Как измерить время отклика монитора

Что такое время отклика монитора?

Что такое время отклика монитора компьютера?

Если говорить сухим научным языком, то время отклика жидкокристаллических мониторов – это самое меньшее время, которое необходимо пикселю для изменения яркости свечения и измеряется в миллисекундах.(мс)

Казалось бы – все просто и понятно, но если рассмотреть вопрос подробно, то окажется, что эти числа скрывают в себе несколько секретов.

Немного науки и истории

Время теплых и ламповых CRT мониторов с честными герцами кадровой развертки и RGB цветностью уже прошло. Тогда было все ясно – 100 Гц это хорошо, а 120 Гц еще лучше. Каждый пользователь знал, что эти числа показывают — столько раз в секунду обновляется, или моргает, картинка на экране. Для комфортного просмотра динамично изменяющихся сцен (например — фильмы) было рекомендовано использовать частоту кадров 25 для ТВ и 30 Гц для цифрового видео. Основанием послужило утверждение медицины о том, что человеческое зрение воспринимает изображение непрерывным, если оно моргает не менее двадцати пяти раз в секунду.

Но технологии эволюционировали, и эстафету у ЭЛТ (электронно-лучевая трубка) приняли панели на жидких кристаллах, которые еще называют ЖКИ, TFT, LCD. Хотя технологии производства различаются, но в этой статье заострять внимание на мелочах не будем, о различиях TFT и LCD расскажем в другой раз

На что влияет время отклика?

Итак, принцип работы ЖКИ заключается в том, что ячейки матрицы изменяют свою яркость под воздействием управляющего сигнала, иначе говоря – они переключаются. И вот эта скорость переключения или время отклика, как раз и определяет максимальную скорость смены картинки на дисплее.

В привычные герцы переводится по формуле f=1/t. То есть для того, чтобы получить необходимые 25 Гц требуется обеспечить пикселям скорость в 40 мс и 33 мс для 30 Гц.

Много это или мало, и какое время отклика монитора лучше?

Получается, что меньше-лучше. Особенно если за компьютером предстоит проводить большую часть времени. Поколение постарше помнит времена как тяжело было высидеть перед CRT восьмичасовый рабочий день – а ведь они обеспечивали 60 Гц и более.

Как можно узнать и проверить время отклика?

Хотя миллисекунды они и в Африке миллисекунды, но наверняка многие сталкивались с тем, что разные мониторы с одинаковым показателями формируют изображение разного качества. Такая ситуация сложилась по причине различных методик определения реакции матрицы. И какой способ измерения применял производитель в каждом конкретном случае вряд ли представиться возможным узнать.

Существуют три основных метода замеров отклика мониторов:

И получается, что проверка времени отклика монитора по третьему способу покажет намного лучший и привлекательный для потребителя результат, чем проверка по второму. А ведь не придерешься – напишут, что 2 мс и так оно и будет. Да только по факту на мониторе и артефакты лезут, и картинка шлейфом идет. А все от того, что истинное положение дел показывает только метод BWB — первый метод, именно он свидетельствует о времени, необходимом пикселю на полный рабочий цикл во всех возможных состояниях.

К сожалению документация, доступная потребителям, не проясняет картину и что подразумевается под, например, 8 мс понять сложно. Подойдет ли, будет комфортно работать?

Для лабораторных исследований применяется достаточно сложный программно-аппаратный комплекс, который и не во всякой то мастерской есть. Но что делать, если хочется проверить производителя?

Проверка времени отклика монитора в домашних условиях осуществляется программой TFT Monitor Test. Выбирая в меню софтины пиктограмму теста и указав родное разрешение экрана на дисплей выводится картинка с прямоугольником, снующим туда-сюда. При этом программулина гордо покажет измеренное время!

Мы использовали версию 1.52, проверили несколько дисплеев и сделали вывод – программа что-то показывает, и даже в миллисекундах. Причем монитор худшего качества продемонстрировал худшие результаты. Но так, как время гашения и зажигания пикселей регистрируется только фотодатчиком, которого в помине не было, то чисто программный метод можно рекомендовать для субъективной сравнительной оценки – что измеряет программа понятно только ее разработчикам.

Куда более наглядным эмпирическим тестом будет режим «Белый квадрат» в TFT Monitor Test — по экрану двигается квадрат белого цвета, а задача тестирующего наблюдать за шлейфом от этой геометрической фигуры. Чем шлейф длиннее, тем больше времени на переключение затрачивается матрицей и тем хуже ее свойства.

Вот и все, что получится сделать для решения проблемы «Как проверить время отклика монитора». Описывать методы с применением камер и калибровочных таблиц не будем, а рассмотрим их в другой раз — на это потребуется еще пару дней. Полноценную проверку может выполнить только специализированная организация с соответствующей технической базой.

Время отклика в мониторе для игр

Если основное предназначение компьютера – игры, то стоит подобрать монитор с наименьшим временем отклика. В динамичных шутерах даже десятая доля секунды может решить исход сражения. Поэтому рекомендуемое время отклика монитора для игр — не более 8 мс. Такое значение обеспечивает частоту смены кадров 125 Гц, и будет абсолютно достаточно для любой игрушки.

При ближайшем следующем значении 16 мс в жестких замесах будет наблюдаться размытие движений. Данные утверждения верны, если заявленное время измерялось по BWB, но компании лукавя могут написать и 2 мс, и 1 мс. Наша рекомендация неизменна – чем меньше, тем лучше. Основываясь на таком подходе скажем, что время отклика монитора для игр должно быть не менее 2 мс так, как 2мс GtG примерно соответствуют 16 мс BWB.

Как изменить время отклика в мониторе?

К сожалению, без замены экрана – почти никак. Это характеристика самого слоя, отвечающего за формирование картинки, и соответствует проектному решению производителя. Есть конечно небольшая лазейка и инженеры решили вопрос: «Как изменить время отклика».

Компании, выпускающие мониторы называют эту фичу OverDrive (OD) или RTC – компенсация времени отклика. Это когда на пиксель кратковременно подается импульс более высокого напряжения, и он переключается быстрее. Если монитор сверкает надписью – Gaming Mode или подобной, то знайте – есть возможность корректировки в лучшую сторону. Еще раз растолкуем, чтоб было совсем понятно — никакие программы и замены видеокарт не помогут и ничего подкрутить не получится — это физическое свойство матрицы и ее контроллера.

Выводы

Покупая видеокарту за тысячу-полторы условных единиц, чтобы гонять любимые игры на минимум сотне FPS, и подавать видеосигнал монитору, который и сорок FPS едва вытягивает, немного нерационально. Лучше докинуть сотню на дисплей и наслаждаться полноценной динамикой игр и фильмов без разочарований – от 40 мс матрицы удовольствия вы точно не получите, и радость от обладания мощным видеоадаптером перекроет плохое качество изображения.

Источник

Как проверить время отклика монитора

В современном мире компьютеры, планшеты, ноутбуки стали для человека необходимы для работы, учёбы или досуга. Дисплей — один из главных элементов этих полезных гаджетов, многие параметры работы которого влияют как на качество, так и на комфорт их эксплуатации.

Что такое время отклика монитора

Отклик дисплея — это наименьший отрезок времени, за которое пиксель должен изменить яркость своего свечения. Измеряется данный период в миллисекундах. Новые технологии совершенствуются — на смену ЭЛТ пришли жидкокристаллические дисплеи, такие как TFT и LCD. Данные дисплеи разработаны так, что ячейки матрицы меняют свою яркость только при получении определённого сигнала, который управляет ими. И этот период отзыва определяет самую высокую скорость, с которой изображение сменяется на мониторе.

Как проверить время отклика монитора

Для проверки срока отзыва, можно воспользоваться тремя способами:

Делая вывод по всем способам проверки, можно сказать, что только первый из них покажет максимально правильный рабочий цикл. Проверить переключение можно с помощью программы ТФТ Монитор Тест. При запуске в меню выбираете символ теста и указываете имеющееся разрешение дисплея. Вследствие чего будет выдан результат, то есть запрашиваемое время. Но не следует полностью доверять полученным результатам, так как на самом деле полная работа пикселей проверяется только фотодатчиком. И выплывшие результаты программы могут понять только производители данного монитора.

Также рекомендуют провести ТФТ Монитор Тест с режимом «белый квадрат». За экраном, по которому двигается фигура белого цвета, следит наблюдатель. И в зависимости от следа квадрата вычисляется отклик. Чем длиннее хвост данной фигуры, тем больше времени отводится на переключение матрицы, что свидетельствует о её плохих свойствах.

ВНИМАНИЕ! Полную и правильную проверку могут произвести только специалисты с соответствующими знаниями данной техники.

Что касается периода отклика дисплея во время игры, то оно должно достигать минимальных показателей, так как в данном случае даже малейшая доля секунды может всё решить. Поэтому оптимальный срок составляет до 8 миллисекунд. Этот промежуток времени обеспечивает хорошую частоту, с которой меняются изображения, для загрузки любой компьютерной игры. Если же значение будет превышать данный показатель времени, то это чревато размытием изображений.

Основываясь на данные показатели, срок отклика дисплея для игр должен быть от двух миллисекунд так, как по GtG данный период соответствует 16 миллисекундам BWB.

Какое время отклика монитора лучше

Чем меньше период отклика дисплея, тем лучше, так как картинки тогда становятся чётче и не влияют негативно на зрение человека. При большом периоде отклика возникают артефакты — например, там, где уже должна быть чёрная картинка, монитор передаёт белый цвет или отображается объект, уже пропавший из поля зрения камеры. Если человек постоянно будет сосредотачивать зрение на нечётких картинках, то это может пагубно сказаться на здоровье глаз, появятся головные боли, постоянное чувство усталости.

ВНИМАНИЕ! Получается, что, чем меньше время отклика тем лучше. Особенно если за ноутбуком или компьютером приходится проводить много времени.

Как изменить время отклика монитора

Модифицировать период отклика дисплея никак не получится, так как свойства матрицы и её контроллера не дают это сделать с помощью разнообразных программ либо замены видеокарты. Лишь замена дисплея может изменить данные свойства, так как его слои отвечают за создание изображения.

Производители, выпускающие экраны называют данную характеристику возмещением срока отклика — для пикселя даётся несколько миллисекунд, за которые подаётся импульс с высоким показателем напряжения, и он переключается быстрее. Если же на дисплее высветилась строчка – Gaming Mode, значит её можно откорректировать.

Источник

Методика тестирования LCD-мониторов

Для начала хотим предупредить, что наши разработки и используемые средства отличаются от применяемых производителями по форме, но не по сути. А суть (научная составляющая) определялась после рассмотрения рекомендаций и схем процедур, производимых инженерами на производствах профильной продукции, а также и использованием стандартов ISO. 1. Отличия методики

Принципиальным отличием наших методик является наличие программно-аппаратного комплекса, позволяющего провести ключевые тесты каждой из основных характеристик монитора. При этом сам процесс тестирования проходит в типичной рабочей среде, а не в специальных «тепличных» (для монитора) условиях.

Такой подход позволяет выявить реальные потребительские качества, которые сможет получить конечный покупатель.

Итоги подводятся на основе субъективной оценки эксперта и полученных в результате замеров данных, что нередко приводит к интересным выводам, опровергающим популярные мнения.

Рассматривается качество упаковки, ведь это одно из условий доставки монитора в наиболее правильном состоянии с производства. Это также является одним из показателей культуры производства.

Затем проводится анализ комплектации (наличие и качество сигнальных кабелей, наличие управляющего ПО, дополнительные программы и механизмы).

Монитор устанавливается на тестовое рабочее место, осматривается для анализа его конструкции и возможностей конфигурации по настройке угла обзора, высоты экрана. Также проводится оценка качества материалов и дополнительные возможности (например, емкость для хранения письменных принадлежности внутри подставки).

При подключении анализируются все доступные способы подключения (видео- и аудио-входы, наличие встроенного USB-хаба и т. д.), проводится оценка качества изображения при аналоговом и цифровом источнике сигнала. При этом источником сигнала является одна из самых распространенных видеокарт, заведомо не имеющая дефектов в видео.

Заканчивая первичное знакомство, мы рассматриваем переднюю панель и кнопки управления интерактивным меню настроек монитора. Но сам визуальный дизайн не является критерием тестирования, т. к. напрямую связан с вкусовыми качествами каждого потребителя и, в идеале, места эксплуатации.

В рамках субъективной оценки монитор проводит несколько дней и участвует в полноценном рабочем и развлекательном процессах, что позволяет оценить его прямые функциональные возможности. Затем проводится первичная настройка (параметры контраста и яркости — заводские, гамма 6500/sRGB, все системы локальной модификации яркости — выключены) и дается время на разогрев, регламентируемое инструкцией производителя (реально монитор тестируется на второй день).

На рабочем столе размещаются полноэкранные иллюстрации, позволяющая бегло оценить качество цветопередачи и наличие темных полутонов, а также углы обзора.

К этому моменту у эксперта уже формируется субъективное мнение о качестве изображения и соответствии монитора тем или иным типовым применениям, а также выводы о возможности несоответствия заявленных характеристик с наблюдаемыми реальными. 2.2 Объективное тестирование

По возможности при проведении замеров используется цифровой подключение по DVI, т. к. именно в этом режиме (по рекомендации производителей) возможно достижение максимальных значений основных параметров матрицы.

2.2.1 Измерение времени отклика

а) Теория

Определение времени отклика для мониторов дано в стандарте ISO 13406-2. Время отклика — это сумма времени, необходимого для изменения относительной яркости объекта с 0,1 до 0,9 (время включения) и времени для обратного изменения (время выключения). Относительная яркость при этом определяется как разность мгновенной (в текущий момент времени) и минимальной (монитор включен, на вход подается видеосигнал, соответствующий черному полю) яркостей, отнесённая к разности максимальной (монитор включен, на вход подается видеосигнал, соответствующий белому полю) и минимальной яркостей.

Схема, взятая из описания панели Samsung (PDF-файл, 1 МБ), поясняет это определение.

Чертеж, поясняющий процедуру измерения времен отклика. Tr — время включения, Tf — время выключения

б) Практика

Аппаратная часть комплекса для измерения времени отклика состоит из фотодатчика, измеряющего относительную яркость на участке экрана тестируемого монитора, и USB-АЦП L-Card E-140 (макс. 100 кГц, работает на частоте 10 кГц, 14 бит) для оцифровки и ввода данных с датчика в компьютер, а также необходимых кабелей.

Принципиальная схема датчика

Датчик питается от стабилизированного напряжения, вырабатываемого модулем E-140. Линейность зависимости напряжения на выходе датчика от освещенности доказана с помощью поверенного в Ростесте люксметра TES-1334.

Аппаратная часть комплекса

Программная часть комплекса — это программа GelTreat, позволяющая регистрировать и анализировать зависимости типа время-отклик, модифицированная для получения значений времен отклика.

Диалоговое окно с настройками	Рабочее положение датчика

В ходе измерений, программой GelTreat запускается два процесса: первый регистрирует сигнал с датчика, второй — в DirectDraw-режиме выводит на экран тестируемого монитора шаблоны. Страницы в шаблонах меняются через 500 мс на протяжении 10 с. Шаблонов два: первый представляет собой чередование черного и белого поля во весь экран, второй — собой черный прямоугольник на белом фоне, меняющийся на белый на черном фоне.

Схема второго шаблона. W — ширина экрана, H — высота

Второй шаблон позволяет оценить динамику на контрастных объектах, т. е. выявить те случаи, когда время переключения пикселей зависит от состояния соседних.

Типичная запись сигнала с датчика

На записи получаем примерно 10 импульсов. Обрабатываем последние 5, где режим монитора уже точно установился. Прежде всего, выставляем значения максимального и минимального отклика (диапазоны, где установилась минимальная и максимальная яркость указывает оператор, усредняет — программа). В результате, на графике появляются горизонтальные красные линии, отмечающие 10% и 90% от максимального отклика (яркости). Временные интервалы определяются автоматически, но предусмотрен и ручной режим.

Интерактивное определение интервалов времени

Всего определяем по 5 интервалов, затем подсчитываем средние времена включения, выключения и их сумму.

Типичная таблица с результатами.

в) Замечания по поводу выбора настроек монитора, при которых мы проводим измерения времени отклика.

Как правило, в мониторах довольно много регулируемых параметров (яркость, контрастность и 3 регулировки яркости цветов — красного, зеленого и синего и т. д.) с диапазоном изменения, например, от 0 до 100. Очевидно, что измерить характеристики монитора при любых сочетаниях этих регулировок невозможно, поэтому основные усилия направлены на измерения при установках по умолчанию (если производитель их подобрал не оптимально, то ему же хуже), а также на выявление возможностей самой матрицы.

Для начала, все установки монитора мы сбрасываем к заводским (фабричным, по умолчанию), затем установки, меняющие цветовой баланс изменяем так, чтобы (с точки зрения производителя монитора) они соответствовали стандартным для PC: гамма = 2.2, цветовая температура = 6500 К. Далее проводим измерения времен отклика при различных установках яркости и контрастности, так как именно они сильнее всего влияют на время отклика.

Например, возможен следующий набор:

* Все остальные сброшены к заводским значениям, в частности Color = sRGB.
** Заводские установки.

г) Измерение времен отклика при переходе между полутонами.

Очевидно, что скорость переключения черно-белых полей играет роль только в одном случае: при прокрутке черного текста на белом фоне. Смазанность объектов при просмотре фильмов и при виртуальном сражении определяется скоростью перехода между полутонами. К сожалению, у ANSI нет методики, описывающей процедуры таких измерений. Поэтому, во-первых, производители матриц и мониторов могут сознательно обеспечивать малые черно-белые времена отклика, не заботясь о полутоновых переходах, и, во-вторых, отсутствие стандартов затрудняет адекватное сравнение скоростей полутоновых переходов, полученные независимыми тестовыми лабораториями. В настоящий момент мы разработали свою методику измерения времен отклика при переходе между полутонами. Мы предлагаем проводить три вида измерений: для фиксированного полутона (X) измерять время отклика при переходе от черного до X, от X до белого, и для перехода между полутонами в окрестности X, отстоящими от X на фиксированное значение (мы выбрали его равным 10%, так как считаем 20% минимальной имеющей значение разницей между полутонами). Ниже для примера приведены полученные зависимости.

Времена отклика при переходе от черного до полутона X

Времена отклика при переходе между полутонами в окрестности X,
отстоящими от X на 10%

Времена отклика при переходе от полутона X до белого.
0 до 20% измерения проводились с шагом 2%

2.2.2. Измерение углов обзора

Для измерения яркости небольшого участка экрана в заданном направлении мы изготовили высокочувствительный узконаправленный (4±0,5 градуса) датчик. Его конструкция довольно простая: фотодиод в корпусе с усилителем, фокусирующая линза и тубус, предохраняющий от посторонней засветки.

Чтобы выяснить, как меняется яркость монитора при отклонении от перпендикуляра к экрану, мы проводим серию измерений яркости черного, белого и оттенков серого в центре экрана в широком диапазоне углов, отклоняя ось датчика в двух направлениях — вертикальном и горизонтальном. Пример получаемых результатов — на графиках ниже.

Зависимость яркости полутонов (0% — черный, 100% — белый) в центре экрана от отклонения оси датчика (отрицательные значения — вниз, положительные значения — вверх) от нормали к экрану в вертикальной плоскости

Зависимость яркости полутонов (0% — черный, 100% — белый) в центре экрана от отклонения оси датчика (отрицательные значения — влево, положительные значения — вправо) от нормали к экрану в горизонтальной плоскости

Зависимость контрастности (отношения яркости белого поля к яркости черного) в центре экрана от отклонения оси датчика (отрицательные значения — влево или вниз, положительные значения — вправо или вверх) от нормали к экрану в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Зеленая линия — отношение 10:1, красная — 5:1

Проведя серию тестов, мы можем утверждать, что приводимые в технических характеристиках мониторов углы обзора ровным счетом ничего не говорят о том, как будет выглядеть изображение при взгляде на монитор сбоку, так как уже при малых отклонениях от перпендикуляра к экрану яркость может резко уменьшиться, а контраст в полутонах полностью исчезнуть еще задолго до достижения черно-белой границы в 10:1 (или 5:1). Напротив, получаемые нами зависимости позволяют объективно охарактеризовать качество изображения при «рабочих» углах. Какой будет контраст при 80 градусах отклонения от нормали к экрану не так уж и важно, так как в рабочей обстановке никто не будет смотреть на монитор под таким углом. Гораздо важнее обеспечить качественное изображение, например, в пределах ±45 градусов. Чем медленнее падает яркость и контрастность в этом диапазоне, тем лучше. Если пределах ±45 градусов полутона различаются, то это хорошо, если графики их яркостей сливаются или пересекаются, то плохо. В большей степени эти критерии относятся к горизонтальным отклонениям, так как для типичной офисной работы больше характерен взгляд на монитор сбоку, а не сверху или тем более снизу.

2.2.3. Измерение равномерности черного и белого полей

При измерении равномерности белого и черного полей датчик последовательно размещается в 25 точках экрана, расположенных с шагом 1/6 от ширины и высоты экрана (границы экрана не включены). Для точного размещения датчика используется шаблон.

При этом ось датчика направлена строго перпендикулярно к поверхности экрана. В каждой точке мы регистрируем яркость черного и белого полей.

Затем мы рассчитываем средние значения, минимальные и максимальные отклонения от средних значений.

Кроме того, при необходимости мы можем построить аппроксимированные поверхности яркости черного и белого полей и контрастности (отношения яркости белого к яркости черного), чтобы выявить локальные выбросы.

Поверхность, построенная по значениям яркости черного поля.
Изолинии через 0,02 кд/м 2

Поверхность, построенная по значениям яркости белого поля.
Изолинии через 5 кд/м 2

Поверхность, построенная по значениям контрастности.
Изолинии через 5 единиц

Очевидно, что чем меньше отклонения от средних, тем лучше монитор. На практике отклонения в 10% субъективно не определяются, начиная где-то с 20% неравномерность черного поля уже заметна на глаз. К отклонениям яркости белого зрение менее чувствительно. Кроме того, важным параметром является средняя контрастность, то что она отличается (в меньшую сторону), от указанных в паспорте значений, оставим на совести производителей. В реальности контрастность 250:1 — это очень хорошее значение, субъективно картинка воспринимается как очень контрастная. При контрастности менее 100:1 уже нельзя не обратить внимание на неглубокий черный, а, например, фильмы с темными сценами смотрятся плохо.

2.2.4. Оценка качества цветопередачи

Для оценки качества цветопередачи мы используем колориметр Pantone Spyder2PRO Studio от мирового лидера — компании Pantone c ПО OptiCAL. Параметры целевой гамма-кривой: Gamma = 2.2, Whitepoint = 6500 К. Качество цветопередачи мы оцениваем по величине отклонения гамма-кривых индивидуальных цветов от целевой гамма-кривой и по отклонению цветовой температуры некалиброванного монитора на серой шкале от целевой (6500 К). Также с помощью Spyder мы определяем абсолютную яркость белого и черного полей и рассчитываем контрастность, как отношение яркости белого поля к яркости черного.

Установки OptiCAL

Типичный вид гамма-кривых

Цветовую температуру мы измеряем при 50, 75 и 100% белого (127, 191 и 255 в окошках R и G и B, соответственно):

Качество цветопередачи мы оцениваем, прежде всего, при фабричных настройках монитора и, в зависимости от конкретной ситуации, проводим дополнительные измерения при различных установках монитора.

Все процедуры проходят в затемненном помещении без явной засветки экрана. Окружающая температура 22-25 градусов С.

2.2.5 Пример отчета

* Все остальные сброшены к заводским значениям, в частности Color = sRGB.
** Не определяли.
*** Условия, при которых получен сертификат, при этом Color = User, R = G = B = 50, 1280×1024 @ 75 Гц вертикальной частоты.

3. Итоговые выводы После завершения процедуры измерений подводятся итоги и вывода на основе рассмотрения результатов предварительной (субъективной) оценки с полученными цифрами и заявленными производителем монитора данными.

На основе общего анализа перечисляются минусы и плюсы продукта и дается наша рекомендация покупателям. 4. Комментарии В ходе тестирования мы сознательно не придерживаемся догм и распространенных мнений, часто являющихся заблуждениями.

Также, подходя к изучению новой модели, мы не даем скидок на громкое имя бренда или уникальные дизайнерские находки.

Наша цель выявить наиболее качественные технологические решения, максимально рассмотрев доступные на рынке продукты. Однако взываем к реализму: наша команда не в силах обозреть вообще все мониторы на рынке.

Источник