Por que a taxa de atualização do monitor é importante?

Um recurso cada vez mais comum em monitores de computador e telas de telefones celulares é uma alta taxa de atualização. Os monitores não mostram realmente imagens em movimento, eles exibem uma série de imagens estáticas. O conceito é semelhante ao de um flipbook, se você mostrar imagens suficientemente rápido, seus olhos perceberão o resultado como uma imagem em movimento.

A taxa de atualização de um monitor e a taxa de quadros de uma imagem em movimento são medidas em Hz (Hertz) ou FPS (Quadros por Segundo). As unidades são essencialmente intercambiáveis, pois têm a mesma medida de “mudanças por segundo”. Apesar das unidades serem as mesmas, a taxa de atualização do monitor é normalmente medida em hertz, enquanto as imagens em movimento normalmente usam ambas as unidades.

A pesquisa demonstrou que em taxas de quadros abaixo de dez a doze quadros por segundo, o olho humano percebe imagens individuais. Com mais quadros sendo exibidos por segundo, a imagem parece estar em movimento, embora o visualizador ainda possa considerar o movimento irregular.

Taxas de atualização comuns

As imagens de TV modernas normalmente são gravadas e exibidas em 50 Hz ou 59,94 Hz. Isso ocorre porque as câmeras de televisão foram desenvolvidas para travar a frequência do fornecimento de eletricidade da rede elétrica. Na maior parte do mundo, isso é 50 Hz, no entanto, nos EUA, Canadá, Japão e Coréia do Sul, a rede elétrica funciona a 60 Hz.

Em países que usam uma fonte de alimentação de 60 Hz, um problema visual chamado “dot crawl” foi identificado em aparelhos de TV em preto e branco que recebiam sinais de TV em cores quando a TV em cores estava sendo introduzida. Foi descoberto que a redução da taxa de quadros do sinal de TV em cores em 0,1% para 59,94 FPS reduziu significativamente o problema. Desde então, a taxa de quadros reduzida permaneceu, apesar de não haver mais necessidade dela.

Quanto mais baixa a taxa de quadros, menos frequentemente a imagem é atualizada, o que faz com que todos os movimentos pareçam trepidar ou tremer. Este efeito é especialmente perceptível em cenas de filmes que exibem movimentos muito rápidos ou fotos panorâmicas, já que os filmes são normalmente gravados a 24 FPS.

Dica: um exemplo relativamente conhecido disso é o aparecimento de pás de rotor de helicópteros em vídeos. Dada a taxa de atualização correta, as pás do rotor do helicóptero parecem se mover muito lentamente ou ficar paradas. Isso acontece porque a taxa de rotação das pás do rotor sincroniza perfeitamente ou quase perfeitamente com a taxa de quadros da câmera. Com o vídeo gravado e exibido em taxas de atualização mais altas, esse efeito pode ser diminuído e erradicado.

Para jogos de PC competitivos, um monitor de taxa de atualização mais rápida pode fornecer uma vantagem de desempenho. Isso ocorre porque em taxas de atualização mais altas, eventos importantes, como um inimigo se movendo em uma esquina, são exibidos em frações de segundo mais rápido do que seriam em um monitor de taxa de atualização mais baixa. O movimento mais suave também torna mais fácil prever exatamente onde você precisa mirar para atingir o alvo.

Para habilitar essa demanda por monitores de alta taxa de atualização, é relativamente comum encontrar monitores que suportem taxas de atualização de até 120, 144 e 240 Hz. Na CES em 2020, o monitor mais rápido foi anunciado com uma taxa de atualização de 360 ​​Hz.

Problemas relacionados a um monitor de alta taxa de atualização

A taxa de atualização do monitor normalmente também requer que a filmagem que está sendo reproduzida tenha a mesma alta taxa de atualização para obter os melhores resultados. Com arquivos de vídeo e filme, é impossível filmar novamente o conteúdo em taxas de quadros mais altas, portanto, uma técnica chamada interpolação de quadros às vezes é usada. A interpolação de quadros basicamente duplica a taxa de quadros ao inserir um novo quadro entre cada imagem, esse novo quadro é baseado no quadro original antes e depois dele. Isso pode ajudar a tornar o vídeo mais antigo muito mais suave, mas requer pré-processamento da filmagem ou potência de processamento suficiente no dispositivo de exibição para executar o processamento em tempo real.

A interpolação de quadros funciona melhor quando a nova taxa de quadros de exibição é um múltiplo do original. Por exemplo, se a filmagem original foi gravada a 30 qps e interpolada para 60 qps, um único quadro fácil precisa ser interpolado para cada quadro verdadeiro. Se a taxa de quadros alvo for 50 fps, no entanto, o processo fica muito mais difícil, pois apenas dois em cada três quadros precisam de um quadro interpolado, o que leva a um resultado intermitente.

Em jogos de PC com monitores de taxa de atualização muito alta, uma dificuldade comum é que a placa de vídeo pode não apenas falhar em corresponder consistentemente à taxa de quadros do monitor, mas também não pode fornecer uma taxa de quadros consistente. Para resolver esse problema, muitos monitores de jogos modernos incluem um recurso chamado taxa de atualização variável ou VFR. O VFR permite que um monitor sincronize sua taxa de atualização com a velocidade com que a placa gráfica está produzindo quadros para exibição.

O VFR evita um problema denominado tela tearing. Os monitores não exibem a imagem inteira na tela de uma vez; em vez disso, eles começam a exibir a imagem de cima para baixo. Screen tearing é quando o monitor começa a exibir um quadro antigo e, em seguida, no meio do processo, obtém um novo quadro para exibir e completa o resto da imagem com o novo quadro. Isso faz com que uma imagem na tela seja composta de dois quadros que estão ligeiramente desalinhados um com o outro devido ao movimento da câmera.

Vantagens de um monitor de alta taxa de atualização

No geral, uma alta taxa de atualização fornece uma experiência de qualidade superior do que um monitor de baixa taxa de atualização. Isso se deve à maior suavidade no conteúdo que ele pode exibir. Técnicas modernas, como interpolação de quadros e monitores de taxa de atualização variável, podem fornecer um resultado mais suave para conteúdo mais antigo e hardware mais fraco, aumentando a gama de experiências aprimoradas.

Em cenários baseados em tempos de reação, como jogos competitivos, monitores de alta taxa de atualização podem fornecer vantagens reais sobre os oponentes. Isso vem em duas partes: quanto mais frequentemente uma nova imagem é exibida, mais cedo uma mudança importante pode ser notada, a maior suavidade da imagem também torna mais fácil realizar ações mais precisas.