Taxa de atualização, tempo de resposta e nitidez em movimento

Imagens e tempo de imagem

A taxa de atualização, em hertz, é o número de vezes por segundo que o monitor redesenha a imagem. O seu inverso é o tempo de imagem (frame time), a duração que cada imagem permanece no ecrã:

tempo de imagem (ms) = 1000 ÷ taxa de atualização (Hz)

De 60 para 120 Hz, o tempo de imagem desce de 16,7 para 8,3 ms, um ganho de 8,3 ms. De 120 para 240 Hz desce para 4,2 ms, um ganho de apenas 4,2 ms. Cada duplicação traz metade do benefício da anterior: o salto de 60 para 120 Hz é evidente para toda a gente; o de 240 para 480 Hz é discernível sobretudo por jogadores treinados.

Porque é que o movimento parece desfocado: sample-and-hold

Um ecrã plano mostra cada imagem e mantém-na, inalterada, até à seguinte (é o que se chama sample-and-hold). Quando se segue com os olhos um objeto em movimento, eles deslizam continuamente enquanto a imagem fica parada durante todo o tempo de imagem; o objeto fica, por isso, arrastado na retina ao longo da distância que o olhar percorreu entretanto.

desfoque (píxeis) = velocidade (píxeis por segundo) × persistência (segundos)

Um objeto que atravessa um ecrã 1440p em cerca de 2,7 segundos desloca-se a 960 píxeis por segundo. A 60 Hz fica desfocado ao longo de 16 píxeis, a 120 Hz ao longo de 8, a 240 Hz ao longo de 4. Este desfoque existe mesmo com píxeis que comutassem instantaneamente: vem do olho, não do painel. É a principal razão pela qual uma taxa de atualização elevada parece mais nítida em movimento, e explica que o texto continue legível durante o deslocamento num ecrã de 120 Hz e se transforme em barras cinzentas a 60 Hz.

Alguns monitores reduzem a persistência de outra maneira, fazendo piscar brevemente a retroiluminação a cada imagem (backlight strobing) ou inserindo imagens pretas. O desfoque cai a pique, à custa do brilho e, por vezes, de uma cintilação visível; a técnica destina-se ao jogo competitivo.

Tempo de resposta: o atraso próprio do painel

O tempo de resposta é a duração que um píxel demora a passar de um tom a outro, geralmente medida de cinzento a cinzento (GtG, grey to grey). Se exceder o tempo de imagem, o píxel ainda não terminou a transição quando chega a imagem seguinte, e um rasto fantasma segue os objetos em movimento.

Para ser invisível, a resposta deve ficar claramente abaixo do tempo de imagem: menos de 8 ms a 120 Hz, menos de 4 ms a 240 Hz. Ordens de grandeza por tecnologia:

• OLED: cerca de 0,1 ms, desprezável a qualquer taxa de atualização;
• IPS rápido: 2 a 5 ms em medições reais;
• VA: 4 a 8 ms em média, mas 15 ms e mais em certas transições entre tons escuros.

O «1 ms» impresso nas caixas é um melhor caso, obtido com a regulação de overdrive mais agressiva. O overdrive acelera as transições aplicando brevemente ao píxel uma tensão excessiva; levado longe de mais, ultrapassa o alvo e desenha um halo claro ou colorido atrás dos objetos. A regulação intermédia é quase sempre a certa. As medições independentes são a única fonte fiável neste ponto.

O MPRT, outro valor que aparece nas fichas técnicas, mede a persistência descrita na secção anterior, não a rapidez dos píxeis. Um «1 ms MPRT» obtém-se com backlight strobing.

Taxa de atualização variável

Um jogo não produz as suas imagens a um ritmo regular: 97 por segundo numa cena, 71 na seguinte. Um ecrã de ritmo fixo fica então com duas más opções: mostrar parte de uma imagem e parte da seguinte (o rasgo da imagem, ou tearing), ou esperar pelo ciclo seguinte (solavancos, ou stutter, e atraso adicional).

A taxa de atualização variável (VRR, variable refresh rate) elimina o dilema: o monitor espera por cada imagem e mostra-a quando ela chega. A técnica existe com os nomes G-Sync (Nvidia), FreeSync (AMD) e Adaptive-Sync (a norma da VESA); hoje, as três são em grande parte interoperáveis. Funciona dentro de um intervalo, por exemplo de 48 a 144 Hz; abaixo dele, os monitores com compensação de baixa cadência (low framerate compensation) repetem cada imagem para se manterem dentro do intervalo. Nos jogos, o VRR conta tanto como a taxa máxima.

Que taxa para que uso

Trabalho de escritório e código

Nada exige mais de 60 Hz para mostrar um documento. Mas deslocar uma página, mover uma janela ou simplesmente seguir o ponteiro são movimentos, e ficam duas vezes mais nítidos a 120 Hz. Quem trabalhou num ecrã de 100 ou 120 Hz raramente volta atrás. Como estes painéis custam hoje pouco mais, o seletor sugere 100 Hz como um objetivo sensato para trabalhar sempre que o orçamento não seja apertado.

Jogos

144 Hz são a base, 165 a 240 Hz a zona de conforto, e as taxas superiores dizem respeito aos jogos de tiro competitivos. A taxa só serve se a placa gráfica acompanhar: um ecrã de 240 Hz alimentado com 80 imagens por segundo mostra 80. Daí a combinação clássica de 1440p com 144 a 240 Hz, que as placas de gama média conseguem alimentar, ao passo que o 4K a 144 Hz exige o topo de gama (ver resolução e escala).

Vídeo e trabalho criativo

Os filmes são rodados a 24 imagens por segundo; o vídeo de televisão, a 25, 30, 50 ou 60. Uma taxa de 120 Hz tem o mérito de ser múltipla de 24, 30 e 60: cada imagem é repetida um número inteiro de vezes e o movimento fica sem trepidação (judder). Para a edição, a precisão da cor conta muito mais do que a taxa.

Atraso de entrada (input lag)

O atraso de entrada é o tempo entre a chegada do sinal e a apresentação da imagem: o tempo de processamento da eletrónica do monitor, a que se soma, em média, meio tempo de imagem. Os bons monitores acrescentam menos de 5 ms. Uma taxa de atualização elevada reduz mecanicamente o total, e é a segunda razão pela qual os jogadores competitivos a procuram. Para trabalhar, a questão não se põe, com uma exceção: os televisores usados como monitor, cujo processamento de imagem pode acrescentar 50 ms ou mais se não se ativar um modo «jogo» ou «PC».

Uma taxa elevada também aumenta os dados a transportar. O 1440p a 240 Hz ou o 4K a 144 Hz excedem as portas mais antigas; o capítulo sobre as ligações indica que ligação transporta o quê.