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屏幕刷频率提高了'好事'还是'坏事'

发布人:电巢 时间:2022-11-22 来源:工程师 发布文章

屏幕刷屏率是对于CRT显示器来讲 ,屏幕上的图形图像由一个个因电子束击打而发光的荧光点组成,由于显像管内荧光粉受到电子束击打后发光的时间很短,所以电子束必须不断击打荧光粉使其持续发光。对于LCD来说则不存在刷新率的问题,LCD中每个像素都在持续不断地发光,直到不发光的电压改变并被送到控制器中。

绝大多数人来说,目前九十赫兹的屏幕甚至更高的一百二十赫兹的屏幕刷新率的手机,你根本就不用考虑。原因很简单,屏幕刷新率要按照成本。性能功耗和应用软件的这个生态四个方面的因素的慢慢完善,良性的提升,而不是在某个因素不成熟的这个时候啊,盲目的去标参数,仅仅提升屏幕的刷新率,只会造成木桶效应。你多花的钱买到的高刷新率的屏幕的手机,往往因为硬件性能的瓶颈不能长期稳定的保持在这个额定的工作频率,又或者由于功耗太大,电量不够用,或者软件的这个生态还没有完全建立起来。没有几个常用软件支持高刷新率的屏幕造成。等一年后你要更换手机的时候,你会发现这一年你利用到高刷新率的屏幕时间,基本上寥寥无几。不是说不能买高刷新率的手机,而是在目前这个节点。性价比非常低。


首先澄清一个经常被误解的一个概念。那就是FPS和屏幕刷新率这两个概念经常被放在一起提到。但是这两个概念的严格来说其实毫无关系。FPS指的是frame per second。一秒钟计算机的显卡产生出的画面的数量,FPS并不是一个常量,而是根据画面生成的难度和显卡的性能随时动态改变的。静态下的计算机画面的FPS非常低,只有个位数。一旦画面变得相对复杂之后,比如说在晃动鼠标或者是出现新的窗口之后,FPS会变高,对应的显卡的负载变大,功耗也随之上涨,FPS是个动态变化的一个概念。比如说玩游戏的时候需要大量复杂计算的画面呢,FPS就会变低,反之FPS就会变高。屏幕刷新率是一个硬件指标,比如一块显示器的工作频率,也就是屏幕刷新率是六十赫兹,那么就是说只要通电之后,这块屏幕就会以每秒六十次的固定频率来显示画面,跟这块屏幕接收到的画面FPS没有直接的关系。

举个例子,你在看一幅照片的时候,显卡渲染出来的画面FPS只有一,但是屏幕同样可以以一秒钟刷新六十次的频率显示这幅照片。即使这六十次刷新显示的都是同一个画面,这里有些特例,有些显示器是可以做到实时变频的。比如说苹果,二零一七年后的ipad pro 和第五代的apple watch。就算FPS只有一屏幕,依然会以一个固定的频率来显示。如果FPS大于屏幕刷新率的情况,同理就算FPS好几百,甚至上千。实际你人眼观察到的显示频率受限于显示器最大的刷新率。如果说显示器最大的刷新率是六十赫兹,如果FPS少于六十,就比如说目前的FPS假如是十五,也就是一秒钟生成十五。那么显示器每一帧会显示四次,如果FPS是十,那么显示器每一帧会显示六次。虽然十FPS是个很低的帧率啊,你在屏幕上看到的画面会感觉卡卡的。但是实际上显示器依然是以每秒六十次的速度在更新画面。如果FPS高于屏幕的刷新率,多出来的画面会被有规律的抛弃掉。因为显示器来不及显示出多出来的画面。


技术上的概念搞清楚之后,我们再看一下对你日常生活中有实际意义的事情,你到底需要什么样的屏幕刷新率。我从两方面来讲,先说电脑显示器,再说手机和移动设备的显示屏幕。多数人在电脑上的实际应用是办公,这样的日常使用或者游戏啊以及观影。目前市面上主流的显示器啊呃都是六十赫兹的这个刷新率。应对日常办公啊基本够用了。在浏览网页的时候,FPS的情况大概是每秒十帧到二十帧左右。如果在回复邮件的时候,FPS的情况大概也是维持在二十帧左右,看一段三十帧每秒的视频的时候,所以在播放的时候呢,帧率也是三十帧每秒。但是当特意的快速移动鼠标的时候,强迫生成比较激烈的画面,FPS达到了一百二。所以在日常使用的各种情况下,几乎不会遇到FPS 超过六十的情况,因为不需要也用不到,所以主流的显示器都是六十赫兹,甚至多年前三十赫兹的屏幕也能够满足。特定工作流程的需求。而且目前主流的视频媒体,包括电影和各种短视频拍摄的时候都在六十FPS以内,所以六十赫兹的屏幕足够用了,游戏的需求比较特殊。

那么为什么现在会出现九十赫兹甚至更高刷新率的屏幕的手机呢?答案简单来说是因为观看距离变近了,导致人眼对刷新率的要求变高了。展开来说,因为人眼对于屏幕的刷新率的感知是非常复杂的,涉及到亮度、观看距离颜色、画面动态的幅度、屏幕的大小等等等等。这里简化一下这些概念,当你看到一个以三十帧每秒的速度运动的动画刚刚出现的这个小一号的是缩放两。同样的动画最上面的这个画面呢是最小的动画,三个画面放在一起对比,可以很明显的看出越小的画面人眼观感越流畅,越大的画面,残影的现象越明显,只有尺寸改变了而已。这就是为什么现在出现了高刷新率屏幕的手机的这个需求。因为相对观看的距离对人眼更近,因为离得近,所以看到的画面就相对的变大了。这也就是为什么在VR领域普遍的认为九十赫兹的显示面板是入门的基础,就是因为人眼的观看距离比手机还要近,原理就是这样的。


同样的FPS确实会因为画面的大小和观看距离在人眼观察的时候产生区别。所以从原理上来讲,确实不能因为电脑显示器六十赫兹能够应对多数的情况。就同理可证手机也可以,但是这里又涉及到一个新的概念。那么在六十FPS的情况下呢,电脑显示器和手机屏幕还会有那么大的观感差别吗?即使凑得更近,画面更大,人眼的观感也不会差太多,画面自然相差也不会很大。其实讲到这里啊,很多人心里应该已经有数了,九十赫兹甚至一百二十赫兹的屏幕的手机。对于多数人来说啊,只是个锦上添花的功能,实际意义并不大。在真实的使用场景下,高刷新率的屏幕。只有在显示UI动画和APP在支持高FPS渲染的情况下,才具体能体现得出来。而观影看视频之类的应用,因为视频源普遍都是在二十四到六十这个区间。你的手机屏幕就算拥有更高的刷新率,也只是浪费手机上宝贵的电池能源。因为实际观感受限于视频本身的帧率。但是请不要曲解我的本意啊,就像我开头说的手机刷新率的提升呢是必要的。但是应该在成熟的时机下,根据屏幕的成本、性能、功耗和支持的APP生态这四个维度同步的良性的提升,而不是在某些因素还没有成熟的情况下,盲目的标数据。

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我认为很多追逐高刷新率的手机的厂商,努力的方向是很盲目的。目前高刷新率的手机屏幕的面板的价格仍然居高不下,这部分的成本自然而然就会通过厂商的过度宣传转嫁到消费者身上。性能方面也频频爆出各种新闻。目前高刷新率屏幕的这个手机在很多情况下,由于性能和优化跟不上,画面的帧率其实根本达不到稳定的九十FPS乃至一百二十FPS。甚至一度爆出google 禁止在自家的手机上以九十赫兹的频率运行很多就是因为性能和功耗问题,游戏就更不用多说了,手机上的大制作游戏,要想跑满稳定的九十FPS配合九十赫兹的显示器显示。是个多么奢侈的举动。你要知道很多专业的游戏笔记本电脑啊在不插外接电源的情况下,根本就带不动显卡,更别说手机了,甚至很多游戏都跑不满六十FPS在六十HZ的手机屏幕上。移动端设备的电池问题一直是掣肘很多硬件提升的关键因素。电池技术在一直没有什么突破的这个同时高刷新率的屏幕,屏幕本身就已经是用电量最大的一个元器件的基础上进一步增加了功耗。同时呢,现在支持高刷新率的APP本身就还没有形成主流,再加上六十赫兹到九十赫兹的屏幕,提升本身就不是质变。虽然说六十到一百二的提升更加直观,但是一百二十赫兹屏幕的普及更是遥遥无期。不过想要尝鲜的用户,当然可以在充分了解目前现实的这个情况下,仍然自主选择高刷新率的屏幕的手机,但是多数信息掌握不完全的小白,可能会被厂商过分宣传,从而在没有需求的情况下尝试。目前不成熟的高刷新率手机在前一个月,三星已经宣布入局一百二十赫兹屏幕手机的这个领域,这是一个很好的现象。对于消费者而言,大厂商的入局只会加速高刷新率手机的成熟和普及速度。

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只是苹果这边目前还没有看到iphone 提升这个屏幕刷新率的这个消息。不过实际上苹果已经在前几年就已经在自家的ipad pro 上试水了。ipad pro 支持二十四赫兹到一百二十赫兹的动态变频。在需要高分辨率的时候啊,比如说UI动画,滑动操作这些场景会给人眼带来丝般顺滑的这个流畅体验。但是在观影或者是显示静止画面的时候啊,最低能够降到二十四赫兹来显示画面。苹果的第五代手表的显示屏甚至可以低到一赫兹来显示,大幅降低了屏幕的用电量。所以虽然并没有在电池上有了突破性的提升,但是通过变频的技术呢在一定程度上变相的解决了功耗问题。再加上ipad 这种使用频次和应用场景跟手机完全不一样的平板终端本身对移动性和便携性要求就没有手机那么严格。现在平板设备上试水和布局高刷新率屏幕是非常聪明的做法。从性能和成本的角度来看,苹

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果这样能自主研发s o c 的怪物公司啊,解决性能问题的能力自然不用担心。并且目前看来ipad pro 的变频高刷新率屏幕也是技术最好,那满意度最高的成本就不用说了,自家的芯片配自家的设备,肯定能控制的很好,那就只剩软件生态的一个因素了。苹果呢牛就牛在自家的开发环境非常的完善和友好,多数APP适配一百二十赫兹显示的这个优化在很短的时间内就能完成,也不用占用太多的开发资源。尤其是一些简单的ipad 改几行代码,就可以自动完成一百二十赫兹屏幕的适配工作。经过两三年的发展呢,绝大多数的专业应用,甚至很多游戏早已经完成了ipad pro 一百二十赫兹显示的适配,使得软件生态,已经非常成熟了。由于i o s 和ipad o s 的大多数软件是通用的,iphone 升级成高刷新率屏幕已经是顺理成章的事情了。因为苹果早已经在ipad pro 上完成了性能。成本、功耗和生态这些因素的所有的布局。而这种推进技术的发展方式,就是我刚才反复提到的良性的推进。

反观安卓阵营这一边,硬件标准不统一,软件生态碎片化严重。各个硬件厂商各怀心思,通过各种噱头功能乱点硬件科技书,高刷新率屏幕的用户体验,很难跟苹果生态的硬件去比较。关于显示器频率和FPS的概念,你应该已经很清楚了。


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关键词:屏幕刷频率

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