Rată de reîmprospătare
Rata de reîmprospătare (numită și rată de reîmprospătare verticală, rată de scanare verticală sau frecvență verticală, terminologie provenită din tuburile catodice – CRT) reprezintă numărul de ori pe secundă în care un dispozitiv de afișare bazat pe raster afișează o imagine nouă. Conceptul este independent de rata de cadre, care descrie câte imagini sunt stocate sau generate în fiecare secundă de către dispozitivul care alimentează afișajul.
Pe ecranele CRT, ratele de reîmprospătare mai mari reduc pâlpâirea și oboseala ochilor. În alte tehnologii, precum afișajele cu cristale lichide, rata de reîmprospătare limitează frecvența cu care imaginea poate fi actualizată, fără a introduce în mod intrinsec pâlpâire.[1]
Afișajele non‑raster pot să nu aibă o rată de reîmprospătare caracteristică. De exemplu, afișajele vectoriale trasează doar liniile care alcătuiesc imaginea, astfel că viteza de reîmprospătare variază în funcție de dimensiunea și complexitatea datelor de imagine.[2] În programe de calculator sau în telemetrie, termenul poate desemna frecvența cu care un set de date este actualizat cu o nouă valoare externă (de exemplu, într-o foaie de calcul partajată sau într-un flux hardware).
Factori fizici
[modificare | modificare sursă]Deși toate dispozitivele de afișare raster au o rată de reîmprospătare caracteristică, implementarea fizică diferă între tehnologii.
Tuburi cu raze catodice
[modificare | modificare sursă]
Ecranele CRT cu scanare raster trebuie să reîmprospăteze ecranul deoarece fosforul se estompează, iar imaginea dispare rapid dacă nu este reîmprospătată regulat. Într‑un CRT, rata de scanare verticală este numărul de ori pe secundă în care fasciculul de electroni revine în colțul din stânga sus al ecranului pentru a începe desenarea unui nou cadru; aceasta este controlată de semnalul de blocare verticală generat de controlerul video și este parțial limitată de rata maximă de scanare orizontală a monitorului.
Rata de reîmprospătare poate fi estimată din rata de scanare orizontală, împărțind frecvența de scanare la numărul de linii orizontale și adăugând timpul necesar revenirii fasciculului în partea superioară. Prin convenție, se utilizează un multiplicator de aproximativ 1,05.[3] De exemplu, un monitor cu o frecvență de scanare orizontală de 96 kHz la o rezoluție de 1280 × 1024 are o rată de reîmprospătare de aproximativ 96.000 / (1024 × 1,05) ≈ 89 Hz (rotunjit).
Ratele de reîmprospătare ale CRT‑urilor au fost un factor important în programarea jocurilor video. În primele sisteme de jocuri, singurul timp disponibil pentru calcule era în intervalul de blocare verticală, când fasciculul se întoarce în colțul din stânga sus al ecranului și nu este desenată nicio imagine. Chiar și în jocurile moderne este important să se evite modificarea bufferului video în afara perioadei de retragere verticală, pentru a preveni pâlpâirea graficii sau ruperea imaginii.[4]
Ecrane cu cristale lichide
[modificare | modificare sursă]Spre deosebire de CRT‑uri, unde imaginea se estompează fără reîmprospătare, pixelii ecranelor cu cristale lichide își păstrează starea cât timp primesc alimentare, astfel că nu apare pâlpâire intrinsecă indiferent de rata de reîmprospătare. Totuși, rata de reîmprospătare determină cea mai mare rată de cadre care poate fi afișată, iar intervalul de golire verticală rămâne o perioadă în care ecranul nu este actualizat, permițând rescrierea datelor din bufferul de cadre. Opțiunile VSync pot elimina ruperea ecranului prin randarea întregii imagini simultan.
Monitoare de calculator
[modificare | modificare sursă]Pe monitoarele CRT mai mici (până la aproximativ 15 inches (38 cm)), puțini oameni observă disconfort între 60 și 72 Hz. Pe monitoarele CRT mai mari (17 inches (43 cm) sau mai mari), majoritatea persoanelor resimt disconfort dacă rata de reîmprospătare este sub 72 Hz, în timp ce 100 Hz este de regulă confortabil la aproape orice dimensiune. Aceste observații nu se aplică monitoarelor LCD, unde cel mai apropiat echivalent al ratei de reîmprospătare este rata cadrelor, adesea blocată la 60 fps. Pâlpâirea asemănătoare CRT‑ului poate apărea doar la iluminarea de fundal, care funcționează de obicei la circa 200 Hz.
Diverse sisteme de operare setează implicit rate diferite de reîmprospătare. Windows 95 și Windows 98 setează rata la cea mai mare valoare acceptată de ecran, în timp ce sistemele bazate pe Windows NT (de exemplu, Windows 2000, Windows XP, Windows Vista și Windows 7) folosesc implicit o valoare conservatoare, de obicei 60 Hz. Multe aplicații pe ecran complet permit reconfigurarea ratei înainte de a intra în modul ecran complet sau ulterior, din opțiunile disponibile.[5]
Monitoarele vechi se pot deteriora dacă utilizatorul setează placa video la o rată de reîmprospătare mai mare decât cea acceptată de monitor. Unele modele afișează o notificare care indică faptul că semnalul video utilizează o rată neacceptată.
Rată de reîmprospătare dinamică
[modificare | modificare sursă]Unele LCD‑uri adaptează rata de reîmprospătare la rata de cadre curentă oferită de placa grafică. Două tehnologii care permit acest lucru sunt FreeSync și G‑Sync.[6][7]
Afișaje stereo
[modificare | modificare sursă]Când se utilizează ochelari cu obturator LCD pentru afișaje stereo 3D, rata efectivă de reîmprospătare este înjumătățită, deoarece fiecare ochi necesită o imagine separată. Din acest motiv, se recomandă, de obicei, utilizarea unui afișaj capabil de cel puțin 120 Hz, care devine 60 Hz per ochi. Ratele mai mari duc la o stabilitate mai bună a imaginii (de exemplu, 72 Hz non‑stereo corespunde la 144 Hz stereo, iar 90 Hz non‑stereo la 180 Hz stereo).[8]
Televiziuni
[modificare | modificare sursă]Dezvoltarea televizoarelor în anii 1930 a fost determinată de limitări tehnice. Frecvența liniei de alimentare de curent alternativ a fost adoptată pentru rata de reîmprospătare verticală din două motive: pentru a face interferențele statice pe ecran și pentru a evita efectele stroboscopice la iluminarea din studiouri. Astfel, s-au utilizat 60 Hz în America și 50 Hz în Europa, rate care au stat la baza echipamentelor folosite și astăzi (Sistemul M la 60 Hz, de regulă cu NTSC, respectiv Sistemul B/G la 50 Hz, de regulă cu PAL sau SECAM).
Această alegere a oferit televizoarelor europene o rezoluție mai mare în schimbul unor rate de cadre mai mici (de exemplu, Sistemul M: 704 × 480 la 30i; Sistemul B/G: 704 × 576 la 25i). Rata de 50 Hz introduce mai multă pâlpâire, motiv pentru care televizoarele digitale care dublează rata la 100 Hz au devenit populare.
O diferență suplimentară între standardele de 50 Hz și 60 Hz privește modul de prezentare a surselor pe film. Filmul de 35 mm este filmat la 24 cadre pe secundă. Pentru PAL la 50 Hz, transferul se face prin accelerarea filmului cu 4%, rezultând o imagine uniformă, cu o mică modificare a tonalității sunetului. Seturile NTSC pot afișa atât 24 fps, cât și 25 fps fără schimbare de viteză, folosind tehnica „pulldown 3:2”, cu prețul unei redări ușor neuniforme.[9]
Similar monitoarelor de calculator și DVD‑urilor, televiziunea analogică utilizează interlacingul, care reduce pâlpâirea aparentă prin afișarea mai întâi a liniilor impare și apoi a celor pare (câmpuri). Aceasta dublează rata de reîmprospătare comparativ cu o imagine cu scanare progresivă la aceeași rată de cadre și funcționează bine pentru camerele video, unde fiecare câmp provine dintr‑o expunere separată. Scenele rapide beneficiază de reîmprospătarea la 50/100 Hz, iar imaginile statice de rezoluție îmbunătățită. Televizoarele moderne pe tub catodic pot fi realizate fără pâlpâire folosind tehnologia de 100 Hz.
Multe televizoare LCD de înaltă calitate au o rată de reîmprospătare de 120 sau 240 Hz (în țările NTSC) ori 100 sau 200 Hz (în țările PAL/SECAM). Valoarea de 120 Hz a fost aleasă ca cel mai mic multiplu comun al 24 fps (cinema) și 30 fps (NTSC TV) și reduce distorsiunile la vizionarea filmelor prin eliminarea telecine (raport 3:2). Pentru PAL la 25 fps, 100 sau 200 Hz reprezintă un compromis util (multiplu comun al lui 600). Ratele mai mari sunt eficiente în special pentru ieșirea video 24p (de exemplu, discuri Blu‑ray) și pentru scene cu mișcare rapidă.[10]
Afișarea conținutului filmului pe un televizor
[modificare | modificare sursă]Întrucât filmele sunt realizate, de obicei, la 24 fps, iar televizoarele funcționează la rate diferite, este necesară o conversie. Există mai multe tehnici pentru a oferi spectatorului o experiență optimă; efectul final depinde de combinația dintre producția de conținut, dispozitivul de redare și procesarea din afișaj.
- ^ „How To Change the Screen Refresh Rate of Your Monitor in Windows XP”. Arhivat din original la . Accesat în .
- ^ „What is the Refresh Rate of Monitor”. Arhivat din original la . Accesat în .
- ^ „XFree86-Video-Timings-HOWTO”. TLDP.
- ^ „Articol fără titlu – vezi sursa”. ISSN 1059-1028.
- ^ Psychology Software Tools (ed.). „TIMING: How do I set a specific refresh rate for older Windows operating systems using E-Prime 1.x?”. Accesat în .
- ^ AMD (ed.). „AMD FreeSync Technology”. Accesat în .
- ^ NVIDIA (ed.). „NVIDIA G-SYNC Technology”. Accesat în .
- ^ NVIDIA (ed.). „NVIDIA 3D Vision 2 FAQ”. Accesat în .
- ^ „What is monitor refresh rate?”. Arhivat din original la . Accesat în .
- ^ „What is monitor refresh rate?”. Arhivat din original la . Accesat în .