새로고침률

Refresh rate

리프레시 레이트(refresh rate)는 캐소드-레이 튜브(cathode-ray tube, CRT)에서 유래된 용어를 참조하여 수직 리프레시 레이트 또는 수직 스캔 레이트라고도 하며, 래스터 기반 디스플레이 장치가 새로운 이미지를 표시하는 초당 횟수입니다. 이것은 디스플레이를 구동하는 장치가 매초 저장하거나 생성하는 이미지의 수를 설명하는 프레임 속도와는 무관합니다. CRT 디스플레이에서는 리프레쉬 속도가 높아지면 깜박임이 덜 발생하여 눈의 피로가 줄어듭니다. 액정 디스플레이와 같은 다른 기술에서는 새로 고침 빈도가 이미지를 업데이트할 수 있는 빈도에만 영향을 미칩니다.[1]

래스터가 아닌 디스플레이는 특징적인 새로 고침 빈도가 없을 수 있습니다. 예를 들어, 벡터 디스플레이는 전체 화면을 추적하지 않고, 표시된 이미지를 포함하는 실제 라인만을 추적하므로, 이미지 데이터의 크기와 복잡도에 따라 새로 고침 속도가 다를 수 있습니다. [2] 컴퓨터 프로그램이나 원격 측정의 경우, 데이터가 다른 소스의 새로운 외부 값으로 업데이트되는 빈도(예: 공유 공용 스프레드시트 또는 하드웨어 피드)에 적용되기도 합니다.

물리적 요인

모든 래스터 디스플레이 장치는 특징적인 새로 고침 빈도를 가지고 있지만 물리적 구현은 기술마다 다릅니다.

음극선관

CRT에서 이미지를 새로 고치는 과정에서 전자 빔

래스터 스캔 CRT는 형광체가 희미해지고 정기적으로 업데이트하지 않으면 이미지가 빠르게 사라지기 때문에 본질적으로 화면을 새로 고쳐야 합니다.

CRT에서 수직 스캔 속도는 전자 빔이 화면의 왼쪽 상단 모서리로 돌아와 새 프레임을 그리기 시작하는 초당 횟수입니다.[3] 비디오 컨트롤러에서 생성되는 수직 블랭킹 신호에 의해 제어되며, 모니터의 최대 수평 스캔 속도에 의해 부분적으로 제한됩니다.

수평 스캔 속도는 스캔 주파수를 수평 라인 수와 빔이 상단으로 돌아올 때까지 걸리는 시간으로 나누어 수평 스캔 속도에서 계산할 수 있습니다. 관례상, 이것은 1.05배 승수입니다.[4] 예를 들어, 1280 × 1024의 해상도에서 96kHz의 수평 스캐닝 주파수를 갖는 모니터는 96,000 ÷(1024 × 1.05) ≈ 89Hz(라운드 다운)의 리프레시 레이트를 발생시킵니다.

CRT 새로 고침 빈도는 역사적으로 비디오 게임 프로그래밍에서 중요한 요소였습니다. 초기 비디오 게임 시스템에서 계산이 가능한 유일한 시간은 수직 공백 간격 동안이었고, 이 시간 동안 빔은 화면의 맨 위 모서리로 돌아가고 이미지는 그려지지 않습니다.[5] 그러나 현대 게임에서도 그래픽이 깜박이거나 화면이 찢어지지 않도록 컴퓨터의 비디오 버퍼를 세로 방향으로 되돌리는 동안을 제외하고는 변경하지 않는 것이 중요합니다.

액정표시장치

새로 고치지 않으면 이미지가 희미해지는 CRT와 달리 액정 디스플레이의 픽셀은 전원이 공급되는 한 상태를 유지하며 결과적으로 새로 고침 비율에 관계없이 고유 깜박임이 발생하지 않습니다. 그러나, 리프레시 레이트는 여전히 표시 가능한 가장 높은 프레임 레이트를 결정하며, 실제 화면의 블랭크가 없음에도 불구하고, 수직 블랭크 간격은 여전히 각 리프레시 사이클에서 화면이 업데이트되지 않는 기간이며, 이 기간 동안 호스트 시스템의 프레임 버퍼의 이미지 데이터가 업데이트될 수 있습니다.

컴퓨터 디스플레이

초당 60프레임으로 녹화된 분당 0회전, 300 및 1300으로 회전하는 CPU 팬의 비디오

더 작은 CRT 모니터(최대 약 15인치 또는 38cm)에서는 60~72Hz 사이에서 불편함을 느끼는 사람은 거의 없습니다. 더 큰 CRT 모니터(17인치 또는 43cm 이상)에서는 리프레쉬를 72Hz 이상으로 설정하지 않으면 대부분의 사람이 가벼운 불편함을 경험합니다. 100Hz의 속도는 거의 모든 크기에서 편안합니다. 그러나 LCD 모니터에는 적용되지 않습니다. LCD 모니터의 리프레시 레이트와 가장 유사한 것은 프레임 레이트로 종종 60fps로 잠깁니다. 그러나 이것은 거의 문제가 되지 않습니다. LCD 모니터 중 CRT와 같은 깜박임을 생성할 수 있는 유일한 부분인 백라이트는 일반적으로 최소 약 200Hz에서 작동하기 때문입니다.

운영 체제마다 기본 새로 고침 빈도를 다르게 설정합니다. Microsoft Windows 95Windows 98(First and Second Editions)에서는 새로 고침 빈도를 디스플레이가 지원한다고 생각하는 가장 높은 비율로 설정합니다. Windows 2000Windows XP, Windows VistaWindows 7과 같은 Windows NT 기반 운영 체제에서는 기본 새로 고침 빈도를 일반적으로 60Hz로 설정합니다. 많은 게임을 포함한 일부 전체 화면 애플리케이션에서는 이제 사용자가 전체 화면 모드로 전환하기 전에 새로 고침 빈도를 재구성할 수 있지만 대부분은 기본적으로 해상도와 새로 고침 빈도를 유지하며 옵션의 설정을 늘릴 수 있습니다.[citation needed]

사용자가 비디오 카드를 모니터가 지원하는 최고 속도보다 높은 새로 고침 빈도로 설정하면 오래된 모니터가 손상될 수 있습니다. 일부 모니터 모델에는 비디오 신호가 지원되지 않는 새로 고침 빈도를 사용한다는 알림이 표시됩니다.

동적 새로 고침 빈도

일부 LCD는 새로 고침 빈도를 그래픽 카드가 제공하는 현재 프레임 속도에 맞추는 것을 지원합니다. 이를 가능하게 하는 두 가지 기술은 프리싱크지싱크입니다.

스테레오 디스플레이

LCD 셔터 안경을 스테레오 3D 디스플레이에 사용하면 눈마다 별도의 사진이 필요하기 때문에 유효 리프레시 속도가 절반으로 줄어듭니다. 이러한 이유로 일반적으로 최소 120Hz가 가능한 디스플레이를 사용하는 것이 권장되는데, 이 속도를 반으로 나누면 다시 60Hz가 되기 때문입니다. 새로 고침 빈도가 높을수록 이미지 안정성이 높아집니다. 예를 들어 72Hz 비스테레오는 144Hz 스테레오이고 90Hz 비스테레오는 180Hz 스테레오입니다. 대부분의 저사양 컴퓨터 그래픽 카드와 모니터는 특히 고해상도에서 이러한 높은 새로 고침 속도를 처리할 수 없습니다.

LCD 모니터의 경우 픽셀 밝기 변화가 CRT나 플라즈마 형광체보다 훨씬 느립니다. 일반적으로 LCD 픽셀 밝기 변화는 전압이 인가된 경우가 전압이 제거된 경우보다 더 빠르기 때문에 비대칭 픽셀 응답 시간이 발생합니다. 3D 셔터 안경의 경우 이전 이미지 프레임이 다음 프레임을 그릴 때 충분히 빨리 검은색으로 흐려지지 않기 때문에 디스플레이가 흐릿하게 번지고 깊이 인식이 저하될 수 있습니다.[citation needed]

텔레비전

이 gif 애니메이션은 움직임이 4Hz, 12Hz 및 24Hz 리프레시 속도에 따라 어떻게 변화하는지 기본적으로 비교합니다. 전체 시퀀스의 프레임 속도는 24Hz입니다.[6]

1930년대 텔레비전의 발전은 여러 가지 기술적 한계에 의해 결정되었습니다. AC 전력선 주파수는 두 가지 이유로 수직 리프레시 레이트에 사용되었습니다. 첫 번째 이유는 텔레비전의 진공관이 잔여 리플을 포함하여 장치 전원 공급의 간섭을 받기 쉽기 때문입니다. 이로 인해 수평 막대(험바)가 표류할 수 있습니다. 동일한 주파수를 사용하면 이를 줄일 수 있고 화면에 간섭이 정적이므로 방해가 덜 됩니다. 두 번째 이유는 텔레비전 스튜디오가 AC 램프를 사용하기 때문에 다른 주파수로 촬영하면 쓰다듬음이 발생하기 때문입니다.[7][8][9] 따라서 생산자는 미국에서는 60Hz, 유럽에서는 50Hz의 세트를 실행할 수밖에 없었습니다. 이러한 속도는 오늘날 사용되는 세트의 기초가 되었습니다: 60Hz 시스템 M(거의 항상 NTSC 컬러 코딩에 사용됨) 및 50Hz 시스템 B/G(거의 항상 PAL 또는 SECAM 컬러 코딩에 사용됨). 이 우연의 사고는 낮은 프레임 레이트를 대가로 유럽 세트에 더 높은 해상도를 제공했습니다. 시스템 M(30i의 경우 704 × 480)과 시스템 B/G(25i의 경우 704 × 576)를 비교합니다. 그러나 50Hz의 낮은 리프레시 레이트는 더 많은 깜박임을 도입하므로 디지털 기술을 사용하여 리프레시 레이트를 100Hz로 두 배로 늘리는 세트가 현재 큰 인기를 끌고 있습니다. (방송 텔레비전 시스템 참조)

50Hz와 60Hz 표준의 또 다른 차이점은 동영상(비디오 카메라 소스가 아닌 필름 소스)이 전송되거나 표시되는 방식입니다. 35mm 필름은 일반적으로 초당 24프레임(fps)으로 촬영됩니다. PAL 50Hz의 경우 필름을 4% 가속하여 필름 소스를 쉽게 전송할 수 있습니다. 따라서 결과적인 그림은 매끄럽지만 오디오의 피치에 약간의 변화가 있습니다. NTSC 세트는 3:2 풀다운이라는 기술을 사용하여 속도 전환 없이 24fps와 25fps의 재료를 모두 표시하지만 텔레시네 저더 형태로 매끄럽지 않은 재생을 도입하는 비용을 지불합니다.

일부 컴퓨터 모니터 및 일부 DVD와 유사하게 아날로그 텔레비전 시스템은 인터레이스를 사용하여 먼저 홀수 선을 그리고 나서 짝수 선(필드라고 함)을 그려서 겉보기 깜박임을 줄입니다. 이렇게 하면 동일한 프레임 속도의 프로그레시브 스캔 이미지와 비교하여 새로 고침 속도가 두 배로 늘어납니다. 이는 각 필드가 개별 노출로 인해 발생하는 비디오 카메라에 완벽하게 적용됩니다. 유효 프레임 속도는 두 배로 증가하지만 이제 초당 25개의 노출이 아닌 50개의 노출이 발생합니다. CRT의 역학은 이 접근 방식에 이상적으로 적합하며, 빠른 장면은 50Hz 리프레시의 이점을, 이전 필드는 새 필드를 작성할 때 크게 감소하며, 정적 영상은 두 필드가 눈으로 통합되기 때문에 해상도 향상의 이점을 누릴 수 있습니다. 현대의 CRT 기반 텔레비전은 100Hz 기술의 형태로 깜박임이 없는 상태로 만들 수 있습니다.

현재 많은 고급 LCD TV는 120Hz 또는 240Hz(현재 및 이전 NTSC 국가) 또는 100Hz 또는 200Hz(PAL/SECAM 국가)의 새로 고침 빈도를 가지고 있습니다. 120의 비율은 24fps(시네마)와 30fps(NTSC TV)의 최소공통배수로 선정되었으며, 텔레시네 제거(3:2 풀다운)로 영화를 볼 때 왜곡이 적습니다. 25fps의 PAL의 경우 100 또는 200Hz가 600(24 × 25)의 최소 공통 배수의 분수 절충으로 사용됩니다. 이러한 높은 새로 고침 빈도는 24p 소스 비디오 출력(예: Blu-ray Disc) 및/또는 빠른 움직임의 장면에서 가장 효과적입니다.[10]

TV에 동영상 컨텐츠 표시

영화는 보통 초당 24프레임의 속도로 촬영되는 반면 텔레비전 세트는 다른 속도로 작동하기 때문에 약간의 변환이 필요합니다. 시청자에게 최적의 경험을 제공하기 위해 다양한 기술이 존재합니다.

콘텐츠 제작, 재생 장치 및 디스플레이 장치 처리의 조합은 불필요한 인공물을 제공할 수도 있습니다. 고정된 60fps 속도를 생성하는 디스플레이 장치는 24fps 영화를 균일하고 무검출 속도로 표시할 수 없습니다. 보통 3:2 풀다운을 사용하여 약간의 불균일한 움직임을 줍니다.

일반적인 다중 동기 CRT 컴퓨터 모니터는 1990년대 초부터 24Hz의 배수에서도 작동할 수 있었지만, 최근의 "120Hz" LCD는 소스 재료에 따라 더 부드럽고 더 유동적인 움직임과 신호에 대한 후속 처리를 목적으로 생산되었습니다. 비디오에 촬영된 자료의 경우, 새로 고침 빈도가 높아지는 것만으로 매끄러움의 개선이 거의 눈에 띄지 않을 수 있습니다.[11]

촬영물의 경우, 120은 24의 짝수 배이므로, 잘 설계된 120 Hz 디스플레이(즉, 소위 5-5 풀다운)에서 저더 없이 24fps 시퀀스를 제시하는 것이 가능합니다. 120Hz 속도가 60fps 3:2 풀다운 신호를 프레임 더블링하여 생성되는 경우, 불균일한 움직임이 여전히 표시될 수 있습니다(즉, 6-4 풀다운이라고 함).

또한, 디스플레이에 움직임 보간 기능을 추가하여 합성적으로 생성된 평활성으로 자료를 표시할 수 있어 촬영 자료에 대한 효과가 더욱 큽니다.

"50Hz" TV 세트("50Hz" 콘텐츠 공급 시)는 일반적으로 정상보다 약간 빠른 동영상을 제공하여 고르지 않은 풀다운 문제를 방지합니다.

참고 항목

참고문헌

  1. ^ Windows XP에서 모니터의 화면 새로 고침 비율을 변경하는 방법
  2. ^ 모니터 새로 고침 비율은 얼마입니까?
  3. ^ "The Perfect Display". PC Magazine. Ziff Davis, Inc. July 1993. p. 177.
  4. ^ "XFree86-Video-Timings-HOWTO". TLDP.
  5. ^ Kohler, Chris (2009-03-13). "Racing the Beam: How Atari 2600's Crazy Hardware Changed Game Design". Wired. ISSN 1059-1028. Retrieved 2020-08-16.
  6. ^ Qazi, Atif. "What is Monitor Refresh Rate". Tech Gearoid. Retrieved May 15, 2019.
  7. ^ Dorf, Richard C. (26 September 1997). The Electrical Engineering Handbook,Second Edition. p. 1538. ISBN 9781420049763. Retrieved 25 June 2015.
  8. ^ Emmerson, Andrew. "Lines, frames and frequencies". soundscape.info. Retrieved 25 June 2015.
  9. ^ "Television broadcasting – video standards". tvradioworld.com. Retrieved 25 June 2015.
  10. ^ 모니터 새로 고침 빈도는 얼마입니까?
  11. ^ 120Hz LCD TV에 대해 알아야 할 6가지 사항