显示器选购指南(二):运动清晰度
刷新率 (Refresh Rate)
显示器每秒更新图像的次数,单位为赫兹 (Hz) 。刷新率一般为60Hz,刷新率越高(120Hz、144Hz、240Hz+)运动画面越平滑。
刷新率高到一定程度时,普通用户可感知到的流畅度提升会边际效益递减(如从144Hz到240Hz的提升便不再明显),对图形处理器(GPU)的需求则显著增加。在你考虑“可以感知不到,但不能没有”时,须当心:现在科技并没有想象的那么发达。许多硬件各有其特性与短板。选择了高刷,注定会在其他方面表现拉胯——万一拉胯的地方是你的关键需求,那就哄堂大笑啦。你猜我为什么笑?
响应时间 (Response Time)
指显示器上单个像素从一种颜色切换至另一种颜色所需的时间(毫秒/ms)。本质是液晶分子的物理翻转速度。响应时间(例如1ms、0.5ms)越快,约能减少快速运动内容中的鬼影(Ghosting) 和 运动模糊(Motion Blur)。
灰阶到灰阶(GreyToGrey,GtG) :特指像素从某一灰度级(如深灰)转换到另一灰度级(如浅灰) 的耗时,单位为毫秒 (ms) 。部分制造商标称的 “1ms GTG” 通常只是最佳值(如最易切换的灰阶组合),要么通过激进过驱动(Overdrive) 技术才能达到这个数字,并不是True 1ms GTG。不过换个角度看,说不定可以用制造商的小花招来极限拉满自家显示器的运动清晰度。
早期显示器采用黑白切换(Black-to-White, BtW) 测量响应时间。但在实际使用中,画面90%以上是灰度变化(如游戏场景的暗部细节、电影阴影过渡),而非纯黑白切换。 GTG更贴近真实使用场景,更适合作为标准。
测试与测评1
UFO 测试
简单粗暴的测试方案。显示器显示一个 UFO 图像以固定的速度在屏幕上水平移动,可以用适当快门速度拍摄屏幕,或者用肉眼观察 UFO 移动的过程中,像素不能及时到达目标亮度/颜色、背景条纹有没有在 UFO 位置附近糊在一起。
累积绝对偏差测试
累积绝对偏差(Cumulative Absolute Deviation, CAD)测试通过采集像素在颜色转换时的实际响应数据,计算与理想曲线的偏差总和。CAD值越低,响应时间越快越准确,像素错误率越低。不仅考虑了转换的总时长(Response Time),还综合考量了转换过程中的过冲(Overshoot)和欠冲(Undershoot)问题。
RTINGS.com
极其知名和影响力巨大的独立消费品评测网站,总部位于加拿大蒙特利尔。以其极其详尽、标准化、可重复性强、数据丰富、深度解析的评测著称。评测覆盖品牌和型号肥肠广泛。
TFTCentral
是另一个极具声誉的专业显示器评测和资讯网站,总部位于英国。以深度技术分析、评测严谨、覆盖范围广(尤其欧洲型号)、面板数据库庞大闻名。被认为是显示器领域的权威信息来源。评测覆盖许多欧洲市场型号和特定高端专业显示器,面板数据库庞大,被许多发烧友和专业用户视为终极参考。
采样保持
OLED具有近乎瞬时的像素响应 ,消除由缓慢像素转换引起的鬼影。但传说“一台具有0.01ms响应时间的60Hz OLED显示器,其运动清晰度仍会比一台具有例如5ms GtG响应时间的120Hz LCD显示器更模糊,运动清晰度也差得多” 。发生在OLED显示器这种现象我们称之为采样保持。
采样保持 (sample-and-hold) 每一帧画面在刷新间隔内持续发光,而人眼会自然追踪运动物体。这两者叠加导致视觉系统接收到运动轨迹而非清晰图像。可以类比摄影长曝光,这是所有逐帧显示设备的固有问题,只有通过黑帧插入或背频闪才能缓解。如,在240Hz显示器上看快速滚动的网页,文字会模糊——这不是响应时间问题(高端OLED响应极快),纯粹是视觉暂留导致的“生理性模糊”。当前主要通过更高的刷新率或MBR技术来解决。
运动模糊减少
主要有如下两种方式,通过模拟传统 CRT 显示器的脉冲式显示方式以显著减少感知到的运动模糊(Motion Blur Reduction,MBR) 。但会降低屏幕亮度,可能对某些敏感用户造成可见的闪烁,并且通常不能与VRR同时使用。其有效性取决于精确的计时以及帧率与刷新率的匹配程度 。常见名称:ULMB (NVIDIA)、DyAc (BenQ/Zowie)、ELMB (ASUS) 等。
背光频闪 (Backlight Strobing) :通过 极速开关显示器的背光模组(LCD)或快速切换像素自发光状态(OLED),在每帧画面显示后插入一段 极短的全黑期(通常仅持续几毫秒)。
黑帧(Black Frame Insertion, BFI):在连续的两帧画面之间,插入一帧 纯黑图像(全屏黑场)。
同步技术
由于显示器刷新率是固定(如60Hz,即每秒刷新60次),而显卡渲染游戏的帧率是波动的(可能从30 FPS到200 FPS),会造成画面撕裂和卡顿/延迟。
画面撕裂 (Tearing):当显卡输出新的一帧到显示器时,显示器可能正在刷新屏幕的上一半。屏幕的上半部分显示旧帧,下半部分显示新帧,出现错位的分裂图像(看起来像画面被撕裂了)。
卡顿/延迟 (Stutter/Lag):
- 显卡输出帧率低于显示器刷新率时,显示器刷新时可能拿到是重复的旧帧或强制等待新帧,导致图像卡顿、不流畅、操作延迟感增加。
- 显卡输出帧率高于显示器刷新率时,为了在刷新间隙塞进多余的帧,也会造成不稳定的帧展示时间差(微卡顿)。
过驱动 (Overdrive) 技术
LCD中使用的一种技术,通过在短时间内向液晶施加更高电压来加速像素转换,加速响应时间 。
- 过驱动不足导致模糊或鬼影;
- 激进过驱动导致“过冲”或“反向鬼影”(亮色或彩色的拖尾)。
- 可变过驱动 (Variable Overdrive) 是应用于G-Sync模块的功能,可根据当前刷新率动态调整过驱动级别,以在各种帧率下保持最佳的运动清晰度 。
自适应同步 (Adaptive Sync / 可变刷新率 VRR)
V-Sync、G-Sync 和 Adaptive Sync是三种解决画面撕裂和卡顿的技术,核心目标是让显示器的刷新率与显卡输出帧率同步。
V-Sync (Vertical Synchronization,垂直同步)
显卡在渲染完一帧后,强制等待显示器完成一次完整的刷新(扫描到屏幕底部),才输出下一帧,即是用显卡的输出来适配显示器的固定刷新节奏。可确保显示器每次刷新都显示的是完整的一帧,有效消除画面撕裂。但也有如下局限性。
输入延迟 (Input Lag) 增加: 显卡渲染好了也要等显示器,用户的操作反馈会感觉更迟钝。对竞技游戏(如FPS)影响很大。
卡顿 (Stutter):
- 当帧率低于显示器刷新率(如30 FPS @ 60Hz)时,显示器刷新时没新帧可用,必须重复显示同一帧或等待,导致画面停顿感明显。
- 当帧率高于刷新率时,等待显示器刷新的间隔不一致,也会导致微卡顿。
帧率限制: 强制把帧率限制在显示器刷新率的整数分频(60Hz下可能是60, 30, 20 FPS)。跌到58 FPS也会被降到30 FPS。
NVIDIA G-Sync
核心是显示器里加入 NVIDIA 认证的专用硬件模块(G-Sync 芯片),这块芯片直接动态控制显示器的刷新率,实现显示器的刷新率(Hz)实时匹配显卡的帧率(FPS)。显示器不再固定刷新,而是等待显卡输出好下一帧画面后,立即刷新屏幕。
优势:第一梯队的同步技术。消除了画面撕裂和卡顿,降低延迟: 比 V-Sync 延迟低得多(无需强制等待刷新周期),几乎接近不开同步技术的原生延迟。
局限: 需要专用芯片,显示器价格通常更贵;只支持 NVIDIA 显卡: 只有 RTX/GTX 系列显卡支持;支持设备有限,显示器必须明确带有 G-SYNC 标志。
Adaptive Sync (VESA标准):底层的开放标准,主要与DisplayPort(自DP 1.2a起)相关,现已成为HDMI 2.1的一部分。
VESA Adaptive Sync (自适应同步 - 开放标准,软件驱动)
基于 VESA (视频电子标准协会) 制定的公开标准 DisplayPort 1.2a 中的 Adaptive-Sync 技术规范。利用 DisplayPort 接口协议自带的数据通道,让显卡的驱动程序可以通过 软件指令控制显示器刷新率。根本上也是让显示器刷新率实时匹配显卡输出的帧率。
尽管 VESA 的 Adaptive-Sync 是开放标准,但 NVIDIA 的 “G-Sync Compatible” 认证与 AMD 的 FreeSync 分级体系(如 Premium、Premium Pro)表明,不同厂商对 Adaptive-Sync 的实际落地存在差异,并非所有支持该标准的显示器都具备相同性能。混合使用不同品牌 GPU 和显示器时,或期望所有 “Adaptive-Sync” 显示器性能一致时,会遇到兼容性和性能差异问题,需针对性研究具体型号的 VRR 表现与适配性。
主要实现:
AMD FreeSync: AMD对Adaptive-Sync的品牌推广。通过DisplayPort和HDMI工作。开放标准,通常对显示器供应商不收取授权费,因此可用性更广,成本更低。
- FreeSync:早期版本,支持刷新率范围较窄(如 40-60Hz),需显示器和显卡同时支持。
- FreeSync 2:进阶版本,新增 HDR 支持,优化低帧率补偿(LFC)技术,在帧率低于显示器最低刷新率时减少卡顿。
- FreeSync Premium:针对电竞显示器,要求刷新率至少 120Hz,支持 LFC 和低延迟,适用于 1080P 分辨率。
- FreeSync Premium Pro:最高规格,支持 4K 分辨率、HDR,以及更广泛的刷新率范围,适配高端电竞场景。
NVIDIA G-Sync Compatible: NVIDIA针对Adaptive-Sync显示器的认证计划。这些显示器没有G-Sync模块,但使用VESA Adaptive-Sync标准(DisplayPort的一部分,也可通过HDMI 2.1使用)。NVIDIA验证它们在与NVIDIA GPU配合使用时能提供良好的VRR体验(无闪烁、黑屏等)。更经济实惠,选择范围更广。VRR范围和过驱动质量的变数可能比专用G-Sync模块更大 。
很多显示器厂商也直接称支持 Adaptive-Sync(符合VESA标准但可能未经AMD/NVIDIA认证)。
LFC (Low Framerate Compensation,低帧率补偿)
当显卡输出帧率(FPS) 低于显示器原生可变刷新率(VRR) 的下限时,动态同步技术(G-Sync/FreeSync/Adaptive-Sync)则失效。LFC本质上是用显示器的高刷新特性来补偿低帧率。显示器将刷新率提高到该帧速率的整数倍,显卡或显示器将同一帧画面重复输出 2 次(甚至 3 次)。所有G-Sync原生模块都自带这个功能,而FreeSync里只有Premium以上才保证有效。
显卡输出帧率 (FPS)
│
├── FPS ≥ VRR上限 → 同步技术自动限制帧率(防撕裂,类似V-Sync ON)
│
├── VRR下限 ≤ FPS ≤ VRR上限 → 完美同步(刷新率 = 帧率)
│
└── FPS < VRR下限 ╮
├── 无LFC → 同步失效 → 撕裂+卡顿
└── 有LFC → 帧率倍增 → 维持有效同步(刷新率 = 帧率×2/3)
自适应同步天梯
- 求最佳效果不差钱 (N卡): 原生 G-Sync 显示器。
- 预算有限/追求性价比/AMD显卡: 选择 FreeSync Premium Pro / Premium 认证或 G-Sync Compatible 认证的 Adaptive-Sync 显示器。
- 不在意延迟/卡顿只求画面完整: 开 V-Sync(但对大多数现代游戏,尤其竞技类,通常不建议作为首选)。
- 兼容性优先 (想通吃): 确保显示器至少支持 Adaptive-Sync,并通过了 G-Sync Compatible 或 FreeSync Premium 认证,这样无论你用什么显卡(AMD/NVIDIA/Intel),只要性能支持,都能享受到同步技术的好处。
面板技术
面板技术是决定多种视觉特性的核心。主要类型包括液晶显示(LCD)技术(如TN、VA、IPS)和自发光技术(如OLED、Micro-LED)。每种技术在视角、色彩再现、对比度和响应时间方面都各有其固有的优势和劣势 。我会在后面单开板块详解,在此先提一嘴。
总结
运动清晰度表现涉及刷新率、响应时间、面板类型、过驱动设置、可能的MBR技术,甚至关乎生理局限。刷新率决定了每秒可以显示多少个独立帧。响应时间则决定了像素为显示这些新帧而改变颜色的速度。这两个只是影响运动清晰度最基础的两个概念。至于单看GTG论英雄更是无稽之谈。
Footnotes
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这部分得深入研究一下,至少通一遍常规指标。
下次一定!↩