Сколько кадров в секунду показывает телевизор

Обновлено: 07.05.2024

Так уж получилось, что по работе меня часто спрашивают, какая частота у той или иной модели телевизора и почему в разных источниках можно увидеть противоречащие друг другу ответы на этот вопрос. Вот и появилась идея свести все, что известно на эту тему в один подробный пост. Сделать это будет удобно на примере продукции LG, так как они дают наиболее подробную официальную инфу на эту тему.

Я говорю про частоту кадров (FPS), но периодически подмешиваю сюда же понятие частоты вертикальной развертки (в Гц). Для удобства предположим (поскольку мы говорим о современных ЖК-панелях с построчной разверткой), что это одно и то же, кроме случаев когда это специально оговаривается. Главное не путать с частотой мерцания подсветки экрана, хоть она тут и будет замешана в определенный момент.

Частота кадров современного телевизора зависит от нескольких независимых факторов: (1) кадровая частота контента, (2) технологии увеличения кадровой частоты, (3) частота обновления матрицы.

1. Кадровая частота контента колеблется в широких пределах. ТВ-вещание использует частоту в 25/50 либо 30/60 кадров, кино - 24, 30 либо 60 кадров.
Исторически сложилось, что стандарт 25кадров (50 полей/с) используется в PAL/SECAM (Европа/СССР), а 30кадров (60 полей/с) в NTSC (США/Япония) (что совпадает с частотой переменного тока в электросети этих стран). Так как основные киностандарты создаются в америке, то вместо изначальных 24 кадров, закрепился вариант 30/60 кадров. Преобразование из 24 в 25, либо 30 кадров называется интерлейсинг (либо преобразование 3:2). Цифровые технологии во многом позволяют обойти старые ограничения, определявшие указанные стандарты, это приводит к переходу от 25 и 30 к 50 и 60 кадрам в кино и телевидении на уровне записи (т. е. честные построчные 50/60, вместо старых чересстрочных). Но существуют и психологические ограничения восприятия фильмов воспроизводимых с частотой в 60, либо 120Гц (HFR).

Обратите внимание, что частоты 50-100-200Гц, на самом деле полностью соответствуют 60-120-240Гц, просто производители указывают варианты исходя из региона реализации (сравните вот и вот), как раз по причине исторически сложившейся разницы в телевизионных стандартах.

Что касается онлайн-контента интернет площадок, то здесь частота определяется пропускной способностью всех компонентов сети (сервер-провайдер-роутер-сетевая карта) и используемыми кодеками - это H.264, VP9 и H.265 (HEVC) для FHD и 2k видео, а также HEVC для 4к контента. Максимальный поддерживаемый в серийных телевизорах это HEVC 4к/120p 10bit. При передаче видеосигнала с внешних устройств, играет роль также стандарт подключения HDMI: начиная с версии 2.0 поддерживает Full HD 3D при 120 Гц и разрешение 4K при 60 Гц, и только 2.1 дает возможность пропускать сигнал 4к 120 кадров. (Немножко про сжатие цвета)

3. Последний пункт - самый, как оказалось, сложный - это выяснить какова же собственная частота панели (матрицы) , установленной в конкретном телевизоре. Можно было бы изучить для этого datasheet самих панелей. Но LG, Samsung, и остальные официально не предоставляют информацию о производителе и модели используемой матрицы. Нужно либо внимательно изучать код продукта (или вот еще), либо копаться в недрах сервисного меню.

Обратите внимание, что сам этот сайтец предлагает выборки с вариантами 60, 120, 240, 120 (из 60), 240 (из 60) и 120+120Гц (панель+подсветка).

Но если есть шанс получить либо честные 120 (или 240Гц), либо "суррогат" в виде интерполированных (120, 240 из 60Гц), или даже вовсе "мерцающих" (частота мерцания подсветки 240Гц), то как же это проверить? Логичный вариант - вывести на экран контент, имеющий (мы в этом уверены) кадровую частоту, соответственно в 120 или 240Гц. И тут пора вспомнить, с чего мы начинали в изучении этого вопроса. Вот смотрите, у нас телевизор LG с частотой 100/120Гц и TM200. Мы хотим вывести на него HFR контент в 4к - находим в тех. характеристиках вкладку "видео" и смотрим строчку 4K HFR (Антенна/HDMI/CP/USB) . Указанна поддержка 4к 120p видеосигнала только с USB-накопителя , и еще раз, чуть ниже - HEVC (Видео декодер) 4K@120P, 10bit . И это максимум для процессора данного телевизора. Подать же внешний сигнал (с ПК например), нам не позволит HDMI 2.0.
Такой вот небольшой замкнутый круг. Производитель говорит, что телевизор 200/240Гц, но вывести контент в 200/240Гц мы на него не можем, поэтому никакой разницы между "настоящими" и "интерполированными" герцами для нас просто не существует.

Конечно, можно "разогнаться", перейдя в режим 1080р, но вроде как для этого уже есть игровые мониторы, да и с физической точки зрения я не уверен, что поддержка определенной частоты в FHD, гарантирует поддержку той же частоты при вчетверо большей картинке.

Та же проблема, как ни странно, ожидает нас с 100/120Гц моделями - менее мощный процессор декодирует только 4к/60р и опять ограничения HDMI 2.0. Естественно, существуют и топовые модели, имеющие поддержку HDMI 2.1, но в возможностях их матриц особо сомневаться как раз и не приходится (обратите внимание на поддержку nVidia G-sync).

Под конец пару слов о вот таких маркетинговых чудесах. Не спрашивайте меня, откуда там 1000Гц при поддержке как видеосигнала, так и кодека HEVC до 4к 60Гц (хотя скорее дело опять в подсветке). Я упоминаю об этом в связи с еще одним физическим ограничением, обуславливающим кадровую частоту. Это время переключения (отклика) пикселей в современных IPS и *VA панелях, которое составляет минимум 4 мс GtG (почитайте описание хар-ки). Что, соответственно, дает нам возможность обновить состояние пикселя не более 250 раз в секунду (в реальности, конечно, частота будет еще ниже). Потому в созданные исключительно для гейминга мониторы ставят гораздо более быстрые TN матрицы в разных вариантах. Что касается телевизоров, то тут возможность выхода к новым высотам в плане кадровой частоты дает использование OLED-панелей (вот например прирост времени отклика экрана ноутбука OLED против IPS). Все последние модели OLED телевизоров имеют родную частоту 120Гц.

хотел вставить ссылку на выборку OLED из е-каталога, но у них там местами ошибки, а местами просто устаревшие модели приведены

Что в сухом остатке: во-первых, правильно говорить о частотах 50/60, 100/120 и 200/240Гц (FPS, к/с) ; во-вторых, разницы между "честными" и интерполированными герцами мы обнаружить чаще всего не можем; в-третьих, частоты выше 240Гц в 4К это просто фантазии маркетологов (иначе с чего бы nVidia и ASUS так хвалились) ; и в-четвертых, нефиг вообще заморачиваться насчет этих герц))) - тема 3D ушла, консоли и видеокарты, которые смогут показывать больше 4К 60FPS в играх еще только в проекте, а тв/кино контента и вовсе кот наплакал.

Спасибо за внимание, уточнения и дополнения приветствуются!

Таким образом, видео 1920×1080 на Blu-ray с прогрессивной разверткой может иметь только кадровые частоты 23,976 и 24, поэтому под режимом 24p в общем случае понимается поддержка как 23,976, так и 24 Гц. Несколько слов об истории появления такого странного числа, как 23,976. Дело в том, что материал с кинематографической частотой 24 кадра/с не подходит для телевизионной трансляции аналогового вещания, поэтому большинство выпускаемых HD-фильмов/передач конвертируется в 23,976р для совместимости с NTSC-оборудованием с целью возможности трансляции на частоте 59,94 Гц. Таким образом, основной объем материала Full HD, выпускаемого иностранными кинокомпаниями (отечественные традиционно идут своим путём, допуская в своих изданиях 24p и 25p), имеет формат 1920×1080@23,976p.

Что касается телевизоров, то для отображения материала 24р большинство современных моделей Full HD имеют соответствующий режим, в котором входной сигнал 1080р@24 Гц выводится на кратной частоте обновления экрана 48/72/96/120 Гц методом простого повторения кадров (2:2/3:3/4:4/5:5 Pulldown), что позволяет обходиться без внутреннего преобразования кадров. Например, при отображении на частоте 60 Гц в ТВ без поддержки режима 24p используется описанный выше 3:2 Pulldown, который привносит дополнительное дрожание кадров.

Чтобы лучше представить разницу между режимами, достаточно посмотреть замедленную высокоскоростную съемку (здесь и далее используется Canon PowerShot SX240 в режиме 240 кадров).

Медиаплееры, получающие в последние годы всё большее распространение, позиционируются как всеядное средство воспроизведения материала, в том числе Full HD и 3D. Соответственно, они по определению должны поддерживать перечисленные выше режимы. Продемонстрируем типичные настройки видеорежимов на примере нескольких моделей. Список разрешений/частот кадров обычно стандартен, поэтому приведём типовой вариант для одного устройства.

Apacer AL460 (Realtek RTD1073), FW v. 3.3.0209

Digma HDMP-550 (Realtek RTD1185), FW v. 1.7.0.29

iconBIT XDS1003D (Realtek RTD1186), FW v10.1.1 r9788 (частота процессора 750 МГц, выпущен в начале 2012 года)

AVerLife ExtremeVision (Sigma Designs SMP8655), FW v. 01.15.40

Dune HD TV-101 (Sigma Designs SMP8671), FW 121018_0846

KWorld M120 (Boxchip F10)

Как ни странно, в медиаплеере могут отсутствовать все необходимые частотные режимы (во всяком случае, в меню настроек). Теоретически это может обернуться тем, что в случае несовпадения выходной частоты плеера с кадровой частотой фильма возникнет рассинхронизация с видеопотоком, и как только она превысит длительность одного кадра вертикальной частоты развертки, произойдёт либо дублирование кадра, либо его пропуск для синхронизации в зависимости от значений текущих частот плеера и видео. Проиллюстрируем это на примере вывода видео 23,976 кадра/с на несоответствующей частоте 24,00 Гц.

При тестировании использовались указанные выше проигрыватели и несколько телевизоров. В качестве основного ТВ для тестов был выбран LG LD550, имеющий режим 24p RealCinema. Для выяснения некоторых тонкостей отображения также пригодились Philips PFL5405 и Samsung LE40B530P7W. Проверка 3D-режима производилась на Panasonic ST50.

Отсутствие результатов KWorld M120 в дальнейшем объясняется тем, что эта модель, как выяснилось, физически неспособна к корректному выводу 23,976 кадра/с.

1.1. Режим 24p. Воспроизведение файла с кадровой частотой 23,976 кадра/с (MotionBars_1080p23.976.m2ts) прошло без артефактов на Dune HD TV-101, AVerLife ExtremeVision и Digma HDMP-550, но на iconBIT XDS1003D и Apacer AL460 возникают подёргивания картинки с интервалом 41,6 с (субъективно воспринимается как кратковременное замирание).

1.2. Режим 24p. Воспроизведение файла с кадровой частотой 24 кадра/с (MotionBars_1080p24.000.m2ts) прошло без артефактов на Dune HD TV-101, AVerLife ExtremeVision, iconBIT XDS1003D и Apacer AL460, но у Digma HDMP-550 возникают подёргивания картинки с интервалом 41,6 с (субъективно воспринимается как небольшой скачок).

1.3. Режим 3D. Воспроизведение файла с кадровой частотой 23,976 кадра/с (MotionBarsSBS_1080p23.976.m2ts) на iconBIT XDS1003D в режиме 3D SideBySide — возникают подёргивания картинки с интервалом 41,6 с.

2. Режим 60p. Воспроизведение файлов 23,976 и 24,00 кадра/с прошло без явных артефактов на всех плеерах, но с оговоркой — при отображении на Philips PFL5405, на LG LD550 же заметна незначительная периодическая сбивчивость движения. Как выяснится ниже, у iconBIT XDS1003D и Apacer AL460 на файле 23,976 кадра/с каждые 8,3 с происходит сбой вывода кадров, а у Digma HDMP-550 то же самое наблюдается на файле 24 кадра/с, только в зависимости от ТВ на одних моделях сбой в чередовании паттернов 3-2 никак не проявляется и лишний кадр-дубль (у Digma пропуск кадра) длительностью 1/60 с действительно незаметен, тогда как на некоторых других моделях ТВ это всё же приводит к незначительному подёргиванию.

3. Режим 60р. Дополнительно было проверено воспроизведение файлов с частотой 59,94 кадров/с (MotionBars_1080p59.940.m2ts) и 60 кадров/с (MotionBars_1080p60.000.m2ts). Мелкие запинания на 59,94 кадров/с имеются у iconBIT XDS1003D и Apacer AL460, на 60 кадров/с у Digma HDMP-550. Периодичность 16,6 с.

4. Режим 50p. Файл 50 кадров/с (MotionBars_720p50.000.m2ts) воспроизводится без артефактов на всех плеерах.

Помимо синтетического теста на XDS1003D и Apacer AL460, дополнительно был проигран файл The Hong Kong Connection, состоящий из панорамных съемок, и вот что из этого получилось.

Особенность, подтверждающая неслучайный характер артефактов, состоит в том, что подёргивания случаются в одних и тех же местах конкретно взятого файла после запуска воспроизведения (без пауз) с начала при заданном видеорежиме.

Как смотрится видео в тот момент, когда во время плавного движения возникает повтор одного кадра, каждый может оценить самостоятельно, скачав ролик с искусственными кадрами-дублями.

В то же время по плеерам на базе Realtek RTD1055/1185 информация об артефактах практически отсутствует, что связано с крайне ограниченным распространением материала, имеющего 24 кадра/с. Не миновала чаша сия и плееры на чипе Sigma. Например, iconBIT HD400L (Sigma Designs SMP8634) имеет исправление былой проблемы автоопределения режима 23,976 Гц в прошивках 2.26 и 2.29, а вот ещё один найденный пример недоработки прошивки у другого производителя, приводящей в свое время к аналогичным результатам.

По снятым с производства чипам известны лишь единичные исправления в плеерах DViCO TVIX HD M-6600 series (RTD1283) и TVIX HD N1 (RTD1073) в FW 2.0.5.

Что мешало изначально реализовать полноценную поддержку всех необходимых режимов в плеерах на чипе Realtek, неизвестно, но в наше время, когда многие устройства, выходящие на рынок, построены на одних и тех же программно-аппаратных платформах с изменениями (зачастую минимальными) в графических интерфейсах, не просматривается причин, препятствующих поддержке дробных частот, если они не кроются в аппаратной части.

В качестве наиболее показательного примера исправления не только этого, но и других недостатков, силами самих пользователей можно привести пользовательские прошивки Bast Castle от участника нашего форума под ником Секаторушка, в которых реализована поддержка и автоопределение режима 23,976/24 Гц для всех чипов Realtek (!). В частности, в них полностью устранена проблема на плеерах с RTD1186 независимо от ревизии аппаратной платформы для 2D-режима, в чём мы смогли убедиться, установив прошивку на плеер iconBIT XDS1003D из первых партий.

Подведём итоги

0. Особенности человеческого восприятия движущегося изображения и вовлечённость в происходящее на экране в случае обычного пользователя, далёкого от мира видео и компьютерных технологий, во многих случаях компенсируют описанный выше негативный эффект вплоть до полной субъективной незаметности. Таким счастливчикам наш материал строго противопоказан, дабы не пополнять ими список умноживших печали от случайного умножения знаний. Если же говорить серьёзно, читателям, которых полностью устраивает качество работы имеющихся у них устройств, не стоит бросаться выискивать артефакты. Тем же, кто только задумывается о приобретении медиаплеера, эта статья может послужить информацией для размышления.

3. При покупке бюджетных плееров на малораспространённых чипах типа Boxchip F10 вероятность столкнуться с некорректным воспроизведением видео с кадровой частотой 23,976 без какой-либо возможности исправления очень высока. Аналогичная ситуация наблюдается со многими медиацентрами на основе операционной системы Android, с набором достаточной для исследования базы мы постараемся рассмотреть этот вопрос более детально.

4. Корректность воспроизведения видео с кадровой частотой 23,976 зависит не только от проигрывателя, но и в некоторых случаях от модели телевизора/проектора и их настроек. Более того, своё влияние может оказывать и ресивер (!). Так, проблемы со встроенным коммутатором в новых ресиверах от Onkyo (NR818) были обнаружены еще в прошлом году. При подаче на вход материала 23,97 кадра/с на выходах обеспечивались исключительно 24,00 кадра/с вплоть до 28 февраля 2013 когда, когда было выпущено соответствующее исправление. Не исключено, что подобный эффект может встретиться у ресиверов других серий/производителей, поэтому для исключения влияния промежуточных устройств рекомендуется подключать проигрыватель непосредственно к ТВ или проектору.

5. Большинство компьютерных мониторов в принципе не имеет поддержки 23,976 кадров/с на входе, поэтому тестирование корректности вывода такого материала на них не представляется возможным.

Автор выражает искреннюю благодарность
участнику форума под ником NanoElement и
всем остальным, помогавшим в подготовке этого материала

В закладки

Производители электроники ежегодно добавляют всевозможные фишки и опции, чтобы продать нам новый гаджет взамен старого, который вполне нормально работает. Мы видим это на примере наших любимых iPhone, iPad и Mac. Менять устройства каждый год нет особого смысла, иногда даже переход через 2-3 поколения не даёт серьёзных преимуществ в повседневном использовании.

Нечто подобное происходит и на рынке телевизоров. В арсенале каждой компании есть с десяток полезных и не очень фишек, которые во всю продвигают маркетологи и навязывают консультанты в магазинах.

Есть одна наиболее важная и полезная опция, наличие которой нужно проверять при покупке телевизора в 2021 году – AFR. Эта фишка гарантирует комфортное воспроизведение видео с любого источника с любыми параметрами картинки.

Включить AFR можно как в самом телевизоре, так и добавить поддержку при помощи подходящей ТВ-приставки. Сейчас расскажем, что это за опция и как проверить её работу.

Зачем нужен AFR

AFR (Auto Frame Rate) – это способность телевизора или приставки автоматически менять частоту выходного сигнала под частоту воспроизводимого контента.

На сегодняшний день существует общепринятый мировой стандарт частоты кадров для киносъёмки – 24 кадра в секунду. Кроме этого есть множество других распространённых стандартов:

► 25 кадров в секунду – частота кадров во время съёмки видео для перевода в европейский стандарт разложения 625/50.

► 26 кадров в секунду – частота съёмки для панорамной системы Синерама (Cinerama).

► 29,97002616 кадров в секунду – используемая в телевизионном стандарте NTSC, частота кадров. Стандарт распространён в странах Северной Америки и части стран Азии.

► 30 кадров в секунду – частота кадров, которая применялась в ранних версиях широкоформатного кинематографа и IMax.

► 48 кадров в секунду – частота кадров, которая используется в современных системах IMAX HD и Maxivision 48.

► 50 кадров в секунду – частота кадров в европейском стандарте телевидения высокой чёткости.

► 59,94 кадров в секунду — точная полукадровая частота телевидения высокой чёткости для стандарта NTSC.

► 60 кадров в секунду – частота киносъёмки для американского стандарта телевидения высокой чёткости.

Добавьте к этому консоли, смартфоны, видео- и экшн-камеры и записанный на компьютере стриминговый контент, который тоже может иметь свою частоту кадров и не совпадать с телевизионной.

Как видите, во всем мире существует множество разных стандартов для производства видеоконтента, каждый из которых имеет свою частоту кадров. При этом количество фреймов из одного стандарта сложно привести к другому стандарту без видимых потерь, артефактов или побочных эффектов.

Что такое judder эффект и как его увидеть

Одной из неприятных особенностей данной ситуации является так называемый judder-эффект. Если картинка в видео выше понравилась, и вы не заметили ничего необычного, то быстрее закройте данную статью и забудьте про Auto Frame Rate навсегда.

Если же за тестовые 20 секунд глаза сильно напряглись и начали уставать – продолжаем изучать тему.

С judder-эффектом сталкивается любой покупатель нового телевизора или Smart-TV бокса. В рекламном ролике или магазине на тестовых стендах транслируются специальные ролики, который сняты с поддерживаемой для каждой модели частотой кадров и разрешением. Все выглядит максимально плавно, эффектно и реалистично.

Но когда счастливый обладатель нового “телека” приносит его домой и начинает воспроизводить свой контент, его ждёт небольшое разочарование.

У поставщика кабельного телевидения или T2 используется одна частота кадров, вещающие в цифровом формате IPTV-каналы имеют другую частоту, контент в стриминговых видеосервисах настроен на третью частоту. Загруженные вами видео могут как совпадать по частоте с любым из перечисленных вариантов, так и иметь свой уникальный показатель.

Если количество кадров в секунду у контента совпадёт с настройками ТВ (или будет кратно параметрам), пользователь увидит чёткую картинку без рывков и размытия. В противном случае будет наблюдаться тот самый judder-эффект.

Большинство современных телевизоров поддерживают работу на частоте 60 Гц или 120 Гц. При этом они без проблем справляются с контентом, который снят с частотой 30 или 60 кадров в секунду. Всё это кратные значения и, например, панель с частотой 120 Гц при воспроизведение ролика с частотой 30 кадров в секунду будет отображать каждый кадр по четыре раза.

Так же гладко пройдёт воспроизведение 24-кадрового ролика на экране с частотой 120 Гц (по пять повторений каждого кадра). А вот на экране с максимальной частотой 60 Гц 24-кадровое видео уже будет выглядеть неидеально.

Вот так это выглядит на графике:

Трансляция 24-кадрового контента на частоте 60 Гц

Получается так называемый эффект “телесин” в соотношении два к трём. Один кадр видео телевизор будет отображать 2/60 доли секунды, а следующий кадр видео будет длиться 3/60 доли секунды и так далее. Глаз человека очень чётко заметит такой эффект дрожания или подтормаживания картинки. Не будет общего ощущения плавности, любой голливудский шедевр превратится в любительское видео с дешёвой камеры.

Всевозможные системы сглаживания (или так называемые “уплавнялки”) сейчас есть в арсенале любого крупного производителя телевизоров и матриц. Умные системы способны добавлять недостающие кадры и делать частоту фреймов кратной частоте выводимого сигнала. Так в нужных местах появится лишний кадр, и указанного выше эффекта наблюдаться не будет.

Наглядное сравнение картинки можете увидеть на тестовом видео ниже. Все кадры в правом ролике воспроизводятся с одинаковой частотой, а слева каждый второй кадр длится заметно дольше. Некоторые увидят разницу только при замедлении видео, а некоторые смогут разглядеть эффект и в динамике.

К сожалению, работает данная фишка не всегда правильно. При просмотре динамических роликов или спортивных трансляций judder-эффект максимально заметен. Так футбольный мяч после удара превращается в комету или дыню, либо автомобиль во время ускорения резко меняет свою форму и становится смазанным. В эти моменты встроенная в телевизор система помогает добавить недостающие кадры и сделать картинку более чёткой.

Эта же система способна испортить просмотр динамических сцен в кино. Когда, по задумке режиссёра, кадр должен иметь эффект размытия или быть смазан, телевизор делает его слишком резким и появляется эффект съёмки на любительскую камеру.

Чтобы полностью избавиться от judder-эффекта, частота выходного сигнала должна быть равна или кратна показателю fps воспроизводимого видео. Только такой способ трансляции позволить избежать видимых искажений и смотреть контент в таком виде, как задумали его создатели.

Что даёт Auto Frame Rate

Параметры Auto Frame Rate с поддержкой смены частоты и разрешения экрана

Именно для этого и нужна фишка под названием “Auto Frame Rate“. Наличие данной опции в телевизоре или приставке будет лучше сотни искусственных “уплавнялок” и “сглаживалок” картинки.

В идеале система должна подстраивать не только частоту кадров, но и разрешение. Так получится смотреть контент без каких-либо искажений. Телевизор при этом не будет делать апскейл картинки, самостоятельно дорисовывая несуществующие пиксели.

Разделяют два вида Auto Frame Rate: системный и программный. В первом случае фишка включается на уровне всей используемой системы (телевизионной ОС или операционки ТВ-бокса), а во втором – только в конкретном приложении-плеере.

Настройка Auto Frame Rate на уровне операционной системы Android TV

Первый случай более удобный, не требует дополнительных настроек и срабатывает сразу же после активации. Просто находим тумблер “Auto Frame Rate” в параметрах своей панели или в настройках Android TV и активируем его. Фишка появилась в Android TV начиная с шестой версии и есть в параметрах многих фирменных ТВ-оболочек.

После активации система будет пытаться распознать количество кадров в любом просматриваемом контенте и автоматически подстраивать частоту экрана под видео. С одной стороны это удобно, но с другой – любая смена видеорежима приводит к пропаданию картинки на 1-3 секунды.

Если просто включить фильм и смотреть его за один раз без перерывов, потерпеть пару секунд на смену режима можно. Другое дело, когда вы будете смотреть телевизионные каналы, IPTV, YouTube или просто трейлеры фильмов в каталоге стримингового сервиса. При переключении на новый канал или при начале воспроизведения любого ролика картинка на экране будет пропадать на несколько секунд. Подобный эффект возможен даже при перемотке видео.

Включение Auto Frame Rate в популярном плеере Vimu на Android TV

Программный способ требует настройки, но имеет неоспоримые преимущества. Можно включить Auto Frame Rate только в нужных приложениях. Есть возможность задать отсрочку его включения, например, установить 5-секундную задержку, которой хватит для пауз при переключении каналов или перемотке видео. Когда окончательно выберите контент для просмотра, приложение активирует Auto Frame Rate и сменит частоту экрана.

Многие сторонние приложения-плееры имеют умные алгоритмы активации AFR и не требуют от пользователя никаких ручных манипуляций. Утилиты вроде KODI, Smart Youtube, Perfect Player, Vimu, Amazon Video, TiviMate и другие уже имеют встроенный Auto Frame Rate.

Как проверить правильную работу Auto Frame Rate

Во-первых, фишку должен поддерживать телевизор или подключенный TV-бокс. В случае с приставкой телевизор должен уметь менять частоту вывода и разрешение по HDMI. Так умеет большинство современных ТВ-панелей, но проверить спецификацию все-таки стоит.

Во-вторых, телевизор должен поддерживать все распространённые частоты FPS. Чаще всего для комфортного воспроизведения фильмов требуется поддержка 24 кадров в секунду.

В-третьих, работе Auto Frame Rate не должны мешать встроенные системы повышения чёткости изображения.

Возможны ситуации, когда заявленная поддержка AFR со стороны производителя ТВ просто не работает из-за конфликта с другими фишками либо когда опция поддерживается на приставке, но неверно воспринимается телевизором и не даёт нужного эффекта.

Если все указанные выше условия соблюдены, можно проверить правильность работы AFR в вашем конкретном случае.

1. Настройте правильное разрешение. Перейдите в параметры телевизора или используемой приставки и установите правильное разрешение для используемой матрицы. Если телевизор поддерживает разрешение 4K – устанавливайте его, не нужно ставить 1080p по умолчанию на такой панели. И наоборот – не завышайте разрешение воспроизводящего устройства, если его не поддерживает матрица.

Не всегда AFR поддерживает смену разрешения и неверно установленный параметр не позволить получить максимальное качество картинки.

2. Верно выберите подходящую частоту. Здесь все зависит от наиболее предпочитаемого вида контента. Например, при регулярном просмотре IPTV следует установить частоту кадров на значение 50. В этом случае AFR не будет менять параметры экрана в большинстве сценариев использования.

Можете воспользоваться параметрами контента, которые указаны в первом разделе статьи или узнать рекомендуемую частоту кадров у поставщика своего контента.

3. Включите фишку Auto Frame Rate. Она может иметь различные названия в зависимости от используемой операционной системы или оболочки. Например, на многих распространённых моделях TV-боксов с Android TV фишка называется HDMI self-adaption и находится в разделе Playback Settings.

4. Установите подходящий режим работы фишки (если в настройках предусмотрена такая опция). Обычно производители предлагают два режима: частичный (part mode) с переключениям режима только при указанных частотах контента или полный (total mode) с переключением на любую частоту воспроизводимого контента.

5. Скачайте тестовый ролик на приставку. И включите его воспроизведение на устройстве.

Видео будет выглядеть как на примере выше.

6. Используйте любое стороннее приложение-камеру для iOS или цифровую камеру в ручном режиме.

7. Установите выдержку на отметку 1 секунда и сделайте фото телевизора.

Если Auto Frame Rate включён и работает правильно, увидите на снимке равномерно окрашенную серую доску. Это значит, что панель за секунду отображает кадры с подсветкой каждого из квадратов.

Если Auto Frame Rate не включился или конфликтует с какой-то другой фишкой телевизора, то вы увидите изображение-шахматку. Оно свидетельствует о том, что за секунду панель не успевает отобразить все нужные кадры. Так можно самостоятельно убедиться в работе фишки на ваших устройствах.

Теперь вы знаете, за какой фишкой гнаться при выборе современного телевизора в 2021 году.

В закладки

Всем привет :-)
У нас тут в офисе на обеде возник жесточайший спор по поводу сабжа: известно, что частота развертки большинства мониторов установлена в 60 Гц. Известно о существовании популярного в играх (и не только) параметра кадровая частота (FPS).
Суть вопроса в чем: требуется предоставить аргументы, доказывающие или опровергающие утверждение о том, что на этом самом "большинстве мониторов" невозможно увидеть/почувствовать разницу, если FPS больше частоты развертки.
В целях чистоты эксперимента, допустим, что железо у нас топовое и в исследумых играх без включенного vsync цифры fps всегда больше.

уточню вопрос: допустим, что частота обновления ЖК-монитора установлена в 60 Гц. Что происходит на самом деле, когда мы видим в игре, допустим, 100 fps (здесь можно подставить любое значение >60) ?

Простой 7 комментариев

Выкиньте ламповые мониторы, 2016 год почти на календаре

Она не установлена принудительно, она устанавливается пользователем, исходя из его представлений о прекрасном и возможностей видеоподсистемы. Для многих пар "видеокарта/монитор" я видел в перечне возможных кадровых частот и 50 Гц, и кое-где даже 43. А уж 75 любая поддерживает.

nehrung: во-первых, я обобощал. во-вторых, 60/75/реже120 - вроде как это основные частоты обновления на большинстве моников.

Частота обновления монитора — то, сколько разных кадров он способен отобразить за секунду. Частота кадров в играх — то, сколько кадров за секунду отправляет на монитор видеокарта. Должно быть очевидно, что, если монитор может обновлять изображение только 60 раз в секунду, то, хоть убейся, видимой разницы не будет. Она будет, только если подключить монитор с расширенной развёрткой (существуют игровые ЖК-мониторы на 120 Гц, например, или ЭЛТ, где этот параметр на низких разрешениях мог доходить до 250 Гц) или попробовать разогнать матрицу; сильного прироста это не даст, но риск её испортить — есть. Обычно матрицу разгоняют, чтобы довести её до частоты, кратной 23,976 (например, 71,928 Гц) чтобы можно было смотреть фильмы без подёргивания; критичного прироста плавности в играх этим не добиться, а если она таки позарез нужна, то следует просто купить монитор на 120+ Гц.

Чем может быть полезно повышение частоты кадров относительно частоты развёртки:
1) уменьшается погрешность задержки вывода кадров (чисто гомеопатически — гораздо сильнее влияет матрица монитора, тип его подключения, частота опроса порта, к которому подключены устройства ввода, буферизация в настройках видеокарты и т. д.), которая в особо динамичных играх может ощущаться в виде задержки реакции на нажатие кнопки;
2) в некоторых играх повышается точность/гранулярность обработки происходящих событий (например, физики передвижения, как в Half-Life) и искусственного интеллекта;
3) разогретая видеокарта создаст уют в холодный зимний вечер, а батарея ноутбука раньше напомнит вам о существовании реальной жизни.

Ну и стоит помнить, что счётчик кадров в секунду показывает текущее или среднее значение; в идеале железо должно обеспечивать эту частоту на уровне не ниже развёртки монитора во всех ситуациях — без просадок. Поэтому правильным решением будет снизить настройки графики в игре до того уровня, при котором fps никогда не опускается ниже 60, и затем ограничить значение сверху при помощи RivaTuner или чего-нибудь подобного, чтобы электричество и ресурс железа почём зря не жечь.

Разницу почувствовать можно.
По той простой причине, что частота обновления монитора постоянная, а FPS это усредненная величина.
100 FPS - это не значит что каждую сотую долю секунды генерируется новый кадр.
Это значит что один кадр может генерироваться пол секунды, а потом 99 кадров за следующую половину секунды.

Так что смысл в повышении FPS есть вне зависимости от частоты обновления монитора.

Вообще не очень шарю в этом деле, но как минимум есть мониторы с поддержкой 3D, который выдают 120 Гц и более (это к Вашему ответу на комментарий). А в качестве аргументов - человеческий мозг обрабатывает информацию от глаз в среднем за 13 мс (нагуглил в первой попавшейся статье), что дает нам примерно 77 кадров в секунду. Соотвественно, разницу между 60 и 77 FPS при мониторе с частотой 120 Гц человек должен заметить. Но по своему опыту скажу, что разницу между 40 и 60 FPS я уже не замечаю. Если картинка не тормозит, то для меня она одинаково хороша и в 40 FPS и в 1000. Хотя отдельные личности видят как перед глазами перерисовываются кадры, если FPS ниже 60.

В играх, емнип, средний человек перестает ощущать прирост FPS примерно с 50-60 кадров. Но большинство, а не все.

Для получения полноценного ответа от вас требуется уточнение вопроса. Как я понял, FPS привязано сюда исходя именно из частоты обновления буфера изображения применяемого софта (конкретно - игрушки, где это задано требуемым качеством картинки, или видеоплэера, в котором частота кадров задаётся проигрываемым видеороликом/фильмом: 24, 25, 30, 60 кадров/сек). Но тогда вы должны задать, имеется ввиду окно или полный экран. Дело в том, что в оконном режиме кадровая частота полностью определяется настройками видеодрайвера ОС. Если же игруха открывается в полноэкранном режиме, то зачастую драйвер ОС подменяется видеодрайвером, встроенным в неё, со своими отдельными настройками, определяемыми заказанным качеством картинки и производительностью железа (по крайней мере, так было в старинных, наподобие Варкрафта-2).
В 1 случае FPS системы никак не связан с FPS программы. Во 2 случае это наверняка будет одно и то же. Хотя могу и ошибаться.

Во-первых, важно понимать, как вы вообще можете видеть изображения.

Свет проходит через роговицу в передней части глаза, пока не попадает в хрусталик.
Затем хрусталик фокусирует свет на точку в задней части глаза в месте, которое называется сетчаткой.
Затем фоторецепторные клетки в задней части глаза превращают свет в электрические сигналы, а клетки, известные как палочки и колбочки, улавливают движение.
Зрительный нерв передает электрические сигналы в мозг, который затем преобразует их в изображения.

Реальность и экраны

Когда вы смотрите футбольный матч с трибун или наблюдаете за ребенком, который едет на велосипеде по тротуару, ваши глаза — и ваш мозг — обрабатывают визуальные данные как один непрерывный поток информации.

Но если вы смотрите фильм по телевизору, смотрите видео на YouTube на своем компьютере или даже играете в видеоигру, все немного по-другому.

Мы привыкли смотреть видео или шоу, которые воспроизводятся с частотой от 24 до 30 кадров в секунду. Фильмы, снятые на пленку, снимаются с частотой 24 кадра в секунду. Это означает, что каждую секунду перед вашими глазами мелькают 24 изображения.

Но не все, что вы видите, будет иметь такую же частоту кадров в секунду.

Если частота обновления вашего настольного монитора составляет 60 Гц, что является стандартным, это означает, что он обновляется 60 раз в секунду. Один кадр в секунду примерно соответствует 1 Гц.

Когда вы используете компьютерный монитор с частотой обновления 60 Гц, ваш мозг обрабатывает свет от монитора как один непрерывный поток, а не как серию постоянных мерцающих огней. Более высокая частота обычно означает меньшее мерцание.

В прошлом эксперты утверждали, что максимальная способность большинства людей обнаруживать мерцание находится в диапазоне от 50 до 90 Гц или что максимальное количество кадров в секунду, которое может видеть человек, не превышает 60.

Почему вам нужно знать о частоте мерцания? Она может отвлекать, если будете воспринимать частоту мерцания, а не единый непрерывный поток света и изображений.

Правда ли, что 24 кадров в секунду это предел

Практически 100 лет назад братья Люмьер придумали первый кинофильм. В это время подбирали количество кадров, необходимое на пленке. Число 16 выбрали, потому что так было бюджетно, удобнее для воспроизведения кадров. На самом деле человеческий глаз может увидеть в десятки раз больше последовательных кадров. От их числа и скорости воспроизведения зависит четкость картинки.

После развития кинофильма к немому кино добавился звук. Это означало то, что количество кадров в секунду необходимо увеличить. Это связано с тем, что малая длина пленки не могла позволить записать чистый звук.

В это время выбрали расход кадров в количестве 24, так как это позволяло сократить расход пленки, осуществлялся удобный расчет для планирования бюджета фильма.

Позже количество кадров пытались увеличить до 60, но это вызвало проблему, поэтому кинорежиссеры решили остановиться только на 24. При увеличении их числа возрастала стоимость на 1 кинофильм, пленку, монтаж. Поэтому 24 кадра являются стандартным для производства кинофильмов.

Миф о 25 кадрах появился после того, как данное число вошло в стандарт Европы для телевидения. На данный момент в США принято снимать фильмы, в которых частота кадров составляет 30.

Об исследованиях

Учеными проводилось множество исследований на тему распознания разного количества кадров, которое воспринимает человеческий мозг и органы зрения. Наиболее часто опыты ставили рекламщики, так как считали, что скрытый кадр приведет к подсознательному восприятию, что заставит человека покупать определенный продукт:

Американскими торговыми компаниями было разработано множество исследований на тему 25 кадра и внедрения информации в подсознательную область человеческого мозга. Но ни одно из исследований не подтвердило правдивости данной теории. Тем не менее, во многих странах была запрещена реклама на уровне подсознательной деятельности человека. В США применение такого метода может привести к потере лицензии для телевещания.

Как проводят исследования?

Эксперименты в области выявления возможностей органов зрения человека проводятся постоянно, и ученые не собираются останавливаться на достигнутом. Например, проводят такое тестирование: контрольная группа людей просматривает предложенные видеозаписи с различной частотой кадров. В определенные фрагменты в разных промежутках времени вставлены кадры с каким–либо дефектом. Они изображают какой-то лишний, не вписывающийся в общую канву предмет. Это может быть быстро движущийся летящий объект. Во всех группах более 50% испытуемых замечают летящий объект. Это обстоятельство не вызывало бы такого удивления, если бы не знать, что это видео демонстрировали с частотой 220 кадров в секунду. Конечно, рассмотреть подробно изображение никто не смог, но даже тот факт, что люди просто смогли заметить мелькание на экране при такой кадровой частоте, говорит сам за себя.

Что такое частота кадров?

В сущности, частота кадров – это количество изображений, которые видеокарта способна вывести в единицу времени. Как правило, она измеряется в кадрах в секунду и часто обозначается аббревиатурой FPS, расшифровка которой (frames-per-second) так и переводится.

Например, если игра выдает один кадр в секунду, то каждую секунду вы будете видеть всего одно изображение. Это больше похоже на слайд-шоу, чем на процесс в реальном времени, и совершенно неиграбельно. Поэтому в целом, чем больше кадров отображается каждую секунду, тем плавнее выглядит результат.

Диапазоны частоты кадров

Человеческий глаз – очень тонкий орган, но он практически не способен различить разницу на пару кадров в секунду. Поэтому, а также в связи с обусловленными железом стандартами, частота кадров обычно округляется до следующих значений:

30 FPS – целевая производительность актуальных консолей и слабых ПК. Имейте в виду, что лаги становятся заметны только при частоте ниже 24 кадров в секунду, поэтому любое значение выше 24 можно считать играбельным.
60 FPS – целевое значение большинства игровых ПК. На консолях со стабильной частотой кадров в 60 FPS могут работать только менее требовательные или лучше оптимизированные игры.
120 FPS – частота кадров, доступная только на мониторах с частотой обновления 120-165 Гц, а достичь ее в требовательных играх без снижения настроек способны лишь самые мощные игровые ПК. На консолях пока недостижима.
240 FPS – столько осилят лишь самые быстрые мониторы с частотой обновления 240 Гц. Максимально возможное значение для современных дисплеев.

Имейте в виду, что чем выше частота кадров, тем тяжелее человеческому глазу заметить разницу. Например, большую плавность при 60 кадрах в секунду по сравнению с 30 кадрами в секунду сможет заметить почти каждый, а вот различие между 120 и 240 FPS часто тяжело увидеть, даже если мониторы поставить рядом.

Какая частота кадров оптимальна для игр?

И вот мы, наконец, добрались до заглавного вопроса. Однако, ответить на него однозначно попросту невозможно. Почему?

Как минимум потому, что не существует идеальной частоты кадров для каждой игры. Если отбросить личные предпочтения, то можно сказать примерно следующее:

30 FPS – вполне подойдет для одиночных и более кинематографичных игр.
60 FPS – идеальная для большинства людей частота кадров – благодаря большей плавности игры становятся более отзывчивыми, что может предоставить преимущество в мультиплеере. Также хороша для игр, где важна реакция на анимации.
120 FPS – гораздо плавнее и отзывчивее, чем 60 FPS. Может предоставить значительное преимущество в соревновательных играх, хотя некоторые и в одиночных ценят большую отзывчивость, даже ценой ухудшения графики.
240 FPS – как и в случае со 120 FPS, значение в 240 FPS может потребоваться разве что киберспортсменам, готовым вложиться в монитор с частотой обновления 240 Гц. Очевидно, что это значение вдвое выше, но реально заметить разницу между 120 и 240 FPS гораздо сложнее, чем между 30 и 60 или между 60 и 120 FPS.

Кроме того, при выборе целевого значения частоты кадров стоит учитывать также следующие факторы:

Тип монитора – как уже было сказано, отобразить частоту кадров выше стандартных 60 в секунду способны лишь определенные мониторы с высокой частотой обновления. А выбор такого монитора может повлечь за собой отказ от других возможностей. Например, в мониторах с частотой обновления 144 и 240 Гц чаще всего используются TN-матрицы, у которых по сравнению с IPS и VA хуже цветопередача и углы обзора. Если вы хотите получше разобраться с различными типами матриц, посмотрите эту статью. Кроме того, стоит учитывать разрешение.
Железо – если вы приобретаете монитор с высокой частотой обновления, вам также потребуется видеокарта, которая сможет обеспечить работу игр с высокой частотой кадров. Для AAA-игр с высокими настройками графики она может быть очень дорогой.
Игры – достичь 120 FPS в последних AAA-играх непросто, но про киберспортивные игры типа CS: GO, Overwatch, Dota 2 и т.д. этого не скажешь. Если вы играете в основном в них или другие хорошо оптимизированные игры, которым для трехзначной частоты кадров сверхмощное железо не требуется, то дорогая видеокарта для монитора с частотой обновления 144 или 240 Гц вам не потребуется.

Больше 24 кадров – человеческий глаз не видит

Давайте разберёмся с мифом о том, что это не правда. Человеческий глаз спокойно может заметить разницу между 24, 60, 120 и т.д. количеством кадров. В видео, которое располагается по ссылке ниже, есть пример, где наглядно демонстрируется разница на примере 30 и 60 кадров в секунду.

Откуда взялся стандарт в 24 кадра?

Причины, по которым режиссёры не используют повышенную частоту кадров:

Раньше это способствовало экономить огромное количество плёнки. Времена меняются, поэтому стали экономить на носителях.

Съемка с пониженной частотой кадров уменьшает затраты на вычислительных машинах при монтаже, а также уменьшает время рендера всего видео.

Тем самым режиссёр выразил протест против сложившегося в индустрии формата и призвал других режиссёров использовать новые технологии.

Однако данный подход оценили далеко не все зрители: многие просто не понимали, в чём смысл данной технологии, им казалось, что картинка как будто ускорена в 2 раза. Поэтому при просмотре им было не комфортно.

Только небольшая часть аудитории Хоббита – люди, которые увлекаются компьютерными играми, смогли по достоинству оценить новаторский подход Джексона, потому что привыкли видеть на экранах своих мониторов частоту больше 30, а порой и даже больше 60 кадров в секунду.

Даже такой именитый режиссер как Джеймс Кэмерон говорил, что устоявшийся формат страдает от дёрганости картинки и чрезмерной размытости, но при этом считает, что более высокая частота кадров не всегда смотрится уместно:

Мне кажется, что эффект повышенной частоты кадров выглядит хуже, когда на экране что-то обыденное. Например, два человека, которые разговаривают на кухне, будут смотреться как два актёра в гриме и в декорациях кухни. Но если вы в живую сняли что-то необыкновенное, то такой гиперреализм будет смотреться в вашу пользу.
Джеймс Кэмерон
Режиссёр

Неожиданные факты

Не все знают о таком интересном факте: эксперименты с показом видеоизображения с разной частотой начались более ста лет назад в эпоху немого кино. Для демонстрации первых фильмов кинопроекторы снабжались ручным регулятором скорости. То есть фильм показывали с той скоростью, с которой крутил ручку механик, а он, в свою очередь, ориентировался на реакцию зала. Изначальная скорость показа немого фильма составляла 16 кадров в секунду.

Но при просмотре комедии, когда публика проявляла высокую активность, скорость увеличивали до 30 кадров в секунду. Но такая возможность самовольно регулировать скорость показа могла иметь и отрицательные последствия. Когда владелец кинотеатра хотел заработать больше, он, соответственно, сокращал время показа одного сеанса, но увеличивал количество самих сеансов. Это приводило к тому, что кинопродукция не воспринималась человеческим глазом, а зритель оставался недовольным. В результате во многих странах на законодательном уровне запретили демонстрацию фильмов с ускоренной частотой и определили норму, в соответствии с которой работали киномеханики. Вообще, для чего изучаются fps и человеческий глаз? Поговорим об этом.

Заключение

Подводя итог, можно сказать, что задаваясь целевым значением частоты кадров, нужно учитывать возможности вашего компьютера, игры, в которые вы обычно играете, а также понимать, что вам важнее – быстродействие или графика.

Даже 30 кадров в секунду – вполне играбельное значение, и на самом деле может обеспечить более кинематографичный вид (особенно если в игре не такие сложные анимации), но большинство согласится с тем, что идеальный компромисс между отзывчивостью и затратами – 60 кадров в секунду.

При этом трехзначная частота кадров хороша главным образом для соревновательного мультиплеера и для тех, кому требуется дополнительная отзывчивость даже в одиночных играх, пусть ценой снижения некоторых графических настроек. Однако, имейте в виду, что монитор с частотой обновления 144 или 240 Гц – довольно специфическая покупка. Он не обязательно будет дорогим, но возможно, придется пожертвовать какими-то преимуществами 60 Гц мониторов в аналогичном ценовом диапазоне. Как правило, это лучшее качество изображения.

И в заключение, если вы собираетесь покупать новый монитор, мы бы хотели посоветовать вам взглянуть на нашу подборку лучших игровых мониторов

Читайте также: