刷新率和响应时间显示器参数冲突了吗

2021-08-20 00:29
电脑爱好者 2021年16期
关键词:响应速度灰阶刷新率

有心的用户大概会发现一个问题,显示器的响应时间常常和刷新率“不匹配”,比如同为144Hz刷新率的显示器,响应时间并不是1/144秒,一些老式显示器可能只有8ms(1/125秒)~5ms(1/200秒),新显示器则可能是1ms(1/1000秒),这是不是冲突了?又有什么“内情”呢?

习惯了关注刷新率的年轻电脑用户,可能会感觉响应时间这个参数有点陌生。它反映的是平板液晶显示器(LCD)中,负责亮度/颜色控制的液晶分子变化速度。这些液晶分子可以控制各个像素点中三原色点的背光亮度(图2),借此呈现出不同的三原色深度,以此组合出像素点的色彩(图3)。

所以,这些液晶的状态变化速度实际上就可以看作是像素色彩的变化速度。这里要注意的是,如果只是极端的从亮度全开到彻底变黑,液晶分子的变化可以非常快。但要反映出色彩,从某种“半开”的状态比如75%的亮度转换到精准的另一种“半开”状态比如35%的亮度就慢得多了,而这才是更接近实际色彩转换的响应时间,因为两种状态都是不黑不白的“灰色”,所以也叫灰阶相应时间(Grey To Grey),縮写为GtG(图4)。

刷新率就比较容易理解了,它是显示器接收、处理、将画面推到屏幕上的速度,与显示器的传输、处理能力有关,与面板液晶分子的变化能力其实没有必然的关系。如果用容易理解的表达,刷新率就是显示器“脑子里想”的画面,如果液晶转换太慢,就是“手残”根本没来得及“画”完想到的画面。如果液晶转换速度拖了后腿,比如一块地方快速从红变绿,如果像素色彩的转换不及时,变成了红绿之间的颜色,模糊了景物的界限,就显得画面“糊”了(图5)。

一般来说,在近期的大品牌游戏/电竞显示器中,已经不太会出现响应速度拖后腿的问题,响应时间常常是明显小于刷新率的需求。这种问题主要出现在一些老式的游戏显示器中,不过目前也有一些小品牌游戏显示器使用不够出色的面板来强制提升刷新率,就会出现这个问题。这里要特别注意,如果只是简单提升响应速度,只需加大电压加速液晶分子动作就好,但同时要准确控制色彩(灰度),就必须使用更高速的处理芯片,新材料、新排列方式等,成本较高,开发难度较大。所以早期、低端显示器的灰阶响应速度不足,而无需准确控制的黑白响应速度可以很快,这些显示器常常会标注黑白响应速度来迷惑用户。

其实考虑画面的实际变化,响应速度略低于帧速也勉强可以用,因为绝大部分情况下,相邻两帧画面的同一部分颜色变化不会特别大。比如红色的景物和蓝色景物相连时,中间部分在现实中也常常会呈现红蓝映照下的叠加色,所以画面转换时,像素也很少会直接在两个相差很大的色彩间跳跃,同样有色彩过渡,一般不需要液晶分子在两帧画面间进行颠覆性的变化。毕竟大量像素的颜色、亮度瞬间巨大变化对玩家的眼睛其实刺激很大,游戏、视频中也是会尽量减少甚至避免的。

但如果响应速度和刷新率能力相差太大,显然就有问题了,例如一款宣称自己有200Hz刷新率的显示器,如果响应时间在8ms以上,或者不明确为灰阶响应时间的标注也只有5ms左右(图6),那肯定就很容易出现前述的画面模糊、色彩失真等问题,影响实际体验了,在选购时要特别注意。

顺便说一下,除了液晶转换速度外,目前的LED颗粒光源也提供了另类的高响应能力。通过精准控制某个区域甚至某个点光源的亮度(图7),配合液晶的动作,可以让一部分画面甚至是某些像素的亮度更快变化,这就是mini LED、Micro LED的基本工作原理和优势所在。

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