Che cos'è la frequenza di aggiornamento e perché è importante?
Nella serie iPhone 13 Pro lanciata quest'anno, abbiamo visto una frequenza di aggiornamento adattiva chiamata ProMotion, che consente allo schermo di aggiornarsi tra 10 e 120 volte al secondo, rendendo lo scorrimento del telefono più fluido e più efficiente dal punto di vista energetico.
In effetti, l'iPad Pro è stato dotato di questa tecnologia nel 2018. Inoltre, ultimamente le frequenze di aggiornamento elevate sono diventate la norma per i telefoni Android. Su alcuni monitor da gioco si possono trovare anche modelli etichettati come "144Hz" o addirittura "240Hz". Ma cos'è esattamente la frequenza di aggiornamento? Una frequenza di aggiornamento più elevata è sempre migliore?
Frequenza dei fotogrammi
La frequenza dei fotogrammi è un concetto ineludibile quando si parla di frequenza di aggiornamento. Ha a che fare con la ritenzione visiva dell'occhio umano.
Tutti voi avrete visto un flipbook in cui, sfogliando rapidamente le pagine, il contenuto del libro sembra muoversi come in un film. È qui che entra in gioco l'effetto di ritenzione visiva, ed è così che funzionano tutti i video. Se un'immagine statica può essere riprodotta rapidamente per un breve periodo di tempo, l'occhio umano percepirà un'immagine continua. La frequenza dei fotogrammi si riferisce al numero di immagini riprodotte al secondo.
L'unità di misura della frequenza dei fotogrammi è fps (Frames Per Second). 60fps si riferisce alla riproduzione di 60 immagini al secondo. La GIF qui sotto ci dà un'idea della differenza tra framerate alto e basso:
Immagini animate a 15, 30 e 60 fotogrammi al secondo, da sinistra a destra. Si può notare che i movimenti delle tre figure sono molto diversi in termini di coerenza e di dettagli. Più alta è la frequenza dei fotogrammi, più l'immagine appare fluida e naturale.
24fps è praticamente la frequenza dei fotogrammi più lenta che l'occhio umano interpreta come movimento. Se la frequenza dei fotogrammi è più lenta di 24fps, saremo ancora in grado di vedere il movimento, ma alla fine sentiremo la frammentazione del video. La maggior parte dei video che guardiamo online e la maggior parte dei film che vediamo al cinema sono a 24 fps. Tuttavia, è possibile trovare alcuni video su YouTube con l'opzione 60fps se si preferisce un video più fluido.
(Il "60" dopo 2160p indica che è possibile attivare i 60 fps a questa risoluzione).
Questo significa che più alto è il frame rate, migliore sarà il risultato? La risposta è probabilmente no. Il film Gemini Man, uscito nel 2019, è stato realizzato con riprese 4K 3D a 120fps, il che significa che la telecamera scatta 120 immagini fisse al secondo. Immaginate quanto siano fluide e realistiche le immagini! In realtà, la tecnologia era così avanzata che solo 14 cinema negli Stati Uniti possono proiettare in 3D a 120fps - ma solo a 2K, non a 4K. Le altre proiettano il film a 60fps o addirittura a 24fps. Tuttavia, secondo gli spettatori, i 120fps forniscono dettagli e realismo sconvolgenti, rendendo difficile capire se si tratta di un film o di una realtà.
Tuttavia, anche questo è un problema. Dopo tutto, i film non sono la realtà. La trama, la recitazione e persino i dettagli del trucco dei personaggi sono tutti costruiti e organizzati da noi. Più cerchiamo di farlo sembrare realistico al pubblico, più gli sembra finto. È un'esperienza travolgente perché è necessario mantenere una distanza tra il pubblico e la storia. In effetti, la grafica a 24 fps non è così fluida o dettagliata, ma sembra di assistere a una storia: non è forse per questo che andiamo al cinema? Di conseguenza, alcuni critici sostengono che questa tecnologia non sia adatta al cinema.
A cosa serve esattamente un frame rate elevato? Uno degli usi migliori è lo slow motion.
L'iPhone può girare video a 240 fps a 1080P, il che significa che può scattare 240 immagini al secondo a quella risoluzione(cos'è la risoluzione?). Ma per l'occhio umano, 24 immagini al secondo sono una visione continua, quindi 240 fps sono sufficienti per 240/24=10 secondi. Il contenuto di un secondo viene allungato a 10 secondi, rallentando il movimento:
(Gocce di caffè, 240 fps al rallentatore).
Come già detto, la frequenza dei fotogrammi si riferisce al numero di immagini riprodotte al secondo. Oltre ai video, il concetto esiste anche nell'uso quotidiano di computer e telefoni cellulari. Supponiamo di utilizzare i computer per giocare. Anche i giochi sono un processo di visualizzazione di immagini. Nel gioco, il movimento di sparare, schivare, muoversi, sono tutti sotto forma di animazione e sono anche composti da un continuo fotogramma per fotogramma di immagini statiche. Quindi, se i video possono essere registrati con una telecamera, da dove provengono i filmati dei giochi?
L'immagine qui sopra rappresenta una scheda grafica di gioco di fascia relativamente alta, che è un componente essenziale di un potente PC da gioco. Indipendentemente dal fatto che la scheda grafica sia di fascia alta o meno, è la principale responsabile dell'immagine corretta sul monitor. Le immagini statiche del gioco, fotogramma per fotogramma, vengono renderizzate dalla scheda grafica. La frequenza dei fotogrammi può essere utilizzata anche come misura della potenza di rendering della scheda grafica in unità FPS. Le schede grafiche con maggiore potenza di calcolo possono produrre più immagini in un secondo.
(Il gioco qui sopra gira a ben 322 fps).
I giocatori sono alla ricerca di schede grafiche migliori e di frequenze di aggiornamento grafiche più elevate che garantiscano prestazioni più fluide. Questo è particolarmente importante per i giochi di tiro o sportivi. Basti pensare agli intensi tagli della telecamera, alle agili schivate e al posizionamento nel gameplay di PUBG. Se tutto ciò sembrasse una proiezione di diapositive, come fareste a godervelo? Per giocare a questo tipo di giochi, la grafica deve essere nitida, lo schermo e il funzionamento non devono essere approssimativi. Ecco perché i giocatori sono molto più interessati a una frequenza di aggiornamento elevata che a una risoluzione elevata.
Frequenza di aggiornamento
I contenuti ad alta frequenza di fotogrammi consentono sempre di sperimentare una grafica ad alta frequenza di aggiornamento? La risposta è no. È possibile generare molte immagini in un secondo, ma il monitor potrebbe non essere in grado di visualizzarle tutte. Per massimizzare l'esperienza, un'elevata frequenza di fotogrammi richiede spesso un'elevata frequenza di aggiornamento del monitor.
La frequenza di aggiornamento dello schermo, misurata in Hertz (Hz), è il numero di volte che un monitor aggiorna un'immagine al secondo.
Esistono molti monitor da gioco tra cui scegliere e tutti supportano diverse frequenze di aggiornamento massime. Il monitor mostrato qui sopra ha una frequenza di aggiornamento massima di 240 Hz, il che significa che lo schermo si aggiorna 240 volte al secondo, ben oltre lo standard di 60fps. Quindi, ci offre sicuramente un'esperienza di gioco piacevole.
La correlazione tra FPS e Hz
Come accennato in precedenza, la frequenza dei fotogrammi e la frequenza di aggiornamento sono due concetti inseparabili per quanto riguarda l'esperienza complessiva. Qual è il motivo? Supponiamo di avere un computer ad alta potenza in grado di renderizzare un gioco a 165 fps, ma di avere un monitor mediocre con una frequenza di aggiornamento di 60 Hz. È interessante ciò che accade in meno di un secondo:
- La scheda grafica ha prodotto 165 immagini statiche del gioco in un secondo;
- Tuttavia, il monitor può essere aggiornato solo 60 volte al secondo.
In altre parole, la scheda video ha lanciato diversi fotogrammi durante il refresh del monitor. Pertanto, non appena il display si aggiorna, l'immagine viene visualizzata con più fotogrammi contemporaneamente, causando un'immagine dislocata o errata.
(Una dimostrazione di screen tearing. State tranquilli, il vostro schermo è a posto).
L'immagine qui sopra mostra chiaramente il fenomeno dello screen tearing. In un gioco con un numero di fotogrammi di gran lunga superiore alla frequenza di aggiornamento del monitor, questi effetti di screen tearing e skipping possono seriamente rovinare l'esperienza di gioco e possono persino provocare un leggero giramento di testa.
Questo era solo un esempio per aiutarvi a capire la relazione tra frame rate e frequenza di aggiornamento. In realtà, la frequenza dei fotogrammi dei giochi non è costante. La frequenza dei fotogrammi fluttua al variare della complessità della grafica del gioco. Di conseguenza, la frequenza dei fotogrammi e la frequenza di aggiornamento di un gioco raramente sono perfettamente sincronizzate. Una frequenza dei fotogrammi superiore alla frequenza di aggiornamento provoca un po' di tearing, ma nella maggior parte dei casi non si nota e solo una piccola percentuale di appassionati di videogiochi lo noterà. Per risolvere questo problema, attivate l'opzione "vertical sync" nelle impostazioni del gioco. Questa opzione indica essenzialmente alla scheda grafica di lavorare allo stesso ritmo del display, renderizzando e trasmettendo il fotogramma successivo solo quando il display ha terminato la visualizzazione di un fotogramma ed è pronto a visualizzare il successivo.
Prevedibilmente, questa funzione pone un limite alla scheda grafica per far corrispondere la frequenza di aggiornamento del monitor. Ma con la tecnologia NVIDIA G-SYNC, un chip nel monitor può comunicare con la scheda grafica, consentendo al monitor di adattare la frequenza di aggiornamento alla frequenza dei fotogrammi. Questo aiuta a eliminare lo screen tearing se la frequenza dei fotogrammi è superiore o inferiore alla frequenza di aggiornamento. Tutto ciò che serve è un monitor con supporto G-SYNC e una scheda grafica NVIDIA GTX.
AMD ha una controparte simile, chiamata FreeSync. Questa tecnologia si basa sulla funzione Adaptive-Sync della DisplayPort, comunemente utilizzata nei monitor da gioco. La combinazione del firmware del display e dei driver AMD Radeon consentirà la comunicazione tra la scheda grafica e il monitor, quindi non sarà necessario un chip dedicato nel monitor. Naturalmente, è necessario un monitor con supporto FreeSync e una scheda grafica AMD Radeon.
(In genere, i monitor G-SYNC sono più costosi delle loro controparti FreeSync a causa del chip dedicato).
Come la frequenza di aggiornamento influisce sugli smartphone
Abbiamo parlato di computer e giochi per tanto tempo, in realtà lo stesso vale per i telefoni cellulari. Anche i telefoni sono dotati di chip grafici, oltre che di uno schermo ad alto refresh e di una frequenza di fotogrammi sufficientemente veloce, che garantiscono un'esperienza fluida. Il problema principale dei telefoni, tuttavia, è la durata della batteria: più potenza grafica, aggiornamenti dello schermo più rapidi e maggiore consumo energetico. Invece di mantenere una frequenza di aggiornamento costantemente elevata, la maggior parte dei telefoni è dotata di regolazioni adattive della frequenza di aggiornamento: la frequenza di aggiornamento aumenta completamente quando si gioca o si scorre un contenuto e diminuisce quando si visualizzano immagini fisse. Questa tecnologia riduce il consumo energetico regolando in modo intelligente la frequenza di aggiornamento e il ProMotion di Apple non fa eccezione.
Dovrei acquistare display ad alta frequenza di aggiornamento?
Le frequenze di aggiornamento elevate sono sempre più utilizzate negli smartphone. I giocatori possono avere un'esperienza di gioco più piacevole e, anche quando non giocano, l'alta frequenza di aggiornamento rende l'interazione tattile più gradevole e rende il telefono più fluido e utilizzabile. Credo che in futuro questa caratteristica diventerà mainstream, quindi quando si acquista un telefono cellulare, è bene iniziare a fare un confronto e provare uno schermo ad alta frequenza di aggiornamento prima di prendere una decisione.
Ma quando si tratta di monitor e TV, se non si è appassionati di giochi, probabilmente non si noterà una grande differenza. Se non giocate e non trovate che il vostro monitor sia troppo lento, la maggior parte degli schermi a 60 Hz è sufficiente.
Di cosa ho bisogno per un gioco ad alta frequenza di aggiornamento?
Se siete appassionati di giochi e siete pronti ad abbracciare le alte frequenze di aggiornamento, cosa dovete fare per prepararvi?
- Un potente PC da gioco.
- Giochi che possono essere giocati ad alte frequenze di aggiornamento.
- Assicurarsi che l'interfaccia supporti una frequenza di aggiornamento elevata. La porta DisplayPort ha preso il sopravvento in termini di velocità di trasmissione, consentendo frequenze di aggiornamento più elevate, e la DP 1.2 è di solito sufficiente per ottenere il massimo dal display. Non molti monitor dispongono della più recente porta HDMI 2.1, che però supporta anche frequenze di aggiornamento elevate.
- Un cavo DP 1.2 o un'alternativa DP 1.4 per essere più a prova di futuro.
- Un dispositivo di visualizzazione che supporta frequenze di aggiornamento elevate.
Prima di acquistare un monitor ad alta frequenza di aggiornamento, assicuratevi che il vostro PC da gioco abbia prestazioni sufficienti per far girare il vostro gioco in un numero sufficiente di fotogrammi. Se il gioco può essere eseguito solo a 60 fps, non funzionerà bene come ci si aspettava anche se si dispone di un monitor a 144 Hz, e sarebbe meglio spendere quei soldi per aggiornare il computer. Quando questi due elementi collaborano a sufficienza, i risultati dovrebbero essere chiaramente vantaggiosi per il gioco.
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