เหตุใดอัตราการรีเฟรชของจอภาพจึงมีความสำคัญ

คุณลักษณะทั่วไปที่เพิ่มขึ้นทั้งในจอคอมพิวเตอร์และหน้าจอโทรศัพท์มือถือคืออัตราการรีเฟรชที่สูง จอภาพจริง ๆ แล้วไม่แสดงภาพเคลื่อนไหว แต่แสดงเป็นชุดของภาพนิ่ง แนวคิดนี้คล้ายกับของฟลิปบุ๊ก หากคุณแสดงภาพได้เร็วเพียงพอ ดวงตาของคุณจะรับรู้ผลลัพธ์เป็นภาพเคลื่อนไหว

อัตราการรีเฟรชของจอภาพและอัตราเฟรมของภาพเคลื่อนไหววัดเป็น Hz (เฮิรตซ์) หรือ FPS (เฟรมต่อวินาที) หน่วยต่างๆ สามารถใช้แทนกันได้ เนื่องจากเป็นหน่วยวัดเดียวกันของ "การเปลี่ยนแปลงต่อวินาที" แม้ว่าหน่วยจะเหมือนกัน แต่โดยทั่วไปแล้วอัตราการรีเฟรชของจอภาพจะวัดเป็นเฮิรตซ์ ในขณะที่ภาพเคลื่อนไหวมักใช้ทั้งสองหน่วย

การวิจัยแสดงให้เห็นว่าที่อัตราเฟรมต่ำกว่าสิบถึงสิบสองเฟรมต่อวินาที ตามนุษย์จะรับรู้ภาพแต่ละภาพ ด้วยการแสดงเฟรมต่อวินาทีมากขึ้น ภาพจะถูกรับรู้ว่ามีการเคลื่อนไหว แม้ว่าผู้ชมอาจยังถือว่าการเคลื่อนไหวนั้นกระตุก

อัตราการรีเฟรชทั่วไป

โดยทั่วไปฟุตเทจทีวีสมัยใหม่จะบันทึกและแสดงที่ความถี่ 50 Hz หรือ 59.94 Hz เนื่องจากกล้องโทรทัศน์ได้รับการพัฒนาเพื่อล็อคความถี่ของการจ่ายไฟหลัก ในโลกส่วนใหญ่ นี่คือ 50 Hz อย่างไรก็ตามในสหรัฐอเมริกา แคนาดา ญี่ปุ่น และเกาหลีใต้ ตารางไฟฟ้าจะทำงานที่ 60Hz

ในประเทศที่ใช้แหล่งจ่ายไฟหลัก 60 Hz ปัญหาด้านภาพที่เรียกว่า "dot crawl" ถูกระบุในชุดทีวีขาวดำที่รับสัญญาณทีวีสีเมื่อมีการแนะนำทีวีสี พบว่าการลดอัตราเฟรมของสัญญาณทีวีสีลง 0.1% เป็น 59.94 FPS ช่วยลดปัญหาได้อย่างมาก ตั้งแต่นั้นมา อัตราเฟรมที่ลดลงก็ติดอยู่ แม้จะไม่ต้องการมันแล้วก็ตาม

ยิ่งเฟรมเรตต่ำ ภาพก็จะยิ่งได้รับการอัปเดตน้อยลงเท่านั้น ซึ่งทำให้ทุกการเคลื่อนไหวดูกระตุกหรือกระตุก เอฟเฟกต์นี้จะสังเกตเห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษในฉากภาพยนตร์ที่แสดงการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วหรือการแพนกล้องอย่างรวดเร็ว เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วภาพยนตร์จะถูกบันทึกที่ 24 FPS

เคล็ดลับ: ตัวอย่างที่รู้จักกันดีคือลักษณะของใบพัดเฮลิคอปเตอร์ในวิดีโอ ด้วยอัตราการรีเฟรชที่เหมาะสม ใบพัดของเฮลิคอปเตอร์ดูเหมือนจะเคลื่อนที่ช้ามากหรือยืนนิ่ง สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะอัตราการหมุนของใบพัดนั้นสัมพันธ์กับอัตราเฟรมของกล้องอย่างสมบูรณ์หรือเกือบสมบูรณ์ ด้วยวิดีโอที่บันทึกและแสดงด้วยอัตราการรีเฟรชที่สูงขึ้น เอฟเฟกต์นี้จะลดลงและกำจัดให้หมดไป

สำหรับเกมพีซีที่แข่งขันกัน จอภาพอัตราการรีเฟรชที่เร็วขึ้นสามารถให้ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพ เนื่องจากที่อัตราการรีเฟรชที่สูงขึ้น เหตุการณ์สำคัญ เช่น ศัตรูที่เคลื่อนที่ไปรอบ ๆ มุม จะแสดงเร็วกว่าในเสี้ยววินาทีเมื่อเทียบกับการตรวจสอบอัตราการรีเฟรชที่ต่ำกว่า การเคลื่อนไหวที่ราบรื่นยิ่งขึ้นยังทำให้คาดเดาได้ง่ายขึ้นว่าคุณต้องเล็งไปที่จุดใดเพื่อให้ถึงเป้าหมายได้ง่ายขึ้น

เพื่อเปิดใช้งานความต้องการนี้สำหรับจอภาพที่มีอัตราการรีเฟรชสูง เป็นเรื่องปกติที่จะค้นหาจอภาพที่รองรับอัตราการรีเฟรชสูงถึง 120, 144 และ 240 Hz ที่งาน CES ในปี 2020 จอภาพที่เร็วที่สุดได้รับการประกาศให้มีอัตราการรีเฟรช 360 Hz

ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการตรวจสอบอัตราการรีเฟรชสูง

อัตราการรีเฟรชของจอภาพโดยทั่วไปยังต้องการฟุตเทจที่เล่นอยู่ให้มีอัตราการรีเฟรชที่สูงเท่ากันเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด ด้วยไฟล์เก็บถาวรวิดีโอและภาพยนตร์ เป็นไปไม่ได้ที่จะถ่ายเนื้อหาซ้ำด้วยอัตราเฟรมที่สูงขึ้น ดังนั้นบางครั้งจึงใช้เทคนิคที่เรียกว่าการแก้ไขเฟรม การแก้ไขเฟรมจะเพิ่มอัตราเฟรมเป็นสองเท่าโดยการแทรกเฟรมใหม่ระหว่างแต่ละภาพ เฟรมใหม่นี้จะขึ้นอยู่กับเฟรมเดิมทั้งก่อนและหลัง วิธีนี้จะช่วยให้วิดีโอเก่าดูราบรื่นขึ้นมาก แต่ต้องมีการประมวลผลภาพล่วงหน้าหรือกำลังประมวลผลที่เพียงพอบนอุปกรณ์แสดงผลเพื่อดำเนินการในแบบเรียลไทม์

การแก้ไขเฟรมทำงานได้ดีที่สุดเมื่ออัตราเฟรมการแสดงผลใหม่เป็นจำนวนเท่าของต้นฉบับ ตัวอย่างเช่น หากฟุตเทจต้นฉบับถูกบันทึกที่ 30 fps และถูกสอดแทรกเป็น 60 fps เฟรมเดียวแบบง่ายจะต้องถูกสอดแทรกสำหรับทุกเฟรมจริง อย่างไรก็ตาม หากอัตราเฟรมเป้าหมายคือ 50 fps กระบวนการจะยากขึ้นมาก เนื่องจากมีเพียงสองในสามเฟรมที่ต้องการเฟรมที่มีการสอดแทรก ซึ่งนำไปสู่ผลลัพธ์ที่กระตุก

ในการเล่นเกมบนพีซีที่มีจอภาพอัตราการรีเฟรชที่สูงมาก ปัญหาที่พบบ่อยคือการ์ดกราฟิกอาจไม่เพียงแต่ล้มเหลวในการจับคู่อัตราเฟรมของจอภาพอย่างสม่ำเสมอเท่านั้น แต่ยังไม่สามารถให้อัตราเฟรมที่สม่ำเสมอได้เลย เพื่อแก้ปัญหานี้ จอภาพเกมสมัยใหม่จำนวนมากได้รวมคุณลักษณะที่เรียกว่าอัตราการรีเฟรชแบบแปรผันหรือ VFR VFR ช่วยให้จอภาพซิงโครไนซ์อัตราการรีเฟรชกับความเร็วที่การ์ดกราฟิกสร้างเฟรมเพื่อแสดง

VFR ป้องกันปัญหาที่เรียกว่าการฉีกขาดของหน้าจอ จอภาพไม่แสดงภาพทั้งหมดบนหน้าจอพร้อมกัน แต่จะเริ่มแสดงภาพจากบนลงล่าง การฉีกขาดของหน้าจอคือการที่จอภาพเริ่มแสดงเฟรมเก่าและระหว่างการดำเนินการดังกล่าว ได้รับเฟรมใหม่เพื่อแสดง และทำให้ส่วนที่เหลือของภาพสมบูรณ์ด้วยเฟรมใหม่ สิ่งนี้นำไปสู่ภาพหนึ่งภาพบนหน้าจอที่ประกอบขึ้นจากเฟรมสองเฟรมที่ไม่สอดคล้องกันเล็กน้อยเนื่องจากกล้องเคลื่อนที่

ข้อดีของการตรวจสอบอัตราการรีเฟรชสูง

โดยรวมแล้วอัตราการรีเฟรชที่สูงจะมอบประสบการณ์คุณภาพสูงกว่าการมอนิเตอร์อัตราการรีเฟรชที่ต่ำ นี่เป็นเพราะความราบรื่นที่เพิ่มขึ้นในเนื้อหาที่สามารถแสดงได้ เทคนิคสมัยใหม่ เช่น การแก้ไขเฟรมและการมอนิเตอร์อัตราการรีเฟรชแบบแปรผัน สามารถให้ผลลัพธ์ที่ราบรื่นยิ่งขึ้นสำหรับเนื้อหาที่เก่ากว่าและฮาร์ดแวร์ที่อ่อนแอกว่า เพิ่มช่วงของประสบการณ์ที่ได้รับการปรับปรุง

ในสถานการณ์ที่อิงตามเวลาตอบสนอง เช่น เกมการแข่งขัน จอภาพอัตราการรีเฟรชที่สูงสามารถให้ข้อได้เปรียบที่แท้จริงเหนือคู่ต่อสู้ ข้อมูลนี้มี 2 ส่วน คือ ยิ่งรูปภาพใหม่แสดงบ่อยเท่าใด การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญจะสังเกตเห็นได้เร็วยิ่งขึ้น ความนุ่มนวลที่เพิ่มขึ้นของภาพยังช่วยให้ดำเนินการได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นอีกด้วย