Почему ЭЛТ-монитор так понравился специалистам DF

И почему мы прекрасно жили без этого.

Digital Foundry выпустили ролик, который всколыхнул околотехнические форумы и площадки. В нём авторы рассказали о своих впечатления от старого ЭЛТ-монитора, который потряс их качеством картинки. Кто-то посчитал это троллингом, кто-то побежал на «Авито». Но конфликт мнений возник: ряд людей не понимает, с чего могут быть такие восторги древней технологией, другие же рады услышать, что их CRT монитор все-таки топ и даже круче 4K OLED.

К делу. Почему им понравился ЭЛТ и в чём проблема современных LCD? Чтобы объяснить это, придётся затронуть практически всё, что касается изображения и движения. Потому ряд вещей я буду расписывать кратко.

Как мы знаем, 60/120/240 Гц в спецификациях наших мониторов обозначают частоту обновления уникальной картинки. 60 Гц это 60 новых картинок в секунду, или же каждая картинка будет сменяться следующей с интервалом в 16 мс. Грубо говоря, движущийся курсор мыши будет телепортироваться в новое место каждые 16 мс. Или 8 мс для 120 Гц или 2 мс для 480 Гц экрана.

Такой метод, при котором изображение отображается на экране до появления нового кадра называется sample and hold (отрисовал и держи). Казалось бы:картинка на экране рисуется чёткая, так почему глаза видят её размыто, неужели это ограничение нашего зрения или может во всём виновато время отклика?

Давайте попробуем ответить на вопросы: чем мы видим и как мы видим.

Есть два способа макродвижений глаз: саккадические движения и плавное преследование.

Саккадические движения — это движения поисковые, установочные и корректирующие. С их помощью осуществляются поиск заданного объекта восприятия, установка глаза в исходную позицию и её корректировка. Эти движения осуществляются довольно быстро и происходят в виде скачков, в результате чего осуществляется перевод взора на тот или иной предмет.

Плавное преследование позволяет следить за движущимся объектом. Этот способ довольно сложен для зрительной системы и состоит из двух стадий: реакция на движение и попытка зрительного аппарата соответствующе скорректировать направление и скорость слежения, вторая стадия состоит из непосредственно поддержания этой скорости и слежения. То есть нужно понимать, что наше зрение не способно разгоняться и останавливаться без задержки, нет, ему нужно время, чтобы встать в разгон.

За остроту зрения и чёткость картинки нужно благодарить центральную ямку сетчатки. Именно объекты, попадающие в эту область, выглядят наиболее чётко.

И если мы захотим проследить за движением объекта на экране, например за летающей тарелкой из testufo.com, то мы воспользуемся именно способом плавного преследования.

Мы видим движущийся объект и фокусируемся на нём к моменту t=0ms, начинаем вести плавное преследование на основе информации о движении, которая у нас есть.

Плавное преследование не может остановиться на 10ms и резко возобновить движение, как и автомобиль не может менять скорость с 0 до 100 км/ч без разгона. Поэтому в момент, когда картинка на экране будет находиться ещё в положении t=0ms, мы будем плавно смещать наш фокус в направлении обновлённого положения объекта, которого ещё нет на экране.

Как видим на схеме выше — окружности образно показывают области fovea, parafovea и perifovea при плавном преследовании. Большую часть времени статичный объект будет выходить за пределы области самой высокой остроты (fovea) и окажется в других зонах, имеющих меньшую остроту.

Из этого можно сделать несколько выводов — чем большее пиксельное расстояние за кадр будет преодолевать движущаяся картинка, тем большую часть времени она окажется вне fovea и тем менее чёткой будет выглядеть.

Следующий вывод вытекает из первого. Минимального отклонения fovea от изображения на экране можно достигнуть при смещении объекта 1 пиксель на 1 кадр. Этот факт нам объясняет сразу несколько явлений.

Идеальная четкость изображения (относительно нативного) способна сохраняться только до скоростей, равных или меньших герцовке экрана. Для 60 Гц это 60 пикселей в секунду и менее, для 120 Гц это 120 пикселей в секунду и менее.

Существует популярный миф, что 60 Гц экраны имеют motion resolution (оно же разрешение динамики) около 300 пикселей в секунду. Но это всё же миф, и каждый может в этом убедиться. Просто пройдите по этим трём ссылками и сравните четкость: статика, 60 п/сек и 120 п/сек.

Этот момент отчасти объясняет факт, почему людям нравятся 120 Гц экраны в сравнении с 60 Гц. Но также он объясняет, что и 120 и 240 и 480 Гц не являются пределами нашего восприятия.

Возникает вопрос: а какое значение герцовки позволит избавиться от моушен блюра совсем? Ответ: равное скорости смещения пикселей в секунду, которую вы сможете распознать и отследить. Если это 1000 п/сек, то 1000 Гц, Если вы сможете отследить 2000 п/сек, то 2000 Гц и так далее. Вы скажете, что нельзя об этом говорить, так как нет подобных экранов. Но к этому мы вернемся в разговоре о DF.

Чтобы вы сейчас совсем не покрутили у виска, вспоминая свои любимые стереотипы о «больше стольки-то fps глаз не видит», то существует замечательный ресурс Blurbuster, админ которого изучает проблему моушен около десяти лет, там достаточное количество очень интересных статей, одна из которых рассказывает о пути к 1000 Гц и почему это круто. И также можно найти его комментарии, где он заявляет, что видит разницу между 3000 и 3840 пикселями в секунду на своих тестах.

Итак, надеюсь, теперь вы готовы к обсуждению того видео DF о шикарном CRT мониторе.

Из этого видео в замедленной съёмке можно понять, что большую часть времени, смотря на CRT, наш глаз не видит НИЧЕГО, точнее — видит чёрное изображение.

И вот так будет выглядеть картинка сверху:

Вот и весь фокус. Но за этот фокус мы расплачиваемся мерцанием изображения. 50 Гц, 60 Гц, 75 Гц, 120 Гц. Все они дадут нам кристально чёткое изображение в движении, превосходящее кратно чёткость динамики на LCD с sample and hold методом отображения. Но если мы вернёмся в эру CRT, тогда вспомним, что проблема мерцания была одной из основных и борьба с этим велась именно повышением герцовки. Условный минимум для терпимого мерцания — 85гц, хотя эта вещь индивидуальная, и её нужно разбирать отдельно.

Но мерцание это не единственная проблема — для получения эффекта от низкочастотного мерцания нужно выполнение определённых условий.

На каждый герц нужен новый целый кадр. При 100 Гц мерцании нужно 100 идеальных fps с вертикалкой и только. Более низкое значение приведёт к снижению эффекта и статтеринг будет бросаться в глаза очень сильно.

И очевидно, что для эффекта идеальной чёткости в движении нужно, чтобы не было искусственного замыливания картинки моушен блюром .

Вернемся к DF. Вот они увидели хай энд CRT, мерцающий на сравнительно высокой для CRT частоте и с хорошим разрешением, поиграли в игры при высоком fps. Увидели эффект отсутствия моушен блюра на любой скорости движущихся объектов.

По сути, они на полную задействовали второй способ движения глаз — плавное преследование, которое у них атрофировалось за долгое время игры на LCD. Представьте, что вы смотрите на мир одним глазом. Вам хватает этого, вы привыкаете, но стоит вам открыть второй глаз, как вы взглянете на мир по-другому, сможете увидеть объём, сможете воспользоваться всеми преимуществами своего зрения. Именно это и произошло с DF. Эти спецы ощутили свободу своего зрения без ограничений моушен блюра. Да, с мерцанием, но я сомневаюсь, что им нужен CRT для работы и браузинга. А побаловать себя играми, почему бы и нет? Вред от мерцания — это не такая уж и страшная «вредная привычка».

И главный вопрос: как же мы без этого живем и наслаждаемся фильмами, играми?

1. Банальная привычка. Многие из нас в своей жизни пользовались только LCD экранами. Да и в целом — больше 10 лет LCD тотально доминирует на рынке.

2. Стереотипы и мифы. Они определяют очень многое. Самый популярный: глаз не видит больше стольки-то герц и fps. Что забавно, консольщики «не видят» больше 30 fps, ПК-игроки с 60 Гц мониторами не видят больше 60, геймеры с 240 Гц экранами скажут, что тоже больше не видят.

3. Потребность в плавном преследовании. А за сколькими движущимися объектами вы сегодня целенаправленно следили? В повседневной жизни плавное преследование — это довольно редкое движение глаз, особенно если вы не ведете активный образ жизни или не играете в определённые игры, где это нужно.

4. Утомляемость. Плавное преследование это не только редко используемое движение, но и утомляющее. Практически весь день мы смотрим на мир саккадическим методом, но попробуйте полчаса целенаправленно поводить глазами за каким-то объектом. Я бы не назвал это приятным.

5. И как же я забыл. Контент решает. А он решил, что специально усиленный моушен блюр в фильмах и играх — это хорошо. Причины для этого имеются. Сильный экранный моушен блюр позволяет сделать 24 и 30 fps фильмы и игры не настолько дёргающимися, а более плавными. И людям (не всем) этот эффект нравится, так как с хорошим семплингом сильный моушен блюр выглядит действительно интересно.

6. Защитная реакция. Мы просто стараемся игнорировать то, что нам не понравится. Особенно если мы с этим жили всегда и другого не видели. Зачем обращать внимание на размытость в движении? Не надо этого делать.

Но не все пункты и не для всех людей работают. Кто-то знает матчасть, кто-то имеет опыт использования ЭЛТ, кто-то играет в игры, где для хорошего результата требуется постоянно следить за плавным движением объектов. Отсюда(и от других причин) и зародилась мода на высокогерцовые мониторы. Они частично решают проблему, хоть эта частичность и мала в сравнении с профитом от реального CRT или вставки черного кадра.

Современная индустрия уже позабыла о своих недостатках, и видео DF о CRT — это отличный повод напомнить людям, что может быть лучше, на порядки лучше.

Пусть я не лучший рассказчик, но кто-то должен был на волне обсуждения материала DF рассказать об этом.

Я не затронул аспект моушен блюра VR, не затронул решение вопроса на LCD экранах. Статья и так получилась слишком большая, но при этом всё равно скомканная. Я советую вам почитать побольше материала на Blurbusters и посмотреть ролики на YouTube данного автора. Там материал подан ещё более наглядно и развернуто.

#лонг #мнения #опыт #ретро