Perché la frequenza di aggiornamento del monitor è importante?

Una caratteristica sempre più comune sia nei monitor dei computer che negli schermi dei telefoni cellulari è un'elevata frequenza di aggiornamento. I monitor in realtà non mostrano immagini in movimento, mostrano una serie di immagini fisse. Il concetto è simile a quello di un flipbook, se mostri abbastanza immagini abbastanza velocemente, i tuoi occhi percepiscono il risultato come un'immagine in movimento.

La frequenza di aggiornamento di un monitor e la frequenza dei fotogrammi di un'immagine in movimento vengono misurate in Hz (Hertz) o FPS (fotogrammi al secondo). Le unità sono essenzialmente intercambiabili in quanto sono la stessa misura di "cambiamenti al secondo". Nonostante le unità siano le stesse, la frequenza di aggiornamento del monitor viene generalmente misurata in hertz, mentre le immagini in movimento utilizzano comunemente entrambe le unità.

La ricerca ha dimostrato che a frame rate inferiori a dieci o dodici fotogrammi al secondo, l'occhio umano percepisce singole immagini. Con più fotogrammi visualizzati al secondo, l'immagine viene percepita come in movimento, sebbene lo spettatore possa ancora considerare il movimento a scatti.

Tariffe di aggiornamento comuni

Le riprese televisive moderne vengono in genere registrate e visualizzate a 50 Hz o 59,94 Hz. Questo perché le telecamere sono state sviluppate per agganciarsi alla frequenza della rete elettrica. Nella maggior parte del mondo, questo è 50 Hz, tuttavia, negli Stati Uniti, Canada, Giappone e Corea del Sud, la rete elettrica funziona a 60 Hz.

Nei paesi che utilizzano un'alimentazione di rete a 60 Hz, è stato identificato un problema visivo chiamato "dot crawl" nei televisori in bianco e nero che ricevono segnali TV a colori quando è stata introdotta la TV a colori. È stato scoperto che la riduzione del framerate del segnale TV a colori dello 0,1% a 59,94 FPS ha ridotto significativamente il problema. Da allora il framerate ridotto è rimasto fermo, nonostante non ce ne fosse più bisogno.

Più basso è il framerate, meno spesso l'immagine viene aggiornata, questo fa sì che tutti i movimenti appaiano tremolanti o balbettanti. Questo effetto è particolarmente evidente nelle scene di filmati che mostrano movimenti molto rapidi o panoramiche rapide, poiché i filmati vengono generalmente registrati a 24 FPS.

Suggerimento: un esempio relativamente noto di ciò è l'aspetto delle pale del rotore di un elicottero nei video. Data la giusta frequenza di aggiornamento, le pale del rotore dell'elicottero sembrano muoversi molto lentamente o rimanere ferme. Ciò accade perché la velocità di rotazione delle pale del rotore si sincronizza perfettamente o quasi perfettamente con la frequenza dei fotogrammi della fotocamera. Con i video registrati e visualizzati a frequenze di aggiornamento più elevate, questo effetto può essere ridotto ed eliminato.

Per i giochi per PC competitivi, un monitor con frequenza di aggiornamento più veloce può fornire un vantaggio in termini di prestazioni. Questo perché a frequenze di aggiornamento più elevate, eventi chiave come un nemico che si muove dietro un angolo, vengono visualizzati frazioni di secondo più velocemente di quanto sarebbero su un monitor con frequenza di aggiornamento più bassa. Il movimento più fluido rende anche più facile prevedere esattamente dove devi mirare per colpire il bersaglio.

Per consentire questa richiesta di monitor ad alta frequenza di aggiornamento, è relativamente comune trovare monitor che supportano frequenze di aggiornamento fino a 120, 144 e 240 Hz. Al CES del 2020, è stato annunciato che il monitor più veloce aveva una frequenza di aggiornamento di 360 Hz.

Problemi relativi a un monitor ad alta frequenza di aggiornamento

La frequenza di aggiornamento del monitor in genere richiede anche che il filmato che sta riproducendo abbia la stessa frequenza di aggiornamento elevata per ottenere i migliori risultati. Con gli archivi video e cinematografici è impossibile riprendere i contenuti a frame rate più elevati, quindi a volte viene utilizzata una tecnica chiamata interpolazione dei fotogrammi. L'interpolazione dei fotogrammi essenzialmente raddoppia la frequenza dei fotogrammi inserendo un nuovo fotogramma tra ogni immagine, questo nuovo fotogramma si basa sul fotogramma originale sia prima che dopo di esso. Ciò può aiutare i video meno recenti a sembrare molto più fluidi, ma richiede la pre-elaborazione del metraggio o una potenza di elaborazione sufficiente sul dispositivo di visualizzazione per eseguire l'elaborazione in tempo reale.

L'interpolazione dei fotogrammi funziona meglio quando la nuova frequenza fotogrammi del display è un multiplo dell'originale. Ad esempio, se il metraggio originale è stato registrato a 30 fps ed è stato interpolato a 60 fps, è necessario interpolare un singolo fotogramma per ogni fotogramma reale. Se il frame rate target è 50 fps , tuttavia, il processo diventa molto più difficile, poiché solo due fotogrammi su tre necessitano di un fotogramma interpolato, il che porta a un risultato stuttering.

Nei giochi per PC con monitor con frequenza di aggiornamento molto elevata, una difficoltà comune è che la scheda grafica potrebbe non solo non corrispondere in modo coerente alla frequenza dei fotogrammi del monitor, ma non può fornire affatto una frequenza dei fotogrammi coerente. Per risolvere questo problema, molti monitor da gioco moderni includono una funzione chiamata frequenza di aggiornamento variabile o VFR. VFR consente a un monitor di sincronizzare la sua frequenza di aggiornamento con la velocità con cui la scheda grafica sta producendo i fotogrammi da visualizzare.

VFR previene un problema chiamato strappo dello schermo. I monitor non visualizzano l'intera immagine sullo schermo in una volta, invece, iniziano a visualizzare l'immagine dall'alto verso il basso. Lo screen tearing è il punto in cui il monitor inizia a visualizzare una vecchia cornice e poi, a metà di questa operazione, ottiene una nuova cornice da visualizzare e completa il resto dell'immagine con la nuova cornice. Ciò fa sì che un'immagine sullo schermo sia composta da due fotogrammi leggermente disallineati tra loro a causa del movimento della telecamera.

Vantaggi di un monitor ad alta frequenza di aggiornamento

Nel complesso, un'elevata frequenza di aggiornamento offre un'esperienza di qualità superiore rispetto a un monitor a bassa frequenza di aggiornamento. Ciò è dovuto alla maggiore fluidità dei contenuti che può visualizzare. Le moderne tecniche come l'interpolazione dei frame e i monitor a frequenza di aggiornamento variabile possono fornire un risultato più fluido per i contenuti meno recenti e l'hardware più debole, aumentando la gamma di esperienze migliorate.

In scenari basati su tempi di reazione, come i giochi competitivi, i monitor ad alta frequenza di aggiornamento possono fornire vantaggi reali sugli avversari. Questo è disponibile in due parti, più spesso viene visualizzata una nuova immagine, prima si può notare un cambiamento importante, la maggiore levigatezza dell'immagine rende anche più facile l'esecuzione di azioni più precise.