رفرش ریت (Refresh Rate) چیست؟! آشنایی با نرخ نوسازی تصویر

نرخ نوسازی (Refresh Rate) چیست؟! نرخ نوسازی 120 هرتز، 240 هرتز

نرخ نوسازی (Refresh Rate) چیست؟! نرخ نوسازی 120 هرتز، 240 هرتز

رفرش ریت (Refresh Rate) یا نرخ نوسازی تصویر ۱۲۰ هرتز، ۲۴۰ هرتز و ۶۰۰ هرتز برای کیفیت تصویر HD تلویزیون شما چه معنایی دارند؟ در بازار تلوزیون های HDTV نرخ نوسازی ۱۲۰ هرتز، ۲۴۰ هرتز و حتی ۶۰۰ هرتزی خیلی مورد توجه هستند و میتواند تاثیری عمیقی بر روی تصاویر دریفاتی تلویزیون شما بگذارد. کنجکاو شدید بفهمید که این اتفاق چه طوری رخ میدهد؟ بیاید با یک سری اصول اولیه شروع کنیم. تلویزیون مجموعه‌ای از تصاویر پشت سر هم است و به اندازه‌ای سریع نمایش داده میشود که مغز شما آن را پیوسته میبینید.

در آمریکا، شبکه برق به صورت ۶۰ هرتز کار میکند (در ایران ۲۴۰ هرتز)، پس طبیعی است که تلویزیون هم با همان سرعت کار کند و دقیقاً به همین دلیل است که در آمریکا برندهایی وجود دارند که در ایران وجود ندارند. چون سیستم برق متفاوت است. البته در کشورهای اروپایی شبکه برق ۵۰ هرتزی است و روی اغلب نمایشگرها برچسب مخصوص به منطقه خودشان مشاهده میشود. البته این حالت، چیزی بود که در گذشته روی تلویزیون های CRT دیده میشود. یعنی شبکه برق قدیمی منطبق با تلویزیون های CRT که در حال حاضر هم تا حدود زیادی بدون تغییر باقیمانده.

پس رقم ۶۰ هرتز یعنی تلویزیون های مدرن امروزی HDTV میتوانند ۶۰ تصویر در هر ثانیه نمایش دهند که این رقم برای تازه سازی تصویر در دو رزولوشن (ابعاد پیکسل های صفحه) ۷۲۰p و ۱۰۸۰p و ۱۰۸۰i (هر دو رزولوشن ۱۰۸۰ از کیفیت یکسانی برخوردارند و تفاوت آنها در نوع پردازش تصویر است) مناسب است.

 

نرخ نوسازی (Refresh Rate) تصویر
تصویر ۱ و ۲ فریم های اصلی تصویر با سرعت ۶۰ فریم بر ثانیه روی تلویزیون های LCD را نشان میدهد که برای استفاده در نمایشگرهای ۱۲۰ و ۲۴۰ هرتزی مناسب نیست. کپی کردن فریم های صالی یک روش مرسوم است و هر فریم میتواند به طور متناوب و تصادفی فضای خالی را پر کند. در مثال بالا؛ پردازنده تلویزیون، فریم ۱a را از تفاوت بین فریم ۱ و ۲ ایجاد کرده است. همین روند به شکل ۲a، ۳a و .. ادامه پیدا میکند تا تصاویر نهایی ساخته شود و این دقیقاً همان تفاوتی است که بین ویدئوهای ۶۰ و ۱۲۰ هرتزی ایجاد میشود.

در مورد افزایش نرخ فریم ریت چه میدانید؟

همین چند سال پیش بود که LCD هایی با نرخ نوسازی بالا روانه بازار شدند و موفقیت های خوبی کسب کردند. برخی از آنها ۱۲۰ هرتز بودند که خوب درخشیدند و حالا با کمی جست و جو در بازار ۲۴۰ هرتز و فراتر از آن هم پیدا میکنید. در اغلب موارد آن هایی که نرخ نوسازی تصویر بالاتری داشتند واقعاً بهتر بودند. اما برای درک اینکه چرا بهتر بودند باید اول به این پرسش پاسخ دهیم که اصلاً چرا وجود دارند؟

همه LCD ها با حرکت رزولوشن (منظور سرعت تصویر و جابه جایی پیکسل ها است) مشکل دارند. وقتی چیزی (یا کل تصویر) روی صفحه در حرکت است، تصویر در مقایسه با زمانی که ثابت است تار میشود. این موضوع در روزهای ابتدایی معرفی LCD ها به بازار عمدتاً دیده میشد و علت آن زمان پاسخگویی (Response Time) به تصویر بود و البته در برخی مواقع علت آن تبدیل تغییر سرعت نور پیکسل ها از سفید به سیاه و بر عکس بود.

در مانیتورهای جدید زمان پاسخگویی (Response Time) بسیار خوب است و به همین دلیل همچون گذشته مسئله مهمی محسوب نمیشود. اما باز هم مسئله اینجاست که مغز شما چه طور با این موضوع برخورد میکند؟ چون مغز شما است و مغز هر آدمی متفاوت است و همه میخواهند حرکت رزولوشن را متفاوت ببینند. البته برخی افراد هم تاری حرکت را متوجه نمیشوند و برخی هم توجهی به آن نمیکنند و برخی دیگر (مثل من) به آن توجه میکنند.

اسکن نور پس زمینه (Backlight Scanning)
این تصاویر مربوط به تلویزیون پاناسونیک مدل ۱۹۲۰bls است و به صورت شماتیمک نحوه کار این فناوری را نمایش میدهد.

پس درک آدم ها از مشاهده تصاویر متفاوت است. برای فریب مغز در جهت مشاهده جزئیات بیشتر در LCD ها دو روش کلی وجود دارد که اولی «چشمک زنی نور در پس زمینه» یا (Backlight Flashing) یا به زبان ساده اسکن نور در پس زمینه و دومی «فریم گذاری تصادفی» (Frame Insertion) است. ابتدایی ترین نسخه Backlight Flashing مدلی است که با پیکسل های سیاه (تاریک) بین هر فریم ویدئو نمایش داده میشود و حالت تاریک آن تقریباً مشابه روش کاری پروژکتور است. یعنی نمایش تصویر، سپس صحنه تاریک، نمایش تصویر و مجدداً صحنه تاریک و الی آخر.

این حالت باید به آرامی انجام شود تا منجر به لرزش تصویر نشود و زمانی که به اندازه کافی سریع باشد، با نمایش یک در میان تصاویر و صحنه تاریک یک تصویر بلند ساخته میشود که ذهن ما آن را به شکل یک فیلم پیوسته مشاهده میکند. این حالت سنتی در تصویر سازی دقیقاً همان چیزی است که Backlight Flashing در تلویزیون های مدرن امروزی (HDTV) انجام میدهد که به به هرتز یا فریم ریت بر ثانیه شهرت دارد.

نسخه بروزتر Backlight Flashingرا اسکن نور پس زمینه (Backlight Scanning) نامگذاری کردند که بخشی از نورهای پس زمینه را به صورت متوالی با نمایش هر صحنه جدید کم میکند. در واقع همان عمل نمایش تصویر، سپس صحنه تاریک را به شکلی دیگری انجام میدهد. مشکل این روش در اغلب موارد نشت نور است که در برخی موارد به شکل قابل توجهی بالاست، چون زمان هایی وجود دارد که نور پس زمینه یا خاموش است یا نزدیک به خاموشی!

تاری رزولوشن
تاری رزولوشن در زمان حرکت در تصویر بالا به خوبی قابل مشاهده است. تصویر پایین در زمان حرکت دلفین ها کاملاً تار و تصویر بالا شفاف و با وضوح بالاست. این دقیقاً همان تفاوت سرعت نوسازی تصویر پایین و سرعت نوسازی تصویر بالاست.

روش دیگری هم وجود دارد که به آن Frame Insertion گفته میشود که بدون دستکاری نور پس زمینه، تصاویر سیاه تصادفی را (همان صحنه تاریک در روش اول) را بین چهارچوب تصاویر نمایش دهده شده یا هر فریم تصویر (تصاویر کاملی که ۱۰۰ درصد پخش میشوند) نمایش میدهد. Frame Insertion یا همان فریم گذاری تصادفی برای نمایشگرهای ۱۲۰ و ۲۴۰ هرتزی بهترین گزینه موجود است. چرا؟ چون به صورت اتوماتیک فریم های جدیدی از فیلم ایجاد میکند و آن را بین فریم های واقعی ویدئو قرار میدهد و تصویر نهایی خلق میشود.

از Black Frame Insertion در تلویزیون های امروزی به شکل گسترده ای استفاده میشود و معمولاً به صورت یک گزینه غیر فعال در منو تنظیمات اکثر تلویزیون ها وجود دارد. استفاده از آن هم زمانی مناسب است که در حال اجرای بازی یا تماشای برنامه های ورزشی هستید و با فعال کردن آن، تاری موجود در تصویر را با افزایش تصاویر سیاه پس زمینه کاهش میدهد. استفاده از فریم گذاری تصاودفی معایب کمی دارد و موجب میشود بدون افت نور صفحه، کیفیت تصاویر دریافتی بسیار خوبی را تجربه کنید.

با این حال؛ استفاده از این حالت در محتوای ۲۴ فریمی (فیلم ها و برنامه های متنی) یک مسئله مهم دارند و آن هم صاف و بدون مشکل بدون فریم در برخی محتواها است که در ظاهر ممکن است خوب باشد، اما صاف بودن بیش از حد تصاویر حالت صابونی غیر طبیعی به فیلم میدهد که اصطلاحاً به آن Soap Opera Effect گفته میشود که در بین شرکت های سازنده نمایشگرها و اهالی فن «dejudder» نامیده میشود. برای درک بهتر اینکه Soap Opera Effect چیست میتوانید مقاله انگلیسی سی‌نت را بخوانید.

مشکل Soap Opera Effect در تلویزیون و مانیتور. تصویر بالا، حالت معمولی، تصویر پایین حالت Soap Opera Effect

بیشتر تلویزیون های ۱۲۰ و ۲۴۰ هرتزی امروزی از یک یا دو نسخه این فناوری استفاده میکنند و اگر در تلویزیون باشد، احتمالاً از طریق منو تنظیمات قابل انتخاب است و نکته عجیب اینجاست که در برخی تلویزیون ها مثل Panasonic’s WT50 وقتی نمایش تصاویر را روی مُد سینمایی تنظیم میکنید، در حالت حرکت تصادفی (Motion Interpolation) قفل میشوید. علت آن هم این است که اگر بخواهید از روش اسکن نور پس زمینه در این مُد استفاده کنید، رزولوشن خوبی دریافت نمیکنید.

به نظرم، با این اوضاف حرکت از سمت ۶۰ هرتز به ۱۲۰ هرتز خیلی واضح است و ارزش هزینه کردن دارد. ولی از ۱۲۰ به ۲۴۰ هرتز پیشرفت خیلی بزرگی است که هنوز هم نمایشگرهای آن همه گیر نشدند و برخی از مانیتور و تلویزیون های فعلی که میتوانند ۲۴۰ هرتز را پردازش کنند، گران قیمت هستند.

رفرش ریت (نرخ نوسازی) تلویزیون های HDTV

شرکت های سازنده نمایشگر معمولاً نرخ نوسازی  تصویر را مبهم اعلام میکنند و در بالای این رده بندی اسامی بزرگی مثل سامسونگ، سونی، ال‌جی و .. دیده میشوند و مدت زیادی است که اعلام میزان نرخ نوسازی تصویر در نمایشگرهایشان را متوقف کردند. در عوض به جای این کار از درجه بندی های حرکت رزولوشن مثل «TruMotion» ،«Motionflow XR» و … استفاده میکنند که برای مخاطرب مبهم و گیج کننده است.

ویژگی TruMotion در تلویزیون های سامسونگ
تصویر سمت چپ تلویزیون LG B6 OLED و تصویر سمت راست تلویزیون Samsung KS8000‏ است. با خاموش کردن ویژگی TruMotion روی هر دو تلویزیون تفاوت آن ها به خوبی مشاهده است.

در اغلب موارد، شرکت های سازنده نمایشگرهای خانگی برای پردازش تصاویر از اسکن نور پس زمینه (Backlight Scanning) و پردازش های اضافی مربوطه استفاده میکنند تا نره نوسازی تصویر را بالاتر از نرخ واقعی اعلام کنند. مثلاً با کمک اسکن نور پس زمینه، نرخ شفافیت حرکتی روی تلویزیون های ۶۰ هرتزی میتواند ۱۲۰ هرتز باشد و یا اینکه LCD های ۱۲۰ هرتزی بدون اسکن نور پس زمینه معرفی شوند. در مشخصات تلویزیون های مدرن به ندرت نرخ نوسازی تصویر ذکر میشود.

مطلب نرخ نوسازی تقبلی نمایشگرها، یکی از بهترین مطالب موجود در سطح اینترنت است که البته به زبان انگلیسی است و اگر زبان انگلیسی خوبی دارید توصیه میکنیم حتماً آن را بخوانید. صحبت در مورد نرخ نوسازی به قدری پیچیده هست که به خودی خوشد نیازمند یک مقاله تخصصی مجزا است. چون برخی تلویزیون های پلاسما با نرخ نوسازی تصویر ۶۰۰ هرتز هم تولید شدند که برای بررسی آن باید مقاله جداگانه نوشته شود.

پلاسمای ۶۰۰ هرتز – باورنکردنی اما واقعی

پلاسماها مثل LCD ها از تاری حرکت رنج نمیبرند، به همین دلیل هم مثل آنها به نرخ نوسازی بالا نیاز ندارند. مشکل اینجاست که تمام سازندگانی که پلاسما تولید میکنند، LCD هم تولید میکنند و به همین خاطر هیچ وقت در تبلیغات بازاریابی خودشان نمیگویند بیاید تلویزیون ما را بخرید، فقط به این دلیل که تاری حرکت ندارد! یا مثلاً نسبت کنتراست تصویر ضعیفی ندارد! این حرف کلاً از دید آنها بی معناست.

نسبت کنتراست تصویر

در ۱۲۰ هرتز و ۲۴۰ هرتز بازار قدرتمندی وجود دارد و برای همین بسیاری از طرفداران قدیمی پلاسما به اشتباه تصور میکردند که چون پلاسما فناوری قدیمی‌تری است، پس کندتر است. علت سرمایه گذاری تولید کنندگان پلاسما در این بازار هم دلایل خودش را دارد که شاید در مقاله دیگری در موردش سخن گفتیم. در عوض هر سه سازنده بزرگ پلاسما، یعنی ال‌جی، سامسونگ و  و پاناسونیک ادعای تولید نمایشگرهای ۶۰۰ هرتزی کرده‌اند.

مثل جمله «اوبی‌وان کنوبی» شخصیت جنگ ستارگان که میگفت: چیزی که بهت گفتم درست بود! (کنابه به بهتر بودن پلاسماها در نرخ نوسازی تصویر). پلاسماها نور را با زمان تولید میکنند، یعنی هر پیکسل در پلاسما فقط دو حالت دارد، روشن یا خاموش. به همین دلیل برخلاف LCD که هنوز هم میتواند آنالوگ باشد، یک وسیله کاملاً دیجیتالی است. چون پیکسل های پلاسما فقط دو حالت تولید میکنند، به همین دلیل سطوح روشن بهتری دارند (یعنی پر نور تر هستند) و نور چشمک زن آنها به نسبت LCD سریع‌تر روشن و خاموش میشود.

اینجا دقیقاً همان نقطه عطفی است که ۶۰۰ هرتز شروع میشود. با یک توضیح ابتدایی باید بگوییم که پلاسما میتواند هر فریم ویدئو را به ۱۰ زیر شاخه (Subfields – یا پس زمینه) تبدیل کند (۶۰۰ هرتز ضربدر ۱۰ = ۶۰۰). اگر پیکسل سفید یا روشن باشد، برای هر زیر شاخه ها یک‌‎ بار روشن خاموش میشود، اگر ۵۰ درصد روشن باشد، (واحد IRE یا خاکستری متوسط)، نصف ۱۰ عدد زیر شاخه روشن میشود و اگر تاریک باشد کلاً روشن خاموش نمیشود.

«اوبی‌وان کنوبی» شخصیت جنگ ستارگان

DLP تنها با یک اصل ساده کار میکند. هر کدام از این آیینه ها دو حالت دارند. یا روشن هستند که به سمت لنز هستند یا خاموش هستند که سمت آن نیستند. (منظور نوری که درون خود پلاسما برای ایجاد تصویر تابیده میشود). البته بحث فعلی خیلی از این پیچده تر است که در این مقاله نمیگنجد و تا همینجا بیشتر توضیح نمیدهیم.

اما به صورت کلی؛ ۶۰۰ هرتز یک جور بازاریابی مدرن برای تولیدکنندگان تلیوزیون و مانیتور است، البته خیلی هم دروغ نیست. چونکه پلاسماها از تاری حرکتی (Motion Blur) که LCD ها از آن رنج میبرند بی بهره هستند و به همین دلیل به نرخ نوسازی بیشتر نیاز ندارند. حالا اگر با خوندن این مطلب در تلویزیون خودتان به دنبال تاری حرکتی میگردید، باید دقت کنید که این حالت با توجه به فیلم و بازی هایی که در حال پخش هست دیده میشود. یعنی در حالت عادی مشاهده نمیشود.

یک مثال خوب؛ در زمان فیلم برداری با گوشی، زمانی که تصویر را روی صورت شخصی دیگر فوکوس میکنید، سرعت دوربین و مقدار تار شدن تصویر به خوبی قابل مشاهده است و این دقیقاً همان چیزی است که در بالا گفتیم. به عبارتی وقتی صورت شخص کل صفحه گوشی را پر میکند، تصویر برای چند لحظه ساکن میشود و دقیقاً در همان لحظه تمام جزئیات صورت قابل مشاهده هست. اینجا با کمترین حرکت شخص تاری نمایان میشود. امتحان کنید.

رفرش یست (Refresh Rate) یا نرخ نوسازی تصویر

نرخ نوسازی (Refresh Rate) یا رفرش ریت تصویر هر چند وقت یکبار در در تلویزیون ها تصویر جدیدی را نمایش میدهد و هر چیزی بالاتر از ۶۰ هرتز در رده بندی فناوری های خود تلویزیون ها محسوب میشود. همه تلویزیون های مدرن یا ۲۴ فریم بر ثانیه هستند (فیلم ها و بیشتر برنامه های رایج تلویزیون)، یا ۶۰ قسمت در ثانیه (۱۰۸۰i در ویدئو)، یا ۶۰ فریم در ثانیه (۷۲۰p در ویدئو). در LCD ها از نرخ نوسازی بالاتر برای بهبود تاری رزولوشن در استفاده میشود. بنابراین نرخ نوسازی ۶۰۰ هرتز با اینکه از فنی قابل پیاده سازی است، اما بشتر جنبه تبلیغاتی دارد.

اگر احساس میکنید تاری حرکت موجود در رزولوشن تصاویر ویدئویی شما را اذیت میکند، پس بهتر است تلویزیونی با بالاترین نرخ نوسازی تصویر بخرید که در این حالت یا باید سراغ تلویزیون های پلاسما بروید، با LED های مدرن شرکت های مختلف.

در جمع بندی پایانی، بهتر است اشاره کنم که تاری حرکت برای بسیاری از افراد یا قابل مشاهده نیست، یا آزار دهنده نیست و اکثر افراد تقریبا به آن عادت کرند. به شخص تلویزیون های پلاسما را به LCD ها ترجیح میدهم که البته دلیلش علاوه بر موارد بالا، نسبت کنترانت تصویر واقعی تر هم هست.

.

خروج از نسخه موبایل