Frequenza di aggiornamento, tempo di risposta e nitidezza del movimento

Fotogrammi e durata del fotogramma

La frequenza di aggiornamento (refresh rate), in hertz, è il numero di volte al secondo in cui il monitor ridisegna l’immagine. Il suo inverso è la durata del fotogramma (frame time), il tempo in cui ogni immagine resta sullo schermo:

durata del fotogramma (ms) = 1000 ÷ frequenza di aggiornamento (Hz)

Da 60 a 120 Hz la durata del fotogramma scende da 16,7 a 8,3 ms, un guadagno di 8,3 ms. Da 120 a 240 Hz scende a 4,2 ms, un guadagno di soli 4,2 ms. Ogni raddoppio porta metà del beneficio del precedente: il passaggio da 60 a 120 Hz è evidente per chiunque, quello da 240 a 480 Hz lo colgono soprattutto i giocatori allenati.

Perché il movimento appare sfocato: il sample-and-hold

Un pannello piatto mostra ogni immagine e la mantiene, immutata, fino alla successiva (è il funzionamento detto sample-and-hold). Quando segui con gli occhi un oggetto in movimento, questi scorrono in modo continuo mentre l’immagine resta ferma per tutta la durata del fotogramma; l’oggetto si spalma quindi sulla retina lungo la distanza che lo sguardo ha percorso nel frattempo.

sfocatura (pixel) = velocità (pixel al secondo) × persistenza (secondi)

Un oggetto che attraversa uno schermo 1440p in circa 2,7 secondi si muove a 960 pixel al secondo. A 60 Hz è sfocato su 16 pixel, a 120 Hz su 8, a 240 Hz su 4. Questa sfocatura esiste anche con pixel che commutassero all’istante: viene dall’occhio, non dal pannello. È la ragione principale per cui una frequenza elevata appare più nitida in movimento, e spiega perché il testo resta leggibile durante lo scorrimento su uno schermo a 120 Hz mentre a 60 Hz si trasforma in barre grigie.

Alcuni monitor riducono la persistenza in un altro modo, facendo lampeggiare brevemente la retroilluminazione a ogni immagine (backlight strobing) oppure inserendo fotogrammi neri. La sfocatura cala nettamente, al prezzo della luminosità e a volte di uno sfarfallio visibile; la tecnica è rivolta al gioco competitivo.

Tempo di risposta: il ritardo proprio del pannello

Il tempo di risposta è la durata che un pixel impiega per passare da una tonalità a un’altra, misurata in genere da grigio a grigio (GtG). Se supera la durata del fotogramma, il pixel non ha finito la transizione quando arriva l’immagine successiva, e una scia fantasma (ghosting) segue gli oggetti in movimento.

Per essere invisibile, la risposta deve restare nettamente sotto la durata del fotogramma: sotto 8 ms a 120 Hz, sotto 4 ms a 240 Hz. Ordini di grandezza per tecnologia:

• OLED: circa 0,1 ms, trascurabile a qualsiasi frequenza di aggiornamento;
• IPS veloce: da 2 a 5 ms nelle misure reali;
• VA: da 4 a 8 ms in media, ma 15 ms e oltre in alcune transizioni tra tonalità scure.

L’«1 ms» stampato sulle scatole è un caso limite ottenuto con l’impostazione di overdrive più aggressiva. L’overdrive accelera le transizioni sovralimentando per un istante il pixel; spinto troppo oltre supera il bersaglio e disegna un alone chiaro o colorato dietro gli oggetti. L’impostazione intermedia è quasi sempre quella giusta. Su questo punto le misure indipendenti sono l’unica fonte affidabile.

L’MPRT, un altro dato che si trova nelle schede tecniche, misura la persistenza descritta nella sezione precedente, non la velocità dei pixel. Un «1 ms MPRT» si ottiene con il backlight strobing.

Frequenza di aggiornamento variabile

Un gioco non produce le sue immagini a ritmo regolare: 97 al secondo in una scena, 71 in quella dopo. Uno schermo a cadenza fissa ha allora due cattive opzioni: mostrare parte di un’immagine e parte della successiva (tearing), oppure aspettare il ciclo seguente (stuttering e ritardo aggiuntivo).

La frequenza di aggiornamento variabile (VRR, variable refresh rate) elimina il dilemma: il monitor aspetta ogni immagine e la mostra quando arriva. La tecnica esiste con i nomi G-Sync (Nvidia), FreeSync (AMD) e Adaptive-Sync (lo standard VESA); oggi le tre sono in gran parte interoperabili. Funziona entro un intervallo, per esempio da 48 a 144 Hz; sotto l’intervallo, i monitor dotati di compensazione delle basse frequenze (low framerate compensation) ripetono ogni immagine per restarvi dentro. Per i giochi, il VRR conta quanto la frequenza massima.

Quale frequenza per quale uso

Lavoro d’ufficio e codice

Per mostrare un documento non servono più di 60 Hz. Ma scorrere una pagina, spostare una finestra o semplicemente seguire il puntatore sono movimenti, e a 120 Hz sono due volte più nitidi. Chi ha lavorato su uno schermo a 100 o 120 Hz raramente torna indietro. Poiché oggi questi pannelli costano appena di più, il selettore propone 100 Hz come obiettivo ragionevole per il lavoro ogni volta che il budget non è contenuto.

Giochi

144 Hz sono la base, da 165 a 240 Hz la fascia confortevole, e le frequenze superiori riguardano gli sparatutto competitivi. La frequenza serve solo se la scheda video tiene il passo: uno schermo a 240 Hz alimentato con 80 immagini al secondo ne mostra 80. Da qui l’abbinamento classico del 1440p con frequenze da 144 a 240 Hz, che le schede di fascia media riescono a pilotare, mentre il 4K a 144 Hz richiede la fascia alta (vedi risoluzione e ridimensionamento).

Video e lavoro creativo

I film sono girati a 24 immagini al secondo, il video televisivo a 25, 30, 50 o 60. Una frequenza di 120 Hz ha il pregio di essere multipla di 24, 30 e 60: ogni immagine viene ripetuta un numero intero di volte e il movimento è privo di judder. Per il montaggio, la precisione del colore conta molto più della frequenza.

Input lag

L’input lag è il ritardo tra l’arrivo del segnale e la visualizzazione dell’immagine: il tempo di elaborazione dell’elettronica del monitor, a cui si aggiunge in media mezza durata di fotogramma. I buoni monitor aggiungono meno di 5 ms. Una frequenza elevata riduce automaticamente il totale, ed è la seconda ragione per cui i giocatori competitivi la cercano. Per il lavoro la questione non si pone, con un’eccezione: i televisori usati come monitor, la cui elaborazione dell’immagine può aggiungere 50 ms o più se non si attiva una modalità «gioco» o «PC».

Una frequenza elevata aumenta anche i dati da trasportare. Il 1440p a 240 Hz o il 4K a 144 Hz superano le porte più vecchie; il capitolo sui collegamenti dice quale collegamento trasporta che cosa.