响应时间，刷新率以及拖影——FPS显示器选择指南

冰寒之月

什么样的显示器适合fps？GtG和MPRT又是什么？
为什么很多人说厂商宣传的1ms响应不靠谱？

我去查阅了一些资料后找到了总结出了这篇文章和潭友分享一下
若有疏漏和理解错误还请指出

1. 响应该怎么看？

首先 液晶面板变换显示内容时 需要一个翻转过程 (oled则是像素控制亮度的过程)
它从一个灰度到达另一个灰度的用时就是GtG (gray to gray) response time  
在256灰阶下理论上有256*255种灰阶转换的速度
增加电压可以加快翻转过程 各个显示器一般也会给各种电压不同的响应挡位
但如果控制不当电压过高就会翻转过度造成过冲产生鬼影
所以一般我们计算可用的GtG
是取无鬼影的多种灰阶转换的平均响应时间
(有些宣传自己有0.3ms 0.5ms 1ms GtG的液晶显示器其实是某个特定灰阶转换最快能到的速度 或者是过冲严重的情况下 不代表实际能用的平均水平)

以各种大厂技术来看 各种面板可用平均GtG响应时间在优秀厂商调教的极限如下：
OLED: 0.2 ms
TN: 1.7 ms
fastIPS: 4 ms
fastVA: 4 ms
(还有其他慢速IPS 5-12ms 最新的ultraIPS有3.6ms等等 就不在此一一列举了)
(更详细的各厂商各型号GtG在各种up主评测里可以找到)


但面板内容变换速度并不能代表人实际感受到的状况
还有个重要参数——刷新率会极大影响拖影
举例来说 一个60Hz的屏幕只能隔16.67ms改变一次画面内容 即使用oled 0.2ms完成了画面 剩下16ms以上时间画面依旧会保持不变
这会导致快速运动时产生模糊感

为了正确反映人眼看到的图像变换
运动图像响应时间 (motion picture response time MPRT)被提出来用于综合衡量刷新率以及面板响应对运动模糊和拖影的影响
MPRT基本取决于GtG响应和刷新率之间的短版
估计公式如下：


画出曲线大概长这样



按照此公式估算 取两个最近即将发售的旗舰电竞显示器型号
LG的27GR95QE-B  OLED 240Hz
预估MPRT在3.34ms左右

华硕的ROG Swift Pro PG248QP TN 540Hz
估算MPRT在2.25ms左右

我的显示器是MSI的MPG321UR-QD 普通IPS 响应最快4.9ms 打游戏时手动限制成141Hz触发g-sync
估计MPRT在7.5ms


2. 双刃剑技术BFI

依照MPRT计算公式 这个数值不可能低于GtG响应时间
那为什么目前很多显示器厂家宣传自己都能到达1ms级别的MPRT？

其秘密就在于一个原理很简单却很强力的双刃剑技术：BFI（black frame insertion） 插黑帧 又称背光频闪（backlight strobing）

简单来说 它就是把一帧的前几毫秒内关闭背光(插入黑帧) 让人脑补齐黑帧内的画面减少画面拖影
厂家常见设置是关闭一帧的前80%背光 开启最后20%
有部分显示器最低甚至能到达90%黑帧


类似这样 约60%黑帧插入

插黑帧BFI的技术名称在各个厂商里不一样 但原理几乎类似
各个显示器厂商里BFI名称 （不全）：
NVIDIA G-SYNC: Ultra Low Motion Blur (ULMB)
ASUS: Extreme Low Motion Blur (ELMB)
Gigabyte: Aim Stabilizer
LG: 1 ms Motion Blur Reduction / OLED Motion
MSI: MPRT Sync
Samsung: Motion Blur Reduction (MBR)
Zowie: DyAc
AOC: MBR
（有些厂家会把MPRT当成是BFI技术本身的名称 这是他们宣传部门理解太菜鸡的结果）

BFI技术能按照插入的黑帧比例等比降低MPRT
比如一个144Hz的4ms fastIPS面板显示器 基本MPRT在6.85 ms左右 开启80%BFI后MPRT能降到1.37 ms 确实到达了1 ms水平 能极大抑制拖影和运动模糊 让画面更犀利
换算oled需要500Hz左右不开BFI才能到达类似水平
而其他VA/IPS/TN屏幕不开BFI理论上做不到这个拖影控制

如果你的显示器有BFI功能 可以打开和关闭状态下观察这个网址中运动最快960像素每秒的那个UFO
https://www.testufo.com/
基本都能明显感知到开启BFI后UFO变得更清晰了

厂商宣传1ms MPRT确实没作假 但是并未提及该功能的代价
之所以叫BFI双刃剑 是因为这个模式强制PWM调光 伤眼
频闪对一部分敏感的人来说会很难受

100Hz以下频闪感知较为明显 所以通常该功能限定在100Hz以上 闪烁频率越高伤害越小
其次它会等比降低显示器的最大亮度  因为本质是背光只开了10-20%时间
部分天生亮度较低的面板 比如OLED 这么一减会特别暗没法看
如果你对频闪不那么敏感 可以考虑仅在玩fps时打开
BFI在平时尽量关闭 有部分电竞显示器买来就默认开启了这个功能 日常使用请小心

部分厂家显示器BFI功能以及插入百分比等情况可以在这里查询
https://www.rtings.com/monitor/tests/motion/black-frame-insertion

加入BFI之后MPRT计算公式如下：


综合计算MPRT即运动模糊从低到高表格

*老的CRT显示器的MPRT在1.5ms左右 显像原理不同导致它运动模糊极低
所以当初电竞刚兴起时液晶GtG响应和刷新率都很菜鸡的阶段
有不少职业玩家宁愿带自己的CRT显示器去打比赛


3. FPS显示器使用建议

对长时间打fps的玩家 根据上述表格
控制运动模糊方面 目前的fastIPS/VA/TN/OLED的GtG响应水平在240Hz下大多不构成短板
240Hz的fastIPS屏幕运动模糊比144Hz的oled更低
所以选择显示器时 240Hz以下高刷比响应时间更重要（前提是配套显卡能跑满 如果你显卡只能跑144fps在240hz的显示器上是没帮助的）
得再往上到360Hz各种面板的GtG响应才会相较成为短板

所以240Hz以下推荐OLED或者fastIPS/VA以获取更好色彩
只有360Hz以上才值得上TN（甚至未来的超高刷OLED）

而BFI则确实是控制运动模糊的利器 同时对显卡更友好
144Hz随便找个IPS在BFI加持下都能超过任何不开BFI的其他超高刷液晶/OLED
那些平时打网游3A游戏偶尔打FPS的玩家 选购时最好选有这个功能的 偶尔体验一下也很爽
鉴于该模式可能伤眼 请根据个人对频闪的敏感程度决定使用频次和时机

参考文献
Analytical equation for the motion picture response time of display devices. F. Peng et al. 2017

冰寒之月

四宫家印 发表于 2023-1-14 17:47
我现在倒是更倾向于FastVA了。
为啥FastVA对比度比普通VA高，FastIPS却比普通IPS低？ ...

三星的黑科技VA啥都好 又没有烧屏
要是能解决可视角度做成直屏就完美了

冰寒之月

Diabolosis 发表于 2023-1-14 19:38
不止是面板，不同厂家的算法配置也会导致很大的区别，甚至同厂后一代型号开倒车的也不是没有

还有就是如果 ...

确实 优秀的厂商在和其他厂商用同一个面板型号的前提下能做出更低的无鬼影响应
厂商自家的算法也是实力的一部分

延迟倒不是大问题 我开g-sync主玩单机fps
网游fps的话确实可以接受画面轻微撕裂换取更低延迟  

ft5555

BFI这功能跟Local Dimming 分区背光，还有 gsync/freesync/vrr功能有冲突 , 使用中只能3选1.....

Rarity5

真有fps高要求直接买台rog的pq27aqdm就是最优解了

macos

S.T.A.L.K.E.R 发表于 2023-3-21 14:48
经过我的实际研究  响应时间 帧率 刷新率三个指标 共同决定 动态清晰度   比如b站的超长弹幕弹幕  lcd屏幕  ...

crt指标已经很差了吧，这还能看

Rainnnnnnn

Rarity5 发表于 2023-3-21 15:39
真有fps高要求直接买台rog的pq27aqdm就是最优解了

pq?pg?

Rarity5

Rainnnnnnn 发表于 2023-3-21 16:01
pq?pg?

笔误，就是pg

Rarity5

Rainnnnnnn 发表于 2023-3-21 16:01
pq?pg?

就刚出的2k 240hz oled那个

Rainnnnnnn

Rarity5 发表于 2023-3-21 16:03
就刚出的2k 240hz oled那个

好贵，看了下要8k

冰寒之月

macos 发表于 2023-3-21 15:58
crt指标已经很差了吧，这还能看

crt虽然颜色啥的不行 但动态清晰度很强
它的原理就基本等于90%以上插黑帧的显示器
因为电子激发的图像是点亮后立刻暗下去的

zmw_831110

我刚收货48cx的时候,其实对拖影啥的挺失望的.
感觉完全不如客厅的等离子

其实最简单实用的测试方法就是,看B站弹幕有没有拖影