如果大家有在各大電商平台上搜索過遊戲顯示器的話,應該會在搜出來的顯示器标題上看到刷新率、分辨率、尺寸或者面闆類型等等的數據。這些參數會因應大家搜索顯示器條件不同而有所變化,不過有一項參數是遊戲顯示器基本上萬年不變的,那就是标題中的1ms。
可能有很多顯示器的标題中都會寫着1ms,那這個數字是什麼意思呢?其實這裡代表的一般都是顯示器的響應時間。那響應時間到底是什麼,會影響顯示器的什麼方面?為什麼每個顯示器上都寫着1ms,也就是1毫秒的響應時間呢?
簡介TLDR版本:響應時間一般意義上指的是灰階響應時間,它的快慢決定對于顯示器的拖影會有影響。愈高的刷新率可以帶來愈低的響應時間,而用戶自己也可以通過向顯示器加壓(Overdrive)來進一步降低響應時間,但加壓愈多愈有可能出現逆殘影。1ms響應時間未必為假,但大部分都是犧牲畫面換來的。
什麼是響應時間?要解釋這個,就先要說說什麼是響應時間了。顯示器的響應時間,指的是顯示器從顯示一種顔色到轉換成另一種顔色時所需要的時間,而這個時間通通是以毫秒(ms)來表示的。目前所有顯示器都會有響應時間,哪怕是以沒有拖影著稱的CRT顯示器也一樣,不過CRT的響應時間非常非常低,因此不足挂齒。以我們常見的LCD顯示器為例,不論是IPS、VA還是TN面闆的LCD顯示器,其透光原理都是為向液晶分子施加電壓,使它們轉動或者變位來達成的,而這當中用于轉變液晶分子位置的時間就是屬于響應時間的了。
圖片來源:Topway Display
響應時間愈快,那麼顯示器切換顔色的時間就愈快,而我們玩家也愈不容易感知到顯示器正在切換顔色的過程。切換顔色的過程如果不夠快的話,就會産生我們經常聽到别人提到的「拖影」,這個我們後面會講到。
黑白黑(Black to White to Black)響應時間響應時間最初是以黑白黑為标準來測量的,這個也是最為标準的測量方法,測量的是畫面從全黑至全白再至全黑所需的全部時間。再以LCD為例,通過黑白黑響應時間測試,大家就可以知道一個顯示器中液晶分子完全轉換位置的大概所需時間。
不過雖然說這個是最為标準的測量方法,但是有兩個問題,一是這個測試隻是測了黑白黑的響應時間,未能代表顯示器整體平均的響應時間; 二是在實際遊戲中,需要快速全黑全白切換的場景其實是少之又少,哪怕是以快節奏著名的FPS或者是MOBA類遊戲也很少出現這樣的場景。而且動不動就10幾20毫秒的黑白黑響應時間印在顯示器包裝上,可能會讓消費者産生「這顯示器好垃圾啊」的想法。
灰階(Gray To Gray)響應時間
因此顯示器廠家就想出了一個更加符合顯示器實際響應時間表現的測試方法,那就是灰階(GTG)響應時間。灰階響應時間與黑白黑響應時間的測量是差不多的,隻不過除了傳統的黑白黑之外,還會測試顯示器在不同灰階轉換時的響應時間。一般大家在顯示器搜索結果,或者其外包裝上看到的1ms,指的也是這個灰階響應時間。
優派 VX2778-2K-PRO GTG響應時間(ms)
大家應該也知道,灰階一般是分為256級,對應從0,0,0至255,255,255的各級灰階。不過要測試起來的話,把全部灰階都測一次是很不現實的,256個灰階總共要測65526個轉換,每個轉換還要至少測10次。因此,一般灰階響應時間的測量都是以20%為區間的,比如0%白、20%白、40%白如此類推。另外,測量的時間範圍為從灰階亮度變化高于10%開始算起,直至達到目标灰階的90%為止,這也是顯示器廠家實際上測量響應時間的方法。
MPRT響應時間不過這陣子除了灰階響應時間外,有的廠家還會用上一個叫作MPRT響應時間的東西。這個東西與上面兩個響應時間其實沒什麼關系,但由于不少顯示器都會以此做宣傳,因此筆者也會把它寫進來供大家參考一下。
MPRT的全稱是Moving/Motion Picture Response Time,意思是動态畫面響應時間,指的是顯示器畫面會在人眼中停留多長時間。在沒有開啟任何顯示器附加功能的情況下,MPRT響應時間與顯示器本身的幀間隔時間是一樣,也就是說一個60Hz刷新率的顯示器它的MPRT響應時間就是1000毫秒/60Hz=16.67毫秒。
換個更加通俗的說法,MPRT就是畫面裡動态模糊(Motion Blur)的時間。有關顯示器的動态模糊,筆者之前在《超能課堂(226):顯示器動态模糊是什麼,可以怎樣減少?》這篇文章内已經有詳細說明。
簡單來說,顯示器畫面是一幀一幀播放的,每幀之間會有一個靜止的時間,也就是幀間隔時間。當這一幀畫面裡面那個應該要移動的物體,仍然停留在同一個位置等待刷新下一幀時,人眼其實已經看向了下一刻這個物體應該要出現的地方,但由于這個物體是靜止的沒有動,這幀畫面會讓人的眼睛出現動态模糊的感覺。這就是采樣保持(Sample and Hold)效應。
而MPRT響應時間,指的就是這一幀畫面會在人眼前停留多長時間,而1ms的MPRT響應時間,自然就代表這畫面會停留1毫秒了。要實現這個效果,目前的顯示器會利用插黑幀(Black Frame Insertion),在每幀畫面生成之後再插入一幀全黑的畫面取代原本的畫面,從而縮短原本那幀畫面被人眼看到的時間。
圖片來源:TFT Central
上面的是LG CX電視開啟插黑幀前後的對比。可以清楚地看到,沒有開啟黑幀時,整個小飛碟雖然沒有任何拖影,但是看上去都是比較模糊的。但是在開啟了插黑幀之後,整個小飛碟就清晰多了,那種模糊感也少了非常多。
響應時間愈接近或低于幀間隔時間,拖影愈少有不少朋友選購顯示器時其中一個衡量标準就是拖影嚴不嚴重。一般來說,大部分顯示器(不包括高端型号)的拖影程度是TN小于IPS小于VA這樣的,TN的拖影最少而VA最多,IPS則在兩者之間。無獨有偶,顯示器的響應時間也是這樣來排列的,TN一般最快,VA一般最慢,IPS一般也是排中間。為什麼會這樣呢?其實是因為響應時間愈快,顔色的轉換就愈跟得上幀與幀之間轉換速度,響應時間愈接近幀間隔時間,那麼畫面中的拖影就會愈少。
上面的這張圖顯示的顯示器兩次完整的40%至80%至40%灰階的轉換,我們專注于看第一次上面。紅色的部分是從較暗轉換至轉亮,而綠色部分則是較亮轉換至轉暗。144Hz顯示器的幀間隔時間為1000ms/144Hz=6.94ms,一次40%至80%以及80%至40%的響應時間為5.78ms及7.96ms。
在這個情況下,如果顯示器需要從40%白轉換至80%白的話,那麼畫面上是不會有拖影的,因為顯示器可以在切換下一幀前完成顔色的切換,下一幀的畫面可以完完整整的呈現給用戶,不帶任何拖影。
但如果顯示器需要從80%白的場景轉換至40%白的場景,那麼由于這階段的響應時間7.96ms比起顯示器的幀間隔時間6.96ms高,顯示器播放的下一幀畫面裡的顔色還沒完全切換,因此在畫面中會顯示出未完成的顔色轉換過程。而這,就是拖影的由來。
我們以另一款顯示器為例。在響應時間非常接近幀間隔時間時,如果在Testufo上以Ghosting/Pursuit Camera來測試的話,顯示器是幾乎沒有拖影或者非常難看見的,基本上小飛碟旁邊隻會有一圈淡淡的拖影。
那沒有拖影是怎麼樣的呢?我們借用TFT Central的LG CX測試為例。LG CX電視在120Hz刷新率下的平均響應時間為0.47毫秒,比起120Hz的幀間隔時間要快非常非常多。而在Testufo同樣的拖影測試中,LG CX的畫面沒有半點拖影,小飛碟整個輪廓都可以清晰地顯示出來,包括飛碟的黑邊。這就是響應時間低于幀間隔時間的好處,拖影可以完全消失,畫面上移動的物體本體清晰可見,
如何降低響應時間:Overdrive(加壓)要降低響應時間,其實最主要還是要靠面闆廠家對面闆的設計,以及顯示器廠家對成本的調校。那麼,我們作為最終用戶,買了顯示器之後又有沒有方法可以調整顯示器的響應時間呢?其實也是有的,那就是Overdrive了。Overdrive這項技術是為了使顯示器獲得更快的響應時間以及減少拖影而生的,其作用是透過向液晶施加電壓來讓他們轉動得更快,因而叫做“加壓”。
大家可以把響應時間想象為一個人開門所需要的時間。一般人開門可能需要個1秒的時間,但如果是猛力踹門的話,可能不到0.5秒就開了,這就是加壓的效果。一般顯示器對于加壓的叫法都不盡相同,Overdrive是最普遍的叫法,但也有的品牌是以Tracefree或者直接以響應時間來顯示的。
顯示器的加壓選項一般都有3至5個級别不等,玩家可以自行選擇想要的加壓級别。而在開啟加壓之後,顯示器的響應時間會得到提升,提升幅度視乎選擇的加壓級别而定。有一點要注意的是,每款顯示器的出廠加壓調節都是不一樣的,在A款顯示器中可能第二級加壓是最好的,但在B款顯示器中有可能是第一級才是效果最好的。
不過! 加壓也是有潛在的負面影響的,那就是如果加壓過高的話,顯示器反而會出現逆殘影。這是因為加壓太多的話,液晶分子的位置轉換會超出所需的值,需要把位置調整回來,最終會在畫面的移動影像上後方留下一圈淡白或者黑色的光暈,這就是我們常說的逆殘影。通常出現這現象代表着加壓的脈沖太大,也就是“過沖(Overshooting)”,或者其加壓控制得比較差。
我們以之前測試過的華碩 XG27UQ顯示器為例。上面左邊的圖是沒有逆殘影的畫面,而右邊則是出現了逆殘影的。可以看到,右圖的小飛碟左邊有一圈深藍淡藍相加的虛影,這就是逆殘影的具體表現了。而在實際遊戲場景當中,帶有逆殘影的畫面就會給人一種物體在抖動的感覺,特别是那些帶有不少電線或條狀物體的場景。
1ms響應時間是真是假?在最後,說一個大家可能都有興趣的問題:“那顯示器上标示着1ms響應時間,是不是就代表這個顯示器的響應時間真的有1毫秒這麼低呢?”其實可以說是,也可以說不是。
首先來說說那些标着1ms灰階響應時間的顯示器。一般來說,顯示器标題或者包裝上的1ms響應時間,其實指的是這個顯示器最快速的響應時間。對于一般的顯示器來說,TN面闆顯示器達成1ms響應時間會容易些,而其他像IPS以及VA面闆的顯示器要達成這個1ms灰階響應時間也不是不可能,但隻能在特定的設置以及灰階切換場景下才能實現的,而且說的也隻是1ms級别響應時間而已,即是1ms至1.99ms都算是1ms級别的響應時間。
最常見的就是把顯示器的加壓Overdrive拉到最大,而且隻有那麼幾個灰階轉換是真的可以達到1.99ms以内的響應時間。更重要的是,這種1ms響應時間下的畫面基本上是不能看的,因為逆殘影超級嚴重。
上圖左邊突出很多的部分就是過沖逆殘影,非常嚴重圖片來源:TFT Central
其中一個最為人熟知的顯示器就是LG的GL850。這款顯示器宣稱可以做到1ms的灰階響應時間,不過其後被各測出來在最高的加壓模式“Faster”之下,響應時間雖然确實是做到了最低1ms以内,但畫面的逆殘影非常嚴重,直接不建議使用。
所以,顯示器廠家宣稱的1ms響應時間,嚴格來說不是真的也不是假的,而是帶有誤導成分。是的,顯示器的确可以做到1ms響應時間,但是畫面慘不忍睹、根本不能正常觀看。
總結如果大家整篇文章都看完的話,會發現裡面都沒有說響應時間一定要達到多少毫秒才算好。這是因為響應時間隻要不是高的過分,那麼對于一般玩家來說都是沒有太大影響的。隻要響應時間或小于幀間隔時間,那麼就不怎麼會看到顯示器的拖影,例如144Hz顯示器,響應時間隻要小于等于6.94ms就可以了。而如果即便是沒有拖影,但是大家還是覺得顯示器的動态畫面不夠清晰的話,還可以打開插黑幀來減少動态模糊。
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