Войти
Задержка отображения - это явление , связанное с некоторыми типами жидкокристаллических дисплеев (ЖК-дисплеи), такие как смартфоны и компьютеры, и почти все типы телевизоров высокой четкости (HDTV). Это относится к задержке или задержке, измеряемой разницей между временем появления сигнала на входе и временем, которое требуется для отображения ввода на экране.. Это время задержки составляет 68 мс, что эквивалентно 3-4 кадрам на дисплее с частотой 60 Гц. Запаздывание отображения не следует путать с временем отклика пикселя. В настоящее время большинство производителей не включают никаких спецификаций или информации о задержке отображения на экранах, которые они производят.
Для более старой технологии аналоговой электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) задержка отображения чрезвычайно мала из-за характера технологии, в которой нет возможность сохранять данные изображения перед отображением. Сигнал изображения минимально обрабатывается внутри, просто для демодуляции из радиочастотной (RF) несущей волны (для телевизоров) с последующим разделением на отдельные сигналы для красного, зеленого, и синие электронные пушки, а также для синхронизации по вертикали и горизонтали. Корректировка изображения обычно включает изменение формы сигнала, но без сохранения, поэтому изображение записывается на экран так же быстро, как и принимается, с задержкой всего наносекунд для сигнала, чтобы пройти по проводке внутри устройства от входа к экрану.
Для современных цифровых сигналов требуется значительная вычислительная мощность компьютера и память для подготовки входного сигнала для отображения. Для эфирного или кабельного телевидения используются одни и те же методы аналоговой демодуляции, но после этого сигнал преобразуется в цифровые данные, которые необходимо распаковать с помощью кодека MPEG и преобразовать в растровое изображение, сохраненное в буфер кадра.
Для режимов отображения с прогрессивной разверткой обработка сигнала здесь останавливается, и буфер кадра немедленно записывается в устройство отображения. В простейшей форме эта обработка может занять несколько микросекунд.
Для чересстрочного видео часто применяется дополнительная обработка для деинтерлейсинга изображения, чтобы оно казалось более четким или детализированным, чем оно есть на самом деле. Это делается путем сохранения нескольких чересстрочных кадров и последующего применения алгоритмов для определения областей движения и неподвижности, а также для объединения чересстрочных кадров для сглаживания или экстраполяции точек движения пикселей, получившийся вычисленный буфер кадра затем записывается в устройство отображения.
Деинтерлейсинг накладывает задержку, которая не может быть меньше, чем количество кадров, сохраняемых для справки, плюс дополнительный переменный период для вычисления результирующего экстраполированного буфера кадров.
Хотя пиксель время отклика дисплея обычно указывается в технических характеристиках монитора, ни один производитель не рекламирует задержку отображения своих дисплеев, вероятно, потому, что тенденция заключалась в увеличении задержки отображения, поскольку производители находят больше способов обрабатывать ввод на уровне отображения, прежде чем он будет показан. Возможными причинами являются накладные расходы на обработку HDCP, Управление цифровыми правами (DRM), а также методы DSP, используемые для уменьшения эффекта двоения - и причина может различаться в зависимости от модели дисплея. Исследования были проведены несколькими веб-сайтами, связанными с технологиями, некоторые из которых перечислены в нижней части этой статьи.
ЖК-дисплеи, плазменные и DLP-дисплеи, в отличие от ЭЛТ, имеют собственное разрешение. То есть они имеют фиксированную сетку пикселей на экране, которые показывают изображение наиболее резким при работе с собственным разрешением (поэтому ничего не нужно масштабировать в полный размер, что размывает изображение). Чтобы отображать нестандартные разрешения, такие дисплеи должны использовать устройства масштабирования видео, которые встроены в большинство современных мониторов. Например, дисплей, имеющий собственное разрешение 1600x1200, для которого предоставляется сигнал 640x480, должен масштабировать ширину и высоту в 2,5 раза, чтобы отображать изображение, предоставленное компьютером, на собственных пикселях. Для этого при создании как можно меньшего количества артефактов требуется расширенная обработка сигнала, которая может быть источником введенной задержки. Для видеосигналов с чересстрочной разверткой, таких как 480i и 1080i, требуется шаг деинтерлейсинга , который увеличивает задержку. Как ни странно, задержка отображения значительно меньше, когда дисплеи работают с собственным разрешением для данного ЖК-экрана и в режиме прогрессивной развертки. Было также показано, что внешние устройства уменьшают общую задержку, обеспечивая более быстрые алгоритмы изменения размера пространства изображения, чем те, которые присутствуют на ЖК-экране. На практике это суммирует внутренние и внешние задержки.
Многие ЖК-дисплеи также используют технологию, называемую «перегрузкой», которая буферизует несколько кадров вперед и обрабатывает изображение, чтобы уменьшить размытие и полосы, оставленные двоением изображения. Эффект состоит в том, что все отображается на экране через несколько кадров после того, как оно было передано источником видео.
Задержку отображения можно измерить с помощью тестового устройства, такого как видео Тестер задержки входного сигнала. Несмотря на название, устройство не может самостоятельно измерять задержку ввода. Он может измерять только задержку ввода и время отклика вместе.
При отсутствии измерительного устройства измерение может быть выполнено с использованием тестового дисплея (измеряемого дисплея), контрольного дисплея (обычно ЭЛТ ), который в идеале имел бы незначительную задержку отображения, компьютер с возможностью зеркального отображения вывода на два дисплея, программное обеспечение секундомера и высокоскоростную камеру, направленную на два дисплея, на которых запущена программа секундомера. Время задержки измеряется путем создания фотографии дисплеев, на которых запущено программное обеспечение секундомера, с последующим вычитанием двух значений времени для дисплеев на фотографии. Этот метод измеряет только разницу в задержке отображения между двумя дисплеями и не может определить абсолютную задержку отображения одного дисплея. ЭЛТ предпочтительнее использовать в качестве контрольного дисплея, поскольку их задержка отображения обычно незначительна. Однако зеркальное отображение видео не гарантирует, что одно и то же изображение будет отправлено на каждый дисплей в один и тот же момент времени.
В прошлом считалось общеизвестным, что результаты этого теста были точными, поскольку они казались легко воспроизводимыми, даже когда дисплеи были подключены к разным портам и разным картам, что предполагало, что эффект связано с дисплеем, а не с компьютерной системой. Подробный анализ, опубликованный на немецком сайте Prad.de, показал, что эти предположения ошибочны. Усреднение измерений, как описано выше, приводит к сопоставимым результатам, поскольку они включают одинаковое количество систематических ошибок. Как видно из обзоров разных мониторов, определенные таким образом значения задержки отображения для одной и той же модели монитора различаются на величину до 16 мс или даже больше.
Чтобы свести к минимуму влияние асинхронного вывода изображения (моменты времени, когда изображение передается на каждый монитор, различаются или фактическая используемая частота для каждого монитора разная), необходимо использовать узкоспециализированное программное приложение под названием SMTT или очень сложное и необходимо использовать дорогостоящую тестовую среду.
Несколько подходов к измерению задержки отображения были перезапущены с некоторыми изменениями, но все же вновь возникли старые проблемы, которые уже были решены с помощью упомянутого ранее SMTT. Один из таких методов включает подключение ноутбука к телевизору высокой четкости через композитное соединение и запуск временного кода, который одновременно отображается на экране ноутбука и телевизора высокой четкости, и запись обоих экранов с помощью отдельного видеомагнитофона. Когда видео на обоих экранах приостановлено, разница во времени, отображаемая на обоих дисплеях, интерпретируется как оценка задержки отображения. Тем не менее, это почти идентично использованию случайных секундомеров на двух мониторах, использующих настройку монитора «клонирование», поскольку оно не заботится об отсутствии синхронизации между композитным видеосигналом и отображением экрана ноутбука или задержке отображения этого screen или подробности о том, что вертикальное обновление экрана двух мониторов по-прежнему асинхронно и не связано друг с другом. Даже если в драйвере видеокарты активирована вертикальная синхронизация, видеосигналы аналогового и цифрового выходов не будут синхронизированы. Следовательно, невозможно использовать один секундомер для измерения задержки отображения, тем не менее, если он создан с помощью временного кода или простого приложения секундомера, поскольку он всегда будет вызывать ошибку до 16 мс или даже больше.
Задержка отображения вносит свой вклад в общую задержку в цепочке интерфейса при вводе пользователем (мышь, клавиатура и т. Д.) Графической карты на монитор. В зависимости от монитора время задержки отображения составляло 10–68 мс. Однако влияние задержки на пользователя зависит от собственной чувствительности каждого пользователя к ней.
Задержка отображения наиболее заметна в играх (особенно старых игровых консолях), когда различные игры влияют на восприятие задержки. Например, в World of Warcraft PvE небольшая задержка ввода не так критична по сравнению с PvP или другими играми, в которых используются быстрые рефлексы, такие как Counter-Strike. Ритм-игры, такие как Guitar Hero, также требуют точного определения времени; задержка отображения создаст заметное смещение между музыкой и подсказками на экране. Примечательно, что во многих играх этого типа есть опция, которая пытается откалибровать задержку отображения. Вероятно, больше всего пострадают такие файтинги, как Street Fighter, Super Smash Brothers Melee и Tekken, поскольку они могут потребовать ввода данных о перемещении в очень узких окнах событий. что иногда длится всего 1 кадр или 16,67 мс на экране.
Принимая гауссово время отклика человека на конкретное игровое событие, становится возможным обсудить эффект запаздывания с точки зрения вероятностей. При отображении без задержек у человека есть определенная вероятность получить свой ввод в пределах окна фреймов. Поскольку видеоигры работают с дискретными кадрами, пропуск последнего кадра окна даже на 0,1 мс приводит к тому, что ввод будет интерпретироваться на полный кадр позже. Из-за этого любая задержка повлияет на способность человека попасть в определенное временное окно. Серьезность этого воздействия зависит от положения и вариативности реакции человека на визуальный сигнал, величины введенной задержки и размера временного окна. Например, учитывая очень большое окно из 30 кадров, вероятность попадания в это окно у человека будет 99,99%. Если ввести задержку в один кадр, способность человека попасть в окно из 30 кадров, вероятно, останется в диапазоне 99,99% (при условии, что человек отвечает где-то около середины окна). Однако при меньшем окне, скажем, в 2 кадра, эффект задержки становится гораздо более значительным. Предполагая, что реакция человека сосредоточена в окне с двумя кадрами, и сверхчеловек имеет шанс 99,99% попасть в окно, введение полного кадра задержки приводит к тому, что вероятность успеха падает примерно до 50%.
Если игровой контроллер производит дополнительную обратную связь (грохот, динамик Wii Remote и т. Д.), То задержка отображения приведет к тому, что эта обратная связь не будет точно соответствовать визуальным эффектам на -экран, возможно, вызывающий дополнительную дезориентацию (например, ощущение грохота контроллера за долю секунды до врезания в стену).
Телезрители тоже могут пострадать. Если используется ресивер домашнего кинотеатра с внешними динамиками, то задержка отображения приводит к тому, что звук будет слышен раньше, чем изображение. «Ранний» звук более резкий, чем «поздний». Многие ресиверы домашнего кинотеатра имеют ручную регулировку задержки звука, которую можно настроить для компенсации задержки отображения.
Многие телевизоры, устройства масштабирования и другие потребительские устройства отображения теперь предлагают то, что часто называют «игровым режимом», в котором обширная предварительная обработка, отвечающая за дополнительную задержку, специально принесена в жертву уменьшению, но не устранению задержки. Хотя эта функция обычно предназначена для игровых консолей, она также полезна для других интерактивных приложений. Подобные варианты уже давно доступны для домашнего аудиооборудования и модемов по той же причине. Подключение через кабель VGA или компонент должен устранить заметную задержку ввода на многих телевизорах, даже если у них уже есть игровой режим. При аналоговом соединении расширенная постобработка отсутствует, и сигнал проходит без задержки.
Телевизор может иметь режим изображения, который уменьшает задержку отображения для компьютеров. Некоторые телевизоры Samsung и LG автоматически уменьшают задержку для определенного входного порта, если пользователь переименовывает порт в «ПК».
ЖК-экраны с высоким откликом -time часто не дает удовлетворительного результата при просмотре быстро движущихся изображений (они часто оставляют полосы или размытие; это называется ореолом ). Но ЖК-экран с высоким временем отклика и значительной задержкой отображения не подходит для игр в динамичные компьютерные игры или выполнения быстрых высокоточных операций на экране из-за запаздывания курсора мыши. Производители только указывают время отклика своих дисплеев и не информируют клиентов о величине задержки отображения, которая может варьироваться в зависимости от различных выбранных параметров экрана.
