Częstotliwość odświeżania (Hz) a liczba klatek na sekundę (FPS) — jaka jest różnica

Jeśli dopiero zaczynasz przygodę z monitorem i kartą graficzną, być może często słyszałeś terminy Częstotliwość odświeżania i Liczba klatek na sekundę. Oba te terminy oznaczają liczbę wyświetlanych klatek na sekundę. Częstotliwość odświeżania zależy od monitora, podczas gdy liczba klatek na sekundę dotyczy GPU.

Częstotliwość odświeżania to maksymalna liczba klatek, które monitor może wyświetlić na sekundę. Z drugiej strony liczba klatek na sekundę oznacza liczbę klatek obrazu wysyłanych przez GPU do monitora na sekundę.

Tutaj zaczyna się zamieszanie dla większości czytelników. Powyższa definicja może nie mieć większego sensu, jeśli jesteś zupełnie nowy w tematach, częstotliwości odświeżania i liczbie klatek na sekundę. Ten artykuł wyjaśnia bardziej szczegółowo zarówno tematy, jak i różnice między nimi.
Co to jest częstotliwość odświeżania?
Zanim przejdziemy do definicji częstotliwości odświeżania, najpierw powinieneś wiedzieć, jak działają diody LED na monitorze. Komputer wysyła dane z bufora ramek do monitora. Te dane, generowane przez procesor lub kartę graficzną, zawierają strumień informacji o kolorze pikseli.
Monitor ustawia szczegóły RGB (czerwony, zielony i niebieski) dla każdego piksela na podstawie danych otrzymanych z komputera. Po zmianie danych wideo monitor będzie również musiał odświeżyć i dostosować RGB dla każdego piksela.

Z technicznego punktu widzenia, ile razy pojedynczy piksel może odświeżyć swoją intensywność RGB w ciągu jednej sekundy, to częstotliwość odświeżania piksela. Mówiąc prościej, częstotliwość odświeżania to liczba razy, kiedy monitor może odświeżyć obraz na sekundę. Częstotliwość odświeżania monitora jest mierzona w hercach.

Weźmy na przykład monitor z 60 Hz. Ten monitor może wyświetlić do 60 klatek na sekundę. Jednak ta liczba zależy również od procesora graficznego twojego systemu. Monitor, chociaż 60 Hz, nie będzie w stanie odświeżyć 60 klatek na sekundę, jeśli procesor graficzny twojego systemu nie jest wystarczająco mocny, aby dostarczyć 60 klatek na sekundę.

Jeśli jednak potężna karta graficzna może dostarczyć więcej niż 60 klatek, powiedzmy 144 klatek na sekundę. Monitor, ograniczony do 60 Hz, może wyświetlić tylko 60 klatek. W tym przypadku monitor nie może wyświetlić pozostałych 84 (144-60) klatek.

Co to jest liczba klatek na sekundę?

Zanim porozmawiamy o liczbie klatek na sekundę, konieczne jest, aby wiedzieć, jak komputer przetwarza obrazy. CPU wysyła dane do GPU (Graphics Processing Unit), który przetwarza te dane i generuje serię nieruchomych obrazów.
Każdy nieruchomy obraz nazywany jest ramką, która składa się z informacji dla wyświetlacza o tym, jak piksele mają się świecić. Jasność pikseli, kolor pojedynczego piksela i tak dalej.

GPU wysyła następnie klatki do monitora co sekundę. Następnie monitor wyświetla te klatki jedna po drugiej, tworząc wynik wizualny. Odtwarzanych jest kilka szybko zmieniających się klatek obrazu, aby stworzyć wrażenie ruchu na ekranie wyświetlacza.

Liczba klatek na sekundę lub liczba klatek na sekundę (FPS) to liczba klatek, które GPU wysyła do monitora. Liczba klatek na sekundę całkowicie zależy od tego, jak potężny masz procesor graficzny i ile generuje aplikacja. 

Większość plików wideo odtwarza 24 kl./s. Oznacza to, że monitor wyświetla 24 obrazy w ciągu jednej sekundy, tworząc iluzję poruszających się obiektów. Wiadomo, że niektóre gry lub aplikacje obsługują wysoką liczbę klatek na sekundę, od 60 do ponad 200 klatek na sekundę, zapewniając płynne przejście do zmieniających się obiektów.

Jeśli używasz systemu z wydajnym procesorem graficznym, będzie on w stanie wygenerować więcej klatek na sekundę. Jednak, jak omówiono powyżej, nie będziesz w stanie zobaczyć wszystkich tych klatek, chyba że twój monitor obsługuje równie wyższą częstotliwość odświeżania.

Jeśli nagrywasz wideo za pomocą dedykowanego urządzenia do przechwytywania ekranu, zarejestruje ono wszystkie klatki wysyłane z GPU. Nawet jeśli masz monitor 60 Hz, urządzenie do przechwytywania ekranu rejestruje wszystkie dane wideo wysyłane z GPU.

Możesz zmierzyć liczbę FPS za pomocą dowolnej aplikacji do liczenia FPS. Niektóre aplikacje mają również wbudowaną funkcję wyświetlania szczegółów FPS.

Godne uwagi różnice

Zarówno częstotliwość odświeżania, jak i liczba klatek na sekundę idą w parze, ponieważ obie są odpowiedzialne za wyświetlanie płynnego wyjścia wideo.
Wyższa częstotliwość odświeżania lub wyższa liczba klatek na sekundę
Wyższa częstotliwość odświeżania zapewnia środki do oglądania tych dodatkowych klatek. Możesz jednak skorzystać z monitora o wyższej częstotliwości odświeżania tylko wtedy, gdy Twój system zapewnia taką samą liczbę klatek na sekundę. Nie będziesz w stanie w pełni wykorzystać monitora z wyższą częstotliwością odświeżania bez odpowiedniej liczby klatek na sekundę, aby go obsługiwać.
Alternatywnie, jeśli częstotliwość odświeżania twojego monitora jest niższa, ale GPU jest w stanie zapewnić wyższą liczbę klatek na sekundę, nie zobaczysz tych dodatkowych klatek. Jednak uzyskanie większej liczby klatek na sekundę, nawet jeśli nie masz monitora z wyższą częstotliwością odświeżania, jest zawsze lepsze niż posiadanie niższej liczby klatek na sekundę.

Czy wyższa liczba klatek na sekundę oznacza mniejsze opóźnienie wejściowe?

Krótko mówiąc, tak, wyższa liczba klatek na sekundę oznacza mniejsze opóźnienie wejściowe. Powiedzmy, że pracujesz na monitorze 60 Hz, ale licznik FPS wykrywa, że ​​aplikacja działa na 144 FPS. Chociaż zobaczysz tylko 60 klatek w ciągu jednej sekundy, rzeczywiste dane wysyłane z GPU to 144 klatki dla przedziału czasu.

Ramki te nie są wyświetlane, ale są przetwarzane przez GPU. System rejestruje dane wejściowe, nawet jeśli monitor nie może wyświetlić tych dodatkowych klatek. W związku z tym dostrzegalny wynik jest marnowany.
Ponieważ procesor przetworzył informacje dla wszystkich ramek, większa liczba klatek na sekundę minimalizuje opóźnienie między poleceniem wejściowym a jego wynikiem na ekranie. Powoduje to zarejestrowanie polecenia wejściowego, mimo że wyświetlacz nie jest aktualizowany.

Reakcja będzie nieco nagła, a nawet opóźniona. Ale rzeczywisty scenariusz jest taki, że informacje są przetwarzane, a dane wejściowe aktualizowane.

Aby dokładniej wyjaśnić, porozmawiajmy o scenariuszu, w którym grasz w grę. Granie w gry z 144 klatkami na sekundę rejestruje ruch dość często w porównaniu z graniem w gry z 60 klatkami na sekundę. Chociaż różnica czasu między rejestrowaniem ruchu na urządzeniach z wyższą i niższą ramką wynosi milisekundy, to opóźnienie może być przyczyną przegrania meczu i wygrania go.

Innym przykładem, który lepiej to zilustruje, jest reakcja komputera na wprowadzanie danych z klawiatury i myszy, nawet gdy ekran jest wyłączony. Wyłączony ekran odpowiada 0 częstotliwości odświeżania, ale maksymalny FPS obsługiwany przez twoją kartę graficzną. Wyświetlacz nie jest aktualizowany, ale wejście jest rejestrowane.

Czy mogę zwiększyć częstotliwość odświeżania monitora?

W zależności od używanego monitora możesz mieć możliwość korzystania ze zmiennej częstotliwości odświeżania. Monitory do gier z wyższą częstotliwością odświeżania najprawdopodobniej będą obsługiwać podkręcanie. Możesz sprawdzić, czy Twój monitor obsługuje zmienną częstotliwość odświeżania w Ustawieniach ekranu.

Naciśnij klawisz Windows + I, aby otworzyć Ustawienia.
Przejdź do System > Wyświetlacz > Zaawansowany wyświetlacz .
W obszarze Wybierz częstotliwość odświeżania kliknij menu rozwijane.
Jeśli wyświetla wiele częstotliwości odświeżania. Wybierz wyższą liczbę i wybierz opcję Zachowaj zmiany