Правда, мифы и особенности игровых мониторов

В последние несколько лет явно прослеживается тренд на игровые комплектующие, и если с процессорами и видеокартами все вполне понятно, то игровые корпуса и игровые вентиляторы вызывают много вопросов. И, разумеется, стали появляться и игровые мониторы, причем массово: так, на CES 2020 было представлено около десятка моделей. Отношение к ним, в общем и целом, достаточно скептическое — дескать, обычных решений с FHD и 60 Гц полностью хватает, зачем эти навороты? Давайте разбираться, так ли это.

Раз глаз не видит больше 24 кадров, то зачем 144 Гц мониторы?

Когда речь заходит про герцовку монитора, то тут всплывают множество мифов. Самый популярный заключается в том, что раз фильмы показывают в 24 кадра в секунду, то, значит, нашему глазу этого достаточно, чтобы видеть не слайдшоу, а плавную картинку — а, значит, все эти 120 и даже 240 Гц мониторы — баловство. Однако тут важно понимать, что кадр из фильма и кадр, который видеокарта выводит на экран, сильно различаются. Кадр в фильме снимался с некоторой выдержкой, то есть он в любом случае слегка смазан и показывает движение, иными словами — внутри каждого кадра из фильма есть информация о предыдущем. Поэтому мозгу хватает всего 24 таких кадров секунду, что бы «слепить» из них плавное видео.

А вот кадр, который выводит на экран видеокарта, всегда четкий (разумеется, если мы не говорим о программном размытии в движении — motion blur), поэтому 24 таких кадра распознаются нашим мозгом как слайдшоу. Но сколько тогда нужно «компьютерных» кадров для плавности? А вот тут уже все индивидуально: в большинстве своем игроки на консолях вполне довольны 30 fps. Но на деле практически все люди замечают разницу между 30 и 60 Гц, а порог распознаваемости отдельных кадров лежит далеко за сотню — как показала презентация Nvidia на CES 2020, хватает людей, которые видят разницу между 240 и 360 Гц мониторами!



Но, разумеется, не стоит сразу бросаться покупать 240 Гц монитор. Проблема в том, что все его прелести вы сможете увидеть только в том случае, если контент будет выводиться со схожей частотой кадров. Иными словами, видео в 60 fps на YouTube будет выглядеть одинаково что на 60 Гц мониторе, что на 120 Гц, и даже на 360 Гц. В общем и целом, единственный контент, в котором вы можете увидеть под две сотни и больше кадров в секунду — это некоторые киберспортивные игры, и то для этого обычно потребуются быстрые процессоры и видеокарты.

В общем и целом, если вы не киберспортсмен, имеет смысл ограничиться 100-144 Гц мониторами. Выдать около сотни кадров в секунду в современных и не очень играх могут уже куда больше видеокарт, а разница с 60 Гц матрицами будет видна невооруженным глазом.

Время отклика монитора — не менее важный параметр, чем частота обновления

Думаю, многие замечали, что если быстро передвигать какое-либо окно по экрану, то за ним тянутся шлейфы. Это происходит из-за того, что пиксели в жидкокристаллических мониторах не могут изменять цвет моментально, им на это нужно определенное время — так называемая задержка матрицы или время отклика монитора.

Считать ее можно разными способами, в основном используют показатель grey-to-grey, или GtG: время, которое требуется пикселям, чтобы снизить яркость серого цвета с 80-90% до 10-50% (увы — каждый производитель тут использует свою методику). Данный показатель оказывается наиболее интересным, так как близок к реальному применению: очень редко в играх картинка резко сменяется с белой на черную (BtW, black-to-white), а вот смена яркости цветов происходит постоянно.

Типичная 60 Гц панель в достаточно дорогом ноутбуке с Core i5 и GTX 1660. Играть за ней в динамические игры будет не слишком приятно.

У обычных 60 Гц матриц такой показатель в среднем на уровне 30-50 мс. Много это или мало? Давайте посчитаем. В случае с 60 Гц монитором один кадр отображается на экране 1000 мс/60 = 17 мс. То есть время отклика соответствует отображению двух, а то и трех кадров на экране. К чему это приводит? Да ни к чему хорошему: в динамических играх матрица просто не будет успевать обновлять информацию на экране, что приведет к замыливанию картинки и шлейфам, а в худшем случае в этом цветовом месиве вы просто проглядите врага. В случае со 144 Гц мониторами все еще хуже: на каждый кадр отводится всего 7 мс.

Поэтому, выбирая игровой монитор, стоит внимательно отнестись к его времени отклика, причем не стоит смотреть на рекламные цифры в виде 1-3 мс: производители мониторов измеряют задержку различными хитрыми способами, и на деле по обзорам GtG может у таких матриц быть и 5, и 10 мс. Крайне желательно, чтобы время отображения кадра было больше времени задержки матрицы — это позволит свести шлейфы в динамических играх к минимуму.

Overdrive — разгон матрицы

Вот мы и перешли к чисто игровым функциям. Как я писал выше, большое время отклика = смаз картинки, поэтому производители придумали технологию компенсации времени отклика, которую назвали Overdrive. В чем ее суть? Обычно переход от черного цвета к белому для LCD-матриц происходит быстрее, чем между двумя градациями серого. Причина в том, что скорость изменения состояния пикселя зависит от приложенного к нему напряжения, а переход в «белое» состояние — это подача максимального напряжения, поэтому BtW быстрее GtG (что, к слову, и используют маркетологи при указании времени отклика матриц).

Хорошо видно, что при включенном Overdrive в режиме Normal меньше всего артефактов изображения. При этом включение этой функции на Extreme начинает инвертировать цвета, что еще менее приятно, чем выключение этой опции.

По этой причине производитель монитора обычно делает несколько настроек Overdrive, в том числе и возможность полностью его выключить. И уже для конкретного монитора нужно смотреть, что лучше — опять же, об этом пишут в развернутых обзорах.

Высокая частота + низкое время отклика = приятный геймплей

Теперь сложим все воедино и посчитаем общую задержку, которую мы получаем в играх. Она складывается из времени, которое нужно процессору и видеокарте, чтобы обработать ваше нажатие и передать картинку на дисплей. Оно составляет около 50 мс и его вполне можно считать константой. Далее в дело вступает монитор: у нас есть задержка при выводе нового кадра + время отклика.

Посчитаем этот показатель для «стандартной» 60 Гц панели со временем отклика в 40 мс. Худшее время задержки при выводе нового кадра — это если только что на экран вывелся кадр, и теперь нужно ждать 1000 мс/60 = 17 мс, чтобы вывести новый (это на деле не совсем так, но мы рассматриваем наихудший случай). Далее — время отклика, еще 40 мс. В итоге общая задержка получается 50 + 17 + 40 = 107 мс.

Теперь возьмем «игровую» 144 гц матрицу с задержкой GtG в 7 мс (это опять же достаточно много для современных матриц, но мы берем худший случай). Задержка при выводе нового кадра — 1000 мс/144 = 7 мс. Еще 7 мс время отклика. В итоге получаем общую задержку в 50 + 7 + 7 = 64 мс.

Сложно сказать, как Nvidia считала задержку, однако статистика по флик-шотам (быстрым выстрелам с разворота) вполне красноречива: чем быстрее матрица, тем их больше. Причем основной прирост идет при переходе с 60 Гц на 120, что еще раз говорит о том, что переплачивать за более быстрые панели стоит только киберспортсменам.

В итоге выигрыш в задержке более полутора раз. И это главная причина того, что на быстрых матрицах вам проще играть и попадать во врагов. Так что, как видите, игровые мониторы действительно могут так называться, и это не маркетинг.

AMD FreeSync и Nvidia G-Sync — убираем разрывы в изображении

Большая часть мониторов имеют фиксированную герцовку, однако в динамическом контенте, таком как игры, количество кадров в секунду постоянно меняется. К чему это приводит? Опять же ни к чему хорошему: изображение выводится на дисплей даже в том случае, если вывод части предыдущего кадра ещё не закончен полностью — оставшаяся часть буфера приходится на текущее обновление экрана. Именно поэтому каждый выведенный на монитор кадр при несовпадении частоты и fps будет по сути состоять из двух кадров, отрендеренных видеокартой.

Выглядит это как разрыв изображения, что очень некрасиво:



Как можно в этим бороться? Ну, самый простой способ — это включить вертикальную синхронизацию, то есть принудительно выводить на экран столько кадров, сколько в нем герц. В случае, если видеокарта может выдать большее количество fps, она будет простаивать, а вы получите приятную нерваную картинку. Ну а если монитор 60 Гц, а видеокарта может выдать всего 30-40 fps? В таком случае некоторые кадры будут отображаться на экране вдвое дольше, чем должны, то есть задержка вывода будет скакать между 17 и 34 мс. Разумеется, это будет ощущаться на деле как «вязкое» управление, и играть так будет неприятно.

Какой выход из данной ситуации? Принудительно синхронизировать частоту обновления монитора с количеством кадров, выводимых видеокартой. Иными словами, монитор будет подстраиваться под видеокарту и выводить кадр столько времени, сколько нужно видеокарте на рендеринг следующего, который он снова выведет без всяких задержек. Как итог — вы получаете по сути вертикальную синхронизацию при любом fps. Ну, почти любом.

На данный момент существуют две технологии, которые позволяют убрать разрывы при выводе динамического контента — это AMD FreeSync и Nvidia G-Sync. Разница между ними в том, что первая технология использует для синхронизации частоты развертки и fps видеокарту, а данные об этом передаются по DisplayPort. Вторая технология требует в мониторе наличия специального чипа, который пропускает через себя видеопоток с видеокарты и «подгоняет» под него частоту обновления монитора. Очевидно, что второй подход дороже, причем временами значительно: переплата за чип от Nvidia доходит до 10-20 тысяч рублей.

Что же лучше? Еще год назад я бы сказал, что этот вопрос не корректен: видеокарты от AMD умеют работать только с FreeSync, а видеокарты от Nvidia умели тогда работать только с G-Sync. Однако с учетом того, что видеокарты GTX 1000 и RTX 2000 используют видеоинтерфейс DisplayPort 1.2, дабы соответствовать требованиям VESA компании Nvidia пришлось некоторое время назад добавить в вышеуказанные видеокарты поддержку FreeSync под видом G-Sync Compatible.

Выходит, что переплачивать за G-Sync теперь нет смысла? Опять же не совсем так. В теории, FreeSync может работать на частотах обновления монитора от 9 до 240 Гц, чего более чем достаточно для подавляющего большинства мониторов и игр. Но что мы видим на практике? Многие даже достаточно дорогие мониторы с ценником выше 1000 долларов поддерживают адаптивную герцовку лишь в узком диапазоне 48-90 Гц (весь список мониторов есть тут). И это при том, что сами они могут быть и 144 Гц! То есть получается, что или вы теряете преимущества быстрой матрицы и играете с ~60 fps, или же вы забываете про FreeSync и играете со 100+ fps, но терпите разрывы изображения.

144 Гц, IPS, разрешение 2К — и поддержка FreeSync мелким текстом внизу: от 35 до 90 Гц. Смысл в ней в таком диапазоне не совсем понятен.

Разумеется, есть и такие мониторы, которые поддерживают FreeSync в диапазоне от 48 до 240 Гц, но их очень немного. При этом у мониторов с G-Sync такой проблемы нет: все они гарантированно поддерживают адаптивную герцовку в диапазонах от 30 Гц до родной частоты обновления матрицы. Согласитесь, это куда приятнее и охватывает весь диапазон «играбельного» fps.

В итоге ситуация получается следующей: для пользователей видеокарт от AMD выбора нет, не хотите видеть разрывы — берите монитор с FreeSync, хотите при этом высокую герцовку — придется поискать подходящее решение, которое зачастую может быть дороже видеокарты. Для пользователей видеокарт от Nvidia ситуация интереснее: если хотите плавную картинку без разрывов при любом нормальном fps — имеет смысл переплатить за монитор с G-Sync. Но если есть желание сэкономить — можете окунуться в мир FreeSync мониторов, которых на данный момент около 1000 штук. Драйвером поддерживаются они все, так что выбор по герцовке остается только за вами.

Источник: nig.mirtesen.ru

уникальные шаблоны и модули для dle