действий возникнут сбои, придется использовать безопасный режим для возвращения к исходным настройка.
Выбираем экран
Существует несколько типов дисплеев. Все они изготавливаются по разным технологиям, хотя и могут иметь схожую матрицу, основанную на жидких кристаллах. Вот несколько распространенных в настоящее время видов:
LED дисплеи. Изображение в них формируется жидкими кристаллами, а яркость обеспечивается подсветкой LED. Такие дисплеи самые дешевые из всех современных. При этом различают два типа LED подсветки: Direct LED и Edge LED.
Суть Edge LED заключается в размещении — по периметру экрана. В результате этого в бюджетных моделях может наблюдаться эффект «засветов», который будет отлично виден на темном изображении. Засветы — это те участки у кромок дисплея, на которых видны белые пятна от подсветки. Но телевизоры с ней получаются тонкими, относительно недорогими.
Подсветка Direct является самой совершенной LED подсветкой. Она размещается позади всей площади дисплея, тем самым исключая засветы полностью. Все участки изображения освещаются равномерно. Недостаток Direct LED заключается лишь в несколько большей стоимости и в том, что корпус самих телевизоров становится толще.
QLED дисплеи. Самые современные дисплеи, которые относятся к типу жидкокристаллических экранов. Различие наблюдается в подсветке. В QLED телевизорах она основана на квантовых точках. Они способны генерировать до 1 миллиарда оттенков! Безусловно, изображение получается невероятно сочным и контрастным. Квантовый слой наносится на матрицу. Это позволяет избавиться от засветов и при этом сделать телевизор максимально тонким.
OLED дисплеи. Технология дисплеев, которая применяется преимущественно компанией LG. Данный тип экрана совсем не нуждается в подсветке, потому как изображение в нем формируется мельчайшими органическими светодиодами, которые сами генерируют свет. Иными словами, каждый светодиод является пикселем и воспроизводит все цвета. При этом черный цвет в OLED дисплеях является естественным, так как при его отображении светодиоды выключаются.
Виды жидкокристаллических телевизоров
Следует отметить, что изначально такое понятие, как «частота обновления» (оно же «частота развертки»), применялось к мониторам, использующим электронно-лучевую трубку (ЭЛТ). Но в них даже на исправных экранах могло возникнуть мерцание, если частота обновления была ниже 75 Гц. А плавность изображения таких мониторов оставляла желать лучшего.
Выпуск жидкокристаллических (ЖК) дисплеев в корне изменил это положение. Благодаря отсутствию паузы между сменами кадров мерцание экрана стало невозможным. Плавность поднялась на более высокий уровень. А использование новых технологий улучшило качество картинки.
ЖК-телевизоры в зависимости от используемой технологии делятся на:
- LCD мониторы;
- LED дисплеи;
- плазменные панели;
- OLED экраны.
LCD мониторы
В первом поколении ЖК-телевизоров для формирования изображения использовалась флуоресцентная подсветка CCFL. LCD телевизоры хоть и лишились вредного мерцания, но при частоте обновления в 50-60 Гц еще не могли дать приемлемого качества движущейся картинки.
Совет! Выбирая из LCD-телевизоров, которые относятся к самой дешевой ценовой категории, покупать нужно модель с частотой обновления выше 100 Гц.
LED дисплеи
LED дисплеи – те же LCD-телевизоры, но более высокого качества, что было достигнуто за счет применения дополнительных диодов для подсветки. Начинается серия образцами с клеймом «Edge LED», где диоды подсвечивали только боковые стороны экрана. Тогда как у последующих «Full LED», «True LED» и «Direct LED» диоды уже расположили по всему монитору, чем добились ощутимого улучшения качества.
Плазменные панели
Технологии, применяемые при создании плазменных панелей, коренным образом отличаются от предыдущих. В них повышение качества достигается за счет воздействия ультрафиолетовых лучей на люминофоры, что увеличивает контрастность и дает более глубокие темные тона. Но при эксплуатации начинают выгорать плазменные ячейки, и в течение 5 лет качество картинки заметно падает. Есть еще минусы: иногда плазменный телевизор не определяет подключенные к нему флешки, наушники и другие девайсы.
OLED экраны
Сегодня вершиной технологий является Organic Light-emitting Diode (OLED). В этих образцах подсветка выполняется за счет специальных органичных диодов, каждый из которых размером в один пиксель. А испугавшие потребителей в 2020 году изогнутые мониторы со временем выровнялись и стали плоскими.
На что влияет разрешение телевизора
Эта характеристика измеряется в пикселях. Разрешение также оказывает непосредственное влияние на качество демонстрации. Всего лишь пять лет назад были созданы модели с разрешением 720 p. Сегодня производители выпустили новый ряд продукции Full HD с разрешением экрана 1080 p. Мировые бренды приступили к разработке самой передовой линейки: ряда HDTV-4K Ultra HD. Продукт подвергся обновлению новым показателем. В нём в 4 раза больше пикселей, чем в технологии Full HD.
Японские учёные вкратце отметили, что приступят к разработке экранов, с разрешением в несколько миллионов пикселей. Чтобы поднять данную технологию, требуется много работы в спектре компьютерной техники и ТВ. Наука и производство идут нога в ногу, разрабатывая новые аспекты реальности с ТВ.
