مطالب داغ
صفحه اصلی » موبایل و تبلت » آشنایی با مفهوم و تأثیر نرخ تازه‌سازی بالاتر برای صفحه‌نمایش گوشی‌های هوشمند

آشنایی با مفهوم و تأثیر نرخ تازه‌سازی بالاتر برای صفحه‌نمایش گوشی‌های هوشمند

هر ساله فناوری‌های جدیدی در دنیای دستگاه‌های همراه پدید آمده و به عاملی برای جذب کاربران و رقابت میان تولیدکنندگان بدل می‌شوند. پدیده‌های سال 2019 مواردی بودند هم‌چون دوربین‌های 3-گانه و 4-گانه، حسگر اثرانگشت زیر صفحه‌نمایش و تعبیه دوربین سلفی به صورت حفره درون صفحه‌نمایش. با نزدیک شدن به پایان سه‌ماهه اول سال 2020 می‌توان گفت که یکی از مهم‌ترین پدیده‌های سال جاری، صفحه‌نمایش‌هایی با نرخ تازه‌سازی تصویر 90 و 120 هرتز خواهد بود. پس از این‌که در سال گذشته این نوع صفحات نمایش در معدودی از گوشی‌های هوشمند به کار گرفته شد، امسال شاهد روی آوردن اکثر تولیدکنندگان به سمت این فناوری در مدل‌های مختلف هستیم.

نرخ تازه‌سازی تصویر چیست؟

برای درک مفهوم نرخ تازه‌سازی تصویر و مزیت صفحه‌نمایش‌های 90 هرتز و 120 هرتز نسبت به صفحه‌نمایش‌های 60 هرتز عادی، لازم است که درکی کلی از نحوه عملکرد صفحه‌نمایش‌ها داشته باشیم. با صرف نظر از جزئیات فنی و پیچیده عملکرد صفحه‌نمایش می‌توان گفت که به زبان ساده یک صفحه‌نمایش با به تصویر کشیدن متوالی یک سری از تصاویر یا به اصطلاح فِرِیم‌ها کار می‌کند. در واقع برای گول زدن مغز انسان و ایجاد این توهم که یک تصویر با اجزای متحرک در پیش چشم ما قرار دارد، صفحه‌نمایش بایستی در هر ثانیه تعداد مشخصی از این فریم‌ها را پشت‌سرهم به نمایش درآورد. چنان‌چه سرعت نمایش فریم‌های جدید به اندازه کافی بالا باشد، مغز انسان که قادر به تشخیص هر فریم به صورت مجزا نیست، فریب خورده و گمان می‌کند که در حال مشاهده تصویری متحرک است. پروژکتورهای قدیمی با حرکت دادن نوارها یا فیلم‌هایی متشکل از تصاویر کوچک در مقابل عدسی، توهم تصویر متحرک یا ویدئو را برای مخاطبین ایجاد می‌نمودند. اما صفحه‌نمایش‌های امروزی برای این منظور تصویر نقش بسته روی خود را به سرعت تازه‌سازی نموده و در هر ثانیه تعداد مشخصی فریم تصویری را در مقابل چشمان کاربر قرار می‌دهند. تعداد فریم‌های نمایش داده شده توسط یک صفحه‌نمایش در هر ثانیه یا به عبارتی تعداد دفعات تازه‌سازی تصویر صفحه‌نمایش در هر ثانیه را به اصطلاح “نرخ تازه‌سازی” یا “refresh rate” آن صفحه‌نمایش می‌خوانند. بنابراین به عنوان مثال، یک صفحه‌نمایش با نرخ تازه‌سازی 120 هرتز قادر است در هر ثانیه 120 بار تازه‌سازی شده و هر بار یک فریم جدید را به نمایش درآورد.

نرخ تازه‌سازی بالاتر بدین معنی‌ست که تعداد تصاویر یا فِرِیم‌های بیش‌تری در هر ثانیه به نمایش درآمده و در نتیجه فاصله بین یک فریم با فریم‌ بعدی کوتاه‌تر خواهد بود. بدین ترتیب هر نوع حرکت و تغییر در عناصر تصویر بین فریم‌ها جزئی‌تر شده و حرکت‌ها نرم‌تر به نظر خواهند رسید. فاصله بین فریم‌ها در یک صفحه‌نمایش 60 هرتزی حدود 16.6 میلی‌ثانیه است. درحالی‌که همین میزان برای نرخ تازه‌سازی 90 هرتز معادل 11.1 میلی‌ثانیه بوده و تازه‌سازی کامل تصویر در یک صفحه‌نمایش 120 هرتزی 8.3 میلی‌ثانیه به طول می‌انجامد. درحالی‌که نرخ تازه‌سازی تصویر در تلویزیون‌های قدیمی معادل 30 هرتز بود، اغلب تلویزیون‌ها و دستگاه‌های همراه امروزی از صفحه‌نمایش‌هایی با نرخ تازه‌سازی 60 هرتز برخوردارند. البته در سال‌های اخیر شاهد به‌کارگیری صفحه‌نمایش‌هایی با نرخ تازه‌سازی 90 و 120 هرتز نیز در برخی تلویزیون‌ها و دستگاه‌های همراه رده ‌بالا بوده‌ایم. البته بد نیست بدانید که صفحه‌نمایش گوشی هوشمند شما به یک‌باره تازه‌سازی نمی‌گردد. در عوض به ترتیب هر ردیف از پیکسل‌های صفحه با سرعت مشخصی تازه‌سازی می‌شود تا این‌که در نهایت وضعیت کل پیکسل‌های صفحه بر اساس فِرِیم جدید تغییر یابند. اگر تمایل داشته باشید این اتفاق را به چشم خود ببینید، کافی‌ست از یک صفحه‌نمایش به صورت حرکت آهسته (slow motion) فیلم گرفته و هنگام مشاهده آن فیلم به تازه‌سازی فریم‌ها و وضعیت پیکسل‌های تصویر دقت کنید.

مفهوم نرخ فِرِیم و ارتباط آن با نرخ تازه‌سازی

همان‌طور که اشاره شد به تعداد دفعاتی که یک صفحه‌نمایش قادر است در هر ثانیه خود را تازه‌سازی کند، نرخ تازه‌سازی یا refresh rate اطلاق می‌شود. درحالی‌که نرخ فِرِیم (frame rate) عبارت است از فرکانس نمایش فِرِیم‌های یک فایل ویدئویی، یک بازی ویدئویی یا یک اپلیکیشن گرافیکی. به عبارت دیگر، تعداد فریم‌های تصویری قابل نمایش در هر ثانیه از یک محتوای گرافیکی یا ویدئویی را به اصطلاح نرخ فریم آن محتوا می‌نامند. مقیاس سنجش نرخ تازه‌سازی هِرتز(Hertz یا Hz) بوده اما نرخ فریم با مقیاس FPS یا فریم بر ثانیه سنجیده می‌شود. فیلم‌ها به طور سنتی با نرخ فریم 24fps به نمایش درآمده و بازی‌های ویدئویی امروزی به طور معمول با نرخ فِرِیمی از 30fps تا 90fps اجرا می‌گردند. البته بسیاری از بازی‌های ویدئویی مخصوص کامپیوترهای شخصی قادرند تا در صورت پشتیبانی صفحه‌نمایش کاربر، روی نرخ فریم‌هایی بالاتر از 90fps اجرا شوند. همین‌جاست که نرخ تازه‌سازی بالاتر صفحه‌نمایش اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند.

برای کسب نتیجه مطلوب لازم است که نرخ فریم و نرخ تازه‌سازی با یک‌دیگر هم‌گام و هماهنگ باشند. چنان‌چه این دو از هماهنگی خارج شوند، کیفیت تصویر می‌تواند به سرعت خراب شود. به خصوص در حالتی که نرخ فریم تصویری که در حال پخش است، بالاتر از نرخ تازه‌سازی صفحه‌نمایش باشد. اجرای یک بازی ویدئویی با نرخ فریم 120fps روی یک صفحه‌نمایش ۶۰ هرتزی ممکن است موجب ایجاد جلوه نامطلوبی به نام “screen tearing” یا “پارگی صفحه” شود. در این حالت خطوطی افقی روی تصویر ظاهر شده و چنین به نظر خواهد رسید که بخش‌هایی از صفحه برش خورده‌ است. پخش یک محتوای گرافیکی با نرخ فریم پایین‌ روی صفحه‌نمایشی با نرخ تازه‌سازی بالا نیز موجب خواهد شد تا این قابلیت صفحه‌نمایش بی‌استفاده مانده و کیفیت تصویر تفاوتی با صفحه‌نمایش‌های عادی نداشته باشد. برای تولید بهترین کیفیت تصویر ممکن، بایستی نرخ فِرِیم و نرخ تازه‌سازی هم‌سان و هماهنگ باشند. اجرای یک بازی ویدئویی با نرخ فریم 120fps روی صفحه‌نمایشی با نرخ تازه‌سازی 120 هرتز یا بالاتر به مراتب روان‌تر و بهتر به نظر خواهد رسید تا اجرای همان بازی در نرخ فریم 60fps روی یک صفحه‌نمایش 60 هرتزی. برای درک بهتر نرخ فریم‌ و تاثیر آن بر کیفیت تصاویر متحرک، تماشای این ویدئوی کوتاه را به شما پیشنهاد می‌کنیم.

مفهوم نرخ نمونه‌برداری لمسی

نرخ نمونه‌برداری لمسی (touch sampling rate) که با عنوان نرخ تازه‌سازی لمسی (touch refresh rate) نیز خوانده می‌شود، مفهومی متفاوت از نرخ تازه‌سازی صفحه‌نمایش دارد. نرخ نمونه‌برداری لمسی به بیان ساده عبارت است از تعداد دفعاتی در هر ثانیه که یک صفحه‌نمایش قادر است لمس صفحه توسط کاربر را تشخیص دهد. یا به عبارت دیگر این خصوصیت گویای آن است که صفحه ‌لمسی گوشی هوشمند شما در هر ثانیه چند بار قادر است خود را برای ثبت لمس‌های کاربر تازه‌سازی نماید. تصور کنید که نرخ یا فرکانس نمونه‌برداری لمسی یک گوشی هوشمند معادل 60 هرتز باشد. این بدان معناست که چنین دستگاهی 60 بار در هر ثانیه بررسی می‌کند تا ببیند کدام نواحی صفحه توسط کاربر لمس گردیده‌اند. یک محاسبه ساده مشخص می‌کند که در این حالت هر چرخه نمونه‌برداری از صفحه لمسی حدود 16.6 میلی‌ثانیه به طول می‌انجامد. به عبارت دیگر، از زمانی که کاربر صفحه را لمس می‌کند حداکثر 16.6 میلی‌ثانیه طول می‌کشد تا این لمس توسط دستگاه ثبت شده و واکنش مربوط به آن آغاز شود. بنابراین هرچه نرخ نمونه‌برداری لمسی بیش‌تر باشد، فواصل میان نمونه‌برداری‌‌ها کوتاه‌تر شده و از لحظه لمس صفحه زمان کم‌تری طول می‌کشد تا نقاط لمس شده ثبت گردیده، پردازش شده و پاسخ مرتبط با آن روی صفحه به نمایش درآید. به عنوان مثال، افزایش نرخ نمونه‌برداری لمسی به 120 هرتز، این چرخه را به 8.33 میلی‌ثانیه کاهش می‌دهد. به همین ترتیب با افزایش این نرخ، لمس صفحه سریع‌تر تشخیص داده شده و در نتیجه دستگاه با سرعت بیش‌تری قادر خواهد بود به فرمان‌های لمسی کاربر واکنش نشان دهد.

با گذشت زمان و ارتقای اجزای مختلف دستگاه‌های همراه، نرخ نمونه‌برداری لمسی نیز به تدریج افزایش می‌یابد. اما همان‌طور که قابل انتظار است، گوشی‌های هوشمند ویژه بازی در این زمینه پیشتاز هستند. به عنوان نمونه، گوشی هوشمند Asus ROG Phone 2 در اواخر سال گذشته میلادی (سپتامبر 2019) با نرخ نمونه‌برداری لمسی 240 هرتز به بازار عرضه شد. این گوشی هوشمند هر 4.16 میلی‌ثانیه کار نمونه‌برداری از صفحه برای شناسایی لمس‌های جدید را انجام می‌دهد. با توجه به شرایط کنونی سخت‌افزار و نرم‌افزار گوشی‌های هوشمند، این سرعت نمونه‌برداری بسیار مطلوب بوده و می‌توان گفت که این دستگاه کار شناسایی لمس‌های جدید را به صورت تقریبا آنی انجام داده و تاخیر قابل توجه یا محسوسی در این زمینه ندارد.

تفاوت میان نرخ تازه‌سازی 60، 90 و 120 هرتز برای گوشی‌های هوشمند

بسیاری از کاربران هنگام در دست گرفتن گوشی‌های هوشمندی با نرخ تازه‌سازی بالاتر از 60 هرتز، ممکن است به صورت مستقیم و دقیق متوجه تفاوت خاصی نشوند. فقط احتمال دارد دستگاه کمی روان‌تر و سریع‌تر به نظرشان برسد که این مساله را نیز به جدیدتر و قدرتمند‌تر بودن دستگاه مرتبط بدانند. شاید تفاوت میان یک صفحه‌نمایش 90 هرتز با صفحه‌نمایش‌های معمول 60 هرتزی چندان برای عموم کاربران محسوس نباشد. به خصوص که هنوز بسیاری از اپلیکیشن‌ها و بازی‌های همراه از نرخ فریم‌های بالای 60 هرتز پشتیبانی نمی‌کنند. با این وجود برای کاربری که طی سال‌های گذشته از یک گوشی‌ هوشمند 60 هرتزی استفاده می‌نموده است، جهش به یک صفحه‌نمایش 120 هرتزی به احتمال فراوان محسوس و قابل توجه خواهد بود. صفحه‌نمایش‌هایی که از نرخ تازه‌سازی بالاتری بهره می‌برند، با نمایش تعداد فِرِیم‌های بیش‌تر در هر ثانیه موجب می‌شوند که جابجایی عناصر متحرک در صفحه‌نمایش روان‌تر و تیزتر به نظر برسد. در نتیجه کاربر حس می‌کند که دستگاه روان‌تر کار کرده و سریع‌تر نسبت به فرمان‌های لمسی واکنش نشان می‌دهد. به عنوان مثال ممکن است اسکرول کردن لیست اپلیکیشن‌ها و جابجایی بین منوهای دستگاه نرم‌تر و سریع‌تر احساس شود. هم‌چنین بالا رفتن نرخ تازه‌سازی، موجب کاهش مساله تار شدن عناصر صفحه در هنگام وقوع حرکت‌های ناگهانی تصویر یا به اصطلاح تاری حرکت (Motion blur) می‌شود.

درباره مهندس رضا نقاش زاده

دیدگاهتان را بنویسید

alldigi.ir