【走进科学】为什么电竞显示器特别喜欢强调1ms灰阶响应?
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市场背景
在我们选购高刷显示器查看相关介绍的时候,经常会看到“1ms GTG响应时间”这个词的出现,而在其他60Hz显示器的介绍资料中则很少能看到关于响应时间的介绍。大家是否想过:为什么电竞显示器特别喜欢强调1msGTG响应时间,而普通显示器却往往不宣传自己的GTG响应时间?
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问题描述
刷新率会影响显示器的响应速度吗?为什么同样的显示器,调到144Hz就有明显的拖影,而当调整到60Hz时拖影现象就轻微了呢?
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分析过程
先简单地为大家介绍一下刷新率和响应速度的概念。
1.什么是刷新率?
刷新率是指显示器更新屏显图片的频率。刷新率分为垂直刷新率和水平刷新率,一般提到的显示器的刷新率通常指的垂直刷新率。
垂直刷新率表示屏幕的图象每秒钟重绘多少次,也就是每秒钟屏幕刷新的次数,以Hz(赫兹)为单位。此更新间隔的单位为毫秒 (ms)。
2.为什么需要高刷新率?
以下图为例,120Hz、60Hz、30Hz的显示器更新间隔分别为8.33ms、16.67ms、33.33ms。显然,同样的一段跑步的过程,高刷新率的显示器能够显示出5张不同的图像,而60Hz能够显示出3张不同的图像,而30Hz仅能够显示出2张不同的图像。显示器刷新率越高,显示出的过程越详细,相邻两幅图像之间的差异更小,视觉效果就越流畅。

为了能够利用更高的CPU和GPU性能,需要考虑的三个重要部分是:
· 高刷新率显示器
· 高性能 CPU
· 高新能 GPU
CPU和GPU仅负责计算生成大量的图像,所以显示器能够将这些生成的图像尽可能多地显示出来至关重要。如果您的显示器刷新率过低,无法显示出足够多的帧数,那么无论CPU和GPU的配置有多优秀,用户都无法查看到流畅的动态画面。
3.什么是响应时间?
响应时间的概念反映的是液晶显示器各个像素点对输入信号反应的速度。
液晶显示器是利用液晶分子扭转控制光的通断,而液晶分子的扭转需要一个过程,也就是我们通常所说的响应时间。

行业发展初期,业内关于液晶响应时间的定义,试图以液晶分子由全黑到全白之间的转换速度作为面板整体响应时间的缩影,来代表液晶面板的快慢程度,通常又可称之为“On/Off”响应时间。但是,目前行业普遍采用的【响应时间】,一般指是灰阶响应时间,也就是GTG(Grey To Grey),而非“On/Off”响应时间。
通常来说,液晶屏幕上人们肉眼所见的一个点,即一个像素,它是由红、绿、蓝三个子像素组成的。每一个子像素,其背后的光源都可以显现出不同的亮度级别,而灰阶就代表了由最暗到最亮之间不同亮度的层次。这中间的层次越多,所能够呈现的画面效果也就越细腻。
灰阶响应时间与普通液晶显示器利用液晶分子在闭合状态下所获得的最小值标注方法不同,GTG的响应时间在标注上采用的所有灰阶切换过程中所产生的最大响应时间,也就是说每个液晶分子在所有灰阶的全程切换时间。
以8 bit的面板为例,它能表现出256个亮度层次,我们就称之为256灰阶。LCD屏幕上每一个子像素,均由不同亮度层次的红、绿、蓝组合起来,最终就形成了不同的色彩点。可见,屏幕上每一个点的色彩变化,其实都是由构成这个点的三个RGB子像素的灰阶变化所带来的,因此灰阶响应时间比传统的黑白响应时间更能反映一台液晶显示器在实际使用中的效果。
4. 为什么电竞显示器需要1ms响应,而普通显示器不需要?
以广为熟知的27英寸4K 144面板友达2.3面板为例,官方给出的原生响应时间是12ms。

那它的更新间隔是多少呢?1÷144=6.9(ms),更新间隔明显小于响应时间的12ms。这时候就会产生一个游戏玩家经常遇到的问题——拖影。
显示器响应时间大于更新间隔时,从一帧画面变化成到另一帧画面时,液晶分子尚未来得及完全偏转成为目标状态,也就是显示器还未完全显示成应该显示的画面,用户看到的内容自然就是“糊成一团“。
当然,现实中,显示器厂家往往会通过一系列技术措施,比如OD加速来缩短液晶分子的响应时间,但实际显示效果就要看各自的技术实力了。
如果将这款12ms响应的面板调整为60Hz会发生什么呢?更新间隔则变成了16.67ms,液晶分子有足够的时间完成转换过程,等待4.67ms再显示另一张画面,所以我们看到的拖影就变得非常小,画面就会更加清晰。
如今的液晶显示器已经能够做到原生360Hz超高刷,更新间隔时间仅2.8ms,所以就需要更快的响应速度才能保证清晰的显示画面。
另一方面,响应速度并不是只要大于更新间隔时间即可,而是越快越好。响应速度越快,画面拖影越不明显。
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真相组总结
通过以上分析,我们可以总结如下规律:显示器的刷新率越高,则需要更快的响应时间才能看到清晰的画面。
60Hz显示器比144Hz显示器的更新间隔时间更长,在同样的响应时间下,画面处于清晰状态的时间更多,所以拖影越不容易被察觉,这就是为什么电竞显示器需要1ms灰阶响应的原因。
泰坦军团P27GN,采用Nano IPS快速液晶面板,灰阶响应时间仅1ms GTG,具有2K 170Hz高规格,能为玩家提供清晰无拖影的游戏体验。


