Verversingssnelheid, responstijd en scherpte in beweging

Beelden en beeldtijd

De verversingssnelheid (refresh rate), in hertz, is het aantal keren per seconde dat de monitor zijn beeld opnieuw tekent. Het omgekeerde is de beeldtijd (frame time), de duur dat elk beeld op het scherm blijft staan:

beeldtijd (ms) = 1000 ÷ verversingssnelheid (Hz)

Van 60 naar 120 Hz daalt de beeldtijd van 16,7 naar 8,3 ms, een winst van 8,3 ms. Van 120 naar 240 Hz daalt hij naar 4,2 ms, een winst van slechts 4,2 ms. Elke verdubbeling levert de helft op van de vorige: de stap van 60 naar 120 Hz is voor iedereen duidelijk, de stap van 240 naar 480 Hz merken vooral getrainde spelers.

Waarom beweging onscherp oogt: sample-and-hold

Een plat paneel toont elk beeld en houdt het ongewijzigd vast tot het volgende. Volg je een bewegend object met je ogen, dan glijden die ononderbroken mee terwijl het beeld de hele beeldtijd stilstaat; het object wordt daardoor over je netvlies uitgesmeerd over de afstand die je blik intussen heeft afgelegd.

onscherpte (pixels) = snelheid (pixels per seconde) × persistentie (seconden)

Een object dat een 1440p-scherm in ongeveer 2,7 seconden oversteekt, beweegt met 960 pixels per seconde. Bij 60 Hz is het over 16 pixels uitgesmeerd, bij 120 Hz over 8, bij 240 Hz over 4. Deze onscherpte bestaat zelfs met pixels die ogenblikkelijk zouden omschakelen: ze komt van het oog, niet van het paneel. Het is de voornaamste reden waarom een hoge verversingssnelheid in beweging scherper oogt, en het verklaart waarom tekst tijdens het scrollen leesbaar blijft op een scherm van 120 Hz en bij 60 Hz in grijze balken verandert.

Sommige monitoren verlagen de persistentie op een andere manier: ze laten de achtergrondverlichting bij elk beeld kort flitsen (backlight strobing) of voegen zwarte beelden in. De onscherpte neemt sterk af, ten koste van helderheid en soms met zichtbare flikkering; de techniek richt zich op competitief gamen.

Responstijd: de eigen vertraging van het paneel

De responstijd is de tijd die een pixel nodig heeft om van de ene tint naar de andere te gaan, doorgaans gemeten van grijs naar grijs (GtG). Is ze langer dan de beeldtijd, dan heeft de pixel zijn overgang niet voltooid wanneer het volgende beeld arriveert, en volgt er een spooksleep (ghosting) achter bewegende objecten.

Om onzichtbaar te zijn moet de respons duidelijk onder de beeldtijd blijven: onder 8 ms bij 120 Hz, onder 4 ms bij 240 Hz. Ordes van grootte per technologie:

• OLED: ongeveer 0,1 ms, verwaarloosbaar bij elke verversingssnelheid;
• snelle IPS: 2 tot 5 ms in echte metingen;
• VA: gemiddeld 4 tot 8 ms, maar 15 ms en meer bij sommige overgangen tussen donkere tinten.

De ‘1 ms’ die op dozen staat, is een gunstigste geval dat wordt bereikt met de agressiefste overdrive-instelling. Overdrive versnelt overgangen door de pixel kort te hard aan te sturen; te ver doorgevoerd schiet hij over het doel heen en tekent hij een heldere of gekleurde halo achter objecten. De middelste instelling is bijna altijd de juiste. Onafhankelijke metingen zijn op dit punt de enige betrouwbare bron.

MPRT, een ander cijfer dat je op specificatiebladen vindt, meet de persistentie uit de vorige paragraaf, niet de snelheid van de pixels. Een ‘1 ms MPRT’ wordt bereikt met backlight strobing.

Variabele verversingssnelheid

Een game levert zijn beelden niet in een regelmatig tempo: 97 per seconde in de ene scène, 71 in de volgende. Een scherm met een vast ritme heeft dan twee slechte opties: een deel van het ene beeld en een deel van het volgende tonen (tearing), of wachten op de volgende cyclus (haperingen en extra vertraging).

Variabele verversingssnelheid (VRR, variable refresh rate) heft het dilemma op: de monitor wacht op elk beeld en toont het zodra het binnenkomt. De techniek bestaat onder de namen G-Sync (Nvidia), FreeSync (AMD) en Adaptive-Sync (de VESA-standaard); de drie zijn tegenwoordig grotendeels onderling uitwisselbaar. Ze werkt binnen een bereik, bijvoorbeeld 48 tot 144 Hz; onder dat bereik herhalen monitoren met low framerate compensation elk beeld om erbinnen te blijven. Voor games is VRR net zo belangrijk als de maximale snelheid.

Welke snelheid voor welk gebruik

Kantoorwerk en code

Niets vereist meer dan 60 Hz om een document te tonen. Maar door een pagina scrollen, een venster verplaatsen of gewoon de aanwijzer volgen zijn bewegingen, en die zijn bij 120 Hz tweemaal zo scherp. Wie op een scherm van 100 of 120 Hz heeft gewerkt, gaat zelden terug. Omdat zulke panelen nu nauwelijks meer kosten, stelt de keuzehulp 100 Hz voor als verstandige richtwaarde voor werk zodra het budget niet krap is.

Games

144 Hz is de basis, 165 tot 240 Hz het comfortabele bereik, en hogere snelheden zijn iets voor competitieve shooters. De snelheid heeft alleen nut als de videokaart volgt: een scherm van 240 Hz dat 80 beelden per seconde krijgt, toont er 80. Vandaar de klassieke combinatie van 1440p met 144 tot 240 Hz, die kaarten uit het middensegment kunnen aansturen, terwijl 4K op 144 Hz het topsegment vereist (zie resolutie en schaling).

Video en creatief werk

Films worden opgenomen met 24 beelden per seconde, televisievideo met 25, 30, 50 of 60. Een snelheid van 120 Hz heeft de verdienste een veelvoud te zijn van 24, 30 en 60: elk beeld wordt een geheel aantal keren herhaald en beweging is vrij van judder. Voor montage telt kleurprecisie veel zwaarder dan snelheid.

Input lag

Input lag is de vertraging tussen de aankomst van het signaal en de weergave van het beeld: de verwerkingstijd van de elektronica in de monitor, waar gemiddeld een halve beeldtijd bij komt. Goede monitoren voegen minder dan 5 ms toe. Een hoge verversingssnelheid verlaagt het totaal vanzelf, wat de tweede reden is waarom competitieve spelers ernaar zoeken. Voor werk speelt de vraag niet, op één uitzondering na: televisies die als monitor worden gebruikt, waarvan de beeldverwerking 50 ms of meer kan toevoegen, tenzij je een ‘game’- of ‘pc’-modus inschakelt.

Een hoge snelheid vergroot ook de hoeveelheid data die moet worden vervoerd. 1440p op 240 Hz of 4K op 144 Hz gaan oudere poorten te boven; het hoofdstuk over aansluitingen zegt welke verbinding wat aankan.