一起聊聊電視那些事兒：關于屏幕刷新率

　

　　電視節(jié)目源制作

　　看電視當然離不開節(jié)目源制作，我們現在看到的節(jié)目源多數都是24Hz或者30Hz拍攝的，通常稱為24P/30P，而傳統(tǒng)膠片電影是用24Hz的幀率拍攝的，隨著時代進步，數字攝影幾乎完全取代了傳統(tǒng)的膠片拍攝手段，但是絕大多數的數字電影拍攝幀率仍然是24Hz或者30Hz左右，到目前為止正式上市的影片中幀率最高的影片，其幀率其實也只有48Hz。而深受視頻發(fā)燒友喜歡的藍光電影碟片，其幀率也不過是24或30Hz而已。正因為拍攝時的幀率原本就是 30Hz以下，因此我們平時可以獲得的絕大部份視頻文件的幀率也是不高于30Hz的。而傳統(tǒng)模擬電視廣播節(jié)目的幀率，也只有25Hz到30Hz。同樣的數字電視廣播節(jié)目其最高幀數也就相當于幀率30Hz。

　　視頻輸入源

　　普通家庭的影像設備，如各類機頂盒、高清影碟機(包括藍光播放機)，其HDMI輸出口實際最高刷新頻率也只有60Hz。那些號稱具備強大圖形能力的游戲機，無論是XBOX360，Wii,還是PS3乃至最新的PS4，其HDMI輸出的信號幀率其實最高也只有60Hz。

　　在智能電視的時代，除了來自外部的電視廣播和視頻輸入源，智能處理器本身也輸出視頻流，其中一部分是對來自網絡或本地的視頻文件的解碼，這部分實質也依賴于上面談到的節(jié)目源制作;另外一個部分視頻來源是來自GPU，如OpenGL生成的UI界面以及2D/3D游戲畫面。OpenGL產生的畫面幀率嚴重依賴于畫面元素數目以及處理器的GPU性能和內存帶寬。

　　所謂TureMotion 120/240/800Hz的誤區(qū)

　　通常我們說的LED電視中的顯示面板是由帶TFT陣列液晶的玻璃基板(也稱為opencell)加上LED液晶背光組件構成的，這兩個組件實際上是獨立的，TFT液晶本身是不會發(fā)光的，LED實際上是指背光源的發(fā)光器件采用LED。這里我們需要說明什么是真正的120Hz電視，真正的120Hz刷新率必須是：每一秒鐘里，帶TFT陣列能接收120場獨立的1080P的有效圖像信號，并通過對液晶施加電場，改變液晶的透光率，將120場獨立圖像都完整準確的刷新出來。顯而易見，要達到高刷新率，液晶的響應時間必須足夠快，真正決定顯示面板的響應速度特性的完全是由opencell 的灰到灰響應時間(也被稱為灰度響應時間，即從液晶從一個灰階轉變?yōu)榱硪粋€灰階所需要的時間)所決定?；叶认鄳獣r間越小，理論上面板可以做到的刷新率越高。但是同一個面板上，不同的灰度等級之間轉換的響應時間差異很大，面板廠家一般是以響應時間最短的兩個灰階之間的轉換時間來標識面板，于是市面上出現了一些標稱自己灰度響應時間為5ms甚至是2ms的面板，實際上這些面板都未必能夠真正實現240Hz的刷新率。事實上目前世界上大多數液晶電視在2D模式下的刷新率都是60Hz。而真正在2D模式下刷新率為120Hz的在中端機基本上看不到。來自世界頂級面板廠商的信息表明，到目前為止，迄今為止，真正投入市場的量產電視的真正的最高刷新率也只有240Hz，而且真正的240Hz機種屬于非常高階的機種，普通人并不容易見到。那么市面上很多電視機標榜自己采用的是120Hz，240Hz甚至800Hz的技術，另一個事實是目前量產的MEMC芯片能支持輸出240Hz的少而又少，這究竟是怎么回事呢?

　　MEMC技術

　　前面我們提到常見的影視節(jié)目多是以24Hz/30Hz拍攝的，那么它在播放器完成解碼后當然也應該是和原始幀率相同的，那么它是怎么適配到60Hz的刷新率上的呢?一個最簡單的做法就是簡單重復，30Hz的幀率可以簡單的每幀復制成2幀就可以變成60Hz，而24Hz則是通過改變復制率實現的，即當前幀復制成2幀，下一幀復制成3幀，其他幀率以此類推，這種技術被稱為pull-up/pull-down技術。由于這個過程并未增加新的畫面內容，運動畫面的質量得不到真正的改善。相反，某些幀率下復制比例的不均勻性反而會造成運動不平滑。多數影碟機，顯示器和60Hz電視機實際上都是采用pull- up/pull-down來實現幀率適配，而專門的MEMC(Motion Estimation Motion Compensation，運動預測與運動補償)芯片，來智能完成24/30Hz輸入節(jié)目到60Hz的轉換，它不是簡單幀重復，而是根據對輸入視頻流進行分析，根據前后畫面的差異，智能辨識出畫面中的運動元素，對其運動的軌跡做出判斷，然后生成在原始視頻流中所沒有的畫面幀，并插補到原始幀之間，完成幀率的變換。該技術甚至可以從已經被pull-up/pull-down處理的視頻流中偵測出原始的畫面幀，然后再做插幀處理。這樣在播放視頻節(jié)目中的快速運動畫面時，其流暢性可以獲得明顯的提升，對拖影效應同樣有改善作用。MEMC技術一般只在中高端機型上才會使用。

　　正如前面所談到的，各種輸入源甚至是CPU輸出顯示刷新率根本達不到120Hz，那么真正的120Hz刷新率必須采用MEMC芯片，將60Hz的輸入再提升到120Hz。通常在市面上所看到的超過120Hz的數值，其實不是真正的刷新率，這些Hz數前面一定冠以某種廠家自定義的技術名稱，以掩蓋自己虛標刷新率之實。這種技術實際是采用了背光掃描，也就是通過對背光進行分區(qū)，在一定的時間內，將目前正在進行刷新的像素點通過關閉背光的辦法，遮蔽刷新過程中的過渡影像。采用兩個分區(qū)的背光掃描技術，一場畫面里背光閃爍2次，其標稱的Hz數就乘2，如果是4分區(qū)，其標稱的Hz數就乘4，以此類推。盡管不同廠商冠以的技術名稱不同，但是方法都類似。因此市場上的120Hz/240Hz或者更高的數字就不足為奇了。

　　這種方式理論上是起減小拖影的作用，但實際上并不像MEMC那樣會引入新的圖像幀，對圖像質量的改善非常有限，更不能稱為真正的刷新率。傳統(tǒng)廠家更多是利用大家對數字的追捧來制造概念促銷而已。實際上，TM120引入背光掃瞄，會帶來亮度的下降，這反而降低了畫質表現。

　　最后以一個顯而易見的事實來說明問題，目前主流和高端的電腦幾乎毫無例外的使用液晶顯示器作為顯示設備，而電腦顯示器絕大部分都是60Hz的刷新率，大家在這樣的電腦上玩魔獸/DOTA/極品飛車/CS這類游戲時真的會感覺到畫面不流暢嗎?真的會覺得在60Hz液晶顯示器瀏覽網頁，觀看視頻有明顯的拖尾現象嗎?另外，國內市場上的電視機絕大都是60Hz的屏幕，大家更可以到賣場去仔細觀看實際的效果做驗證。