【走進(jìn)科學(xué)】為什么電競(jìng)顯示器特別喜歡強(qiáng)調(diào)1ms灰階響應(yīng)?
01
市場(chǎng)背景
在我們選購(gòu)高刷顯示器查看相關(guān)介紹的時(shí)候,經(jīng)常會(huì)看到“1ms GTG響應(yīng)時(shí)間”這個(gè)詞的出現(xiàn),而在其他60Hz顯示器的介紹資料中則很少能看到關(guān)于響應(yīng)時(shí)間的介紹。大家是否想過:為什么電競(jìng)顯示器特別喜歡強(qiáng)調(diào)1msGTG響應(yīng)時(shí)間,而普通顯示器卻往往不宣傳自己的GTG響應(yīng)時(shí)間?
02
問題描述
刷新率會(huì)影響顯示器的響應(yīng)速度嗎?為什么同樣的顯示器,調(diào)到144Hz就有明顯的拖影,而當(dāng)調(diào)整到60Hz時(shí)拖影現(xiàn)象就輕微了呢?
03
分析過程
先簡(jiǎn)單地為大家介紹一下刷新率和響應(yīng)速度的概念。
1.什么是刷新率?
刷新率是指顯示器更新屏顯圖片的頻率。刷新率分為垂直刷新率和水平刷新率,一般提到的顯示器的刷新率通常指的垂直刷新率。
垂直刷新率表示屏幕的圖象每秒鐘重繪多少次,也就是每秒鐘屏幕刷新的次數(shù),以Hz(赫茲)為單位。此更新間隔的單位為毫秒 (ms)。
2.為什么需要高刷新率?
以下圖為例,120Hz、60Hz、30Hz的顯示器更新間隔分別為8.33ms、16.67ms、33.33ms。顯然,同樣的一段跑步的過程,高刷新率的顯示器能夠顯示出5張不同的圖像,而60Hz能夠顯示出3張不同的圖像,而30Hz僅能夠顯示出2張不同的圖像。顯示器刷新率越高,顯示出的過程越詳細(xì),相鄰兩幅圖像之間的差異更小,視覺效果就越流暢。

為了能夠利用更高的CPU和GPU性能,需要考慮的三個(gè)重要部分是:
·?高刷新率顯示器
·?高性能 CPU
·?高新能 GPU
CPU和GPU僅負(fù)責(zé)計(jì)算生成大量的圖像,所以顯示器能夠?qū)⑦@些生成的圖像盡可能多地顯示出來至關(guān)重要。如果您的顯示器刷新率過低,無法顯示出足夠多的幀數(shù),那么無論CPU和GPU的配置有多優(yōu)秀,用戶都無法查看到流暢的動(dòng)態(tài)畫面。
3.什么是響應(yīng)時(shí)間?
響應(yīng)時(shí)間的概念反映的是液晶顯示器各個(gè)像素點(diǎn)對(duì)輸入信號(hào)反應(yīng)的速度。
液晶顯示器是利用液晶分子扭轉(zhuǎn)控制光的通斷,而液晶分子的扭轉(zhuǎn)需要一個(gè)過程,也就是我們通常所說的響應(yīng)時(shí)間。

行業(yè)發(fā)展初期,業(yè)內(nèi)關(guān)于液晶響應(yīng)時(shí)間的定義,試圖以液晶分子由全黑到全白之間的轉(zhuǎn)換速度作為面板整體響應(yīng)時(shí)間的縮影,來代表液晶面板的快慢程度,通常又可稱之為“On/Off”響應(yīng)時(shí)間。但是,目前行業(yè)普遍采用的【響應(yīng)時(shí)間】,一般指是灰階響應(yīng)時(shí)間,也就是GTG(Grey To Grey),而非“On/Off”響應(yīng)時(shí)間。
通常來說,液晶屏幕上人們?nèi)庋鬯姷囊粋€(gè)點(diǎn),即一個(gè)像素,它是由紅、綠、藍(lán)三個(gè)子像素組成的。每一個(gè)子像素,其背后的光源都可以顯現(xiàn)出不同的亮度級(jí)別,而灰階就代表了由最暗到最亮之間不同亮度的層次。這中間的層次越多,所能夠呈現(xiàn)的畫面效果也就越細(xì)膩。
灰階響應(yīng)時(shí)間與普通液晶顯示器利用液晶分子在閉合狀態(tài)下所獲得的最小值標(biāo)注方法不同,GTG的響應(yīng)時(shí)間在標(biāo)注上采用的所有灰階切換過程中所產(chǎn)生的最大響應(yīng)時(shí)間,也就是說每個(gè)液晶分子在所有灰階的全程切換時(shí)間。
以8 bit的面板為例,它能表現(xiàn)出256個(gè)亮度層次,我們就稱之為256灰階。LCD屏幕上每一個(gè)子像素,均由不同亮度層次的紅、綠、藍(lán)組合起來,最終就形成了不同的色彩點(diǎn)??梢姡聊簧厦恳粋€(gè)點(diǎn)的色彩變化,其實(shí)都是由構(gòu)成這個(gè)點(diǎn)的三個(gè)RGB子像素的灰階變化所帶來的,因此灰階響應(yīng)時(shí)間比傳統(tǒng)的黑白響應(yīng)時(shí)間更能反映一臺(tái)液晶顯示器在實(shí)際使用中的效果。
4. 為什么電競(jìng)顯示器需要1ms響應(yīng),而普通顯示器不需要?
以廣為熟知的27英寸4K 144面板友達(dá)2.3面板為例,官方給出的原生響應(yīng)時(shí)間是12ms。

那它的更新間隔是多少呢?1÷144=6.9(ms),更新間隔明顯小于響應(yīng)時(shí)間的12ms。這時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)游戲玩家經(jīng)常遇到的問題——拖影。
顯示器響應(yīng)時(shí)間大于更新間隔時(shí),從一幀畫面變化成到另一幀畫面時(shí),液晶分子尚未來得及完全偏轉(zhuǎn)成為目標(biāo)狀態(tài),也就是顯示器還未完全顯示成應(yīng)該顯示的畫面,用戶看到的內(nèi)容自然就是“糊成一團(tuán)“。
當(dāng)然,現(xiàn)實(shí)中,顯示器廠家往往會(huì)通過一系列技術(shù)措施,比如OD加速來縮短液晶分子的響應(yīng)時(shí)間,但實(shí)際顯示效果就要看各自的技術(shù)實(shí)力了。
如果將這款12ms響應(yīng)的面板調(diào)整為60Hz會(huì)發(fā)生什么呢?更新間隔則變成了16.67ms,液晶分子有足夠的時(shí)間完成轉(zhuǎn)換過程,等待4.67ms再顯示另一張畫面,所以我們看到的拖影就變得非常小,畫面就會(huì)更加清晰。
如今的液晶顯示器已經(jīng)能夠做到原生360Hz超高刷,更新間隔時(shí)間僅2.8ms,所以就需要更快的響應(yīng)速度才能保證清晰的顯示畫面。
另一方面,響應(yīng)速度并不是只要大于更新間隔時(shí)間即可,而是越快越好。響應(yīng)速度越快,畫面拖影越不明顯。
04
真相組總結(jié)
通過以上分析,我們可以總結(jié)如下規(guī)律:顯示器的刷新率越高,則需要更快的響應(yīng)時(shí)間才能看到清晰的畫面。
60Hz顯示器比144Hz顯示器的更新間隔時(shí)間更長(zhǎng),在同樣的響應(yīng)時(shí)間下,畫面處于清晰狀態(tài)的時(shí)間更多,所以拖影越不容易被察覺,這就是為什么電競(jìng)顯示器需要1ms灰階響應(yīng)的原因。
泰坦軍團(tuán)P27GN,采用Nano IPS快速液晶面板,灰階響應(yīng)時(shí)間僅1ms GTG,具有2K 170Hz高規(guī)格,能為玩家提供清晰無拖影的游戲體驗(yàn)。
