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da Hardware Upgrade :

Durante la nostra visita al CES di Las Vegas nella seconda
settimana di gennaio abbiamo avuto modo di prendere atto di una tendenza
particolarmente diffusa tra i produttori di televisori: la realizzazione,
e successiva proposta sul mercato, di prodotti destinati al videogiocatore
esigente
e caratterizzati dall’impiego di pannelli con elevata
frequenza di aggiornamento. Nel corso dell’anno sar quindi sempre
pi facile imbattersi in televisori dotati di pannelli con almeno
144Hz di frequenza di aggiornamento
se non oltre.

La corsa agli Hz, che pensavamo essere limitata solamente al mondo dei
processori e delle GPU, ha invece investito anche monitor e televisori,
con i primi che gi da qualche anno sono in grado di offrire frequenze di
aggiornamento particolarmente elevate, da 240Hz e oltre, come ad esempio i
540Hz del monitor Asus ROG Swift Pro PG248QP che avevamo osservato
qualche mese fa
. Ma di cosa si tratta, esattamente? Da dove
nasce la volont di realizzare pannelli sempre pi “veloci”? Si
tratta di progresso tecnologico con ricadute concrete o solamente
un’altra strada battuta dal marketing?

Questo parametro, la frequenza di aggiornamento, indica con quante
volte il monitor ridisegna l’immagine presente a schermo nell’intervallo
di tempo di un secondo
. Un monitor da 60Hz sar in grado, in un
secondo, di ridisegnare 60 volte l’immagine mostrata. Nel caso di Asus ROG
Swift Pro PG248QP questa capacit si estende fino a 540 volte al
secondo
. Si tratta di un parametro che riveste una particolare
importanza nella gestione delle immagini in movimento, e in particolare
quanto “fluide” esse vengano percepite dall’osservatore.

Non bisogna infatti dimenticare che qualsiasi sistema ideato dall’uomo
per mostrare immagini in movimento si basa, di fatto, sulla
visualizzazione in rapida successione di immagini statiche. Tanto
pi velocemente si susseguiranno queste immagini, tanto pi
l’illusione del movimento sar reale: l’obiettivo verso cui si tende
infatti quello di poter riprodurre e vedere un’immagine in movimento che
sia la pi “fluida” possibile per rendere credibile
l’illusione del movimento e per evitare una serie di inconvenienti che
possono rendere la vita difficile al videogiocatore.

Asus ROG Swift Pro PG248QP

Ci concentriamo, infatti, sull’esperienza di visione di immagini in
movimento legate alla pratica videoludica, dove la fluidit di cui sopra
non semplicemente una necessit “estetica”, ma anche funzionale
al raggiungimento di elevate prestazioni competitive, specie quando si
gioca a titoli in cui la reattivit e la coordinazione occhio/mano
rivestono entrambe importanza fondamentale.

Dando anzitutto per scontato di disporre di un sistema in grado di
produrre un elevato framerate, la frequenza di aggiornamento del display
da sola non garanzia di un’esperienza visiva adeguata. Nella
realizzazione dell’immagine a schermo concorre infatti anche un altro
aspetto che pu avere ricadute sull’esperienza di visione e, quindi, di
gioco dell’utente. Stiamo parlando del tempo di risposta di un
pannello, che indica l’intervallo di tempo necessario affinch un pixel
cambi stato
: torneremo poco oltre su questo concetto, perch
necessita di un approfondimento.

Asus ROG Swift Pro PG248QP

Poco sopra abbiamo citato inoltre la coordinazione occhio/mano: c’ un
ulteriore aspetto da considerare per il videogiocatore competitivo e
particolarmente abile, e cio che l’esperienza di gioco sia caratterizzata
dal minor ritardo possibile tra l’esecuzione di un comando (un click
del mouse, la pressione di un tasto del controller di gioco o della
tastiera) e la sua manifestazione a schermo
. Questo intervallo di
tempo prende il nome di latenza di input. Non riguarda la fluidit
dell’immagine e non un parametro intrinseco di una periferica di
visione, ma si tratta di un elemento capace di condizionare, anche
pesantemente, l’esperienza di gioco.

Tutti questi aspetti sono in maniera complessa intrecciati tra loro.
Andiamo a riassumere e a puntualizzare meglio alcuni dettagli:

  • Frequenza di aggiornamento o refresh rate: numero di
    volte in cui un pannello ridisegna l’immagine presente a schermo,
    espressa in hertz. Dipende dalla tecnologia di produzione del pannello e
    dall’elettronica che lo governa. Da essa possibile desumere quanto
    tempo necessario perch il monitor disegni l’intera immagine una volta
    sola, o la persistenza del singolo frame: il suo reciproco. Nel caso
    dei 540Hz del monitor Asus ROG Swift Pro PG248QP, la durata di un
    singolo frame sar di 1/540 di secondo, cio circa 1,8 millisecondi.
  • Tempo di risposta o response time: intervallo di tempo
    necessario affinch un pixel dello schermo cambi stato (cio colore),
    espresso in millisecondi. Viene convenzionalmente misurato da un livello
    di grigio ad un altro, ma non esiste uno standard specifico e inoltre
    pu variare a seconda dello stato di partenza e di quello di
    destinazione (cio da quale grigio a quale grigio o da quale colore a
    quale colore). I produttori normalmente dichiarano quello ottenuto nelle
    migliori condizioni. Dipende dalla tecnologia del pannello: con le
    tecnologie a cristalli liquidi avremo tempi di risposta pi rapidi nel
    caso dei pannelli TN e pi rilassati con i pannelli IPS,
    mentre le tecnologie VA si collocano a met strada. I pannelli
    OLED
    , invece, hanno tempi di risposta quasi istantanei
    rappresentando una scelta particolarmente interessante per il
    videogiocatore. Allo stesso tempo, con la crescente diffusione dei
    pannelli OLED gaming, i vari produttori stanno lavorando per evitare
    l’insorgere del problema del burn-in (si verifica quando
    un’immagine statica rimane visualizzata per un periodo prolungato,
    causando un deterioramento permanente o una “impronta” nella
    luminosit del display). Normalmente i produttori, nella realizzazione
    di proposte destinate al videogiocatore, cercano di abbinare un pannello
    con un rapido tempo di risposta ad una elevata frequenza di
    aggiornamento.
  • Latenza di input o input lag: intervallo di tempo che
    trascorre tra l’esecuzione di un comando e la sua manifestazione a
    schermo, espresso in millisecondi. Per quanto riguarda strettamente la
    periferica di visione si tratta dell’intervallo tra il segnale in
    ingresso al monitor e il completamento dell’immagine a schermo. E’ un
    parametro che condizionato da numerose variabili: per quanto concerne
    solo la periferica di visualizzazione, esso dipende dalla velocit con
    cui l’elettronica elabora il segnale e dalla frequenza di aggiornamento.
    Se si considera invece l’intero passaggio comando-manifestazione a
    schermo condizionato anche da quello che accade nella sorgente del
    segnale (scheda video, ma pi estensivamente, il PC su cui
    installata considerando anche le sue periferiche – mouse, tastiera, gamepad – e la connessione a internet).

Asus ROG Swift Pro PG248QP

Cerchiamo ora di semplificare il modo in cui questi aspetti si
relazionano tra loro: anzitutto possiamo immaginare la frequenza di
aggiornamento come il numero di volte in cui l’elettronica di governo di
un monitor comunica ai singoli pixel del pannello che devono cambiare il
loro stato
, mentre il tempo di risposta il lasso di tempo
effettivamente impiegato dai pixel per completare il cambio di stato
.
Nell’arco del tempo di persistenza del frame, il singolo pixel “vive”
due fasi: una di transizione, cio il cambio di stato, e una di
stabilit , ovvero lo stato finale che viene mantenuto per la restante
durata del frame.

Chiaramente pi la persistenza del frame sar breve (quindi pi
elevata la frequenza di aggiornamento) pi l’immagine in movimento, nel
suo complesso, verr percepita come fluida. Ricordate quei libretti dove
su ogni pagina presente un’immagine leggermente differente dalla
precedente? Scorrendo velocemente le pagine l’immagine si anima, e
pi veloce si fanno scorrere, pi l’animazione risulta naturale e
credibile. Al contrario, se le pagine sono fatte scorrere lentamente,
l’animazione risulter “a scatti”.

Con un monitor la stessa cosa: possiamo vedere la frequenza di
aggiornamento esattamente come la “velocit di scorrimento delle
pagine”
. Per comprendere meglio questo concetto, possiamo avvalerci
del noto strumento UFO
Motion Test di Blur Busters
.




Questo video stato catturato a 960 frame per secondo, cos da poter
ottenere una ripresa ad elevata velocit che mostri quello che accade nel
concreto a differenti frequenze di aggiornamento dello schermo. Quel che
possiamo notare come l’animazione a 540 Hz risulti nel complesso pi
naturale, senza scomporsi come fanno a 60 Hz o anche a frequenze di
aggiornamento maggiori: l’animazione a 60Hz sono “pagine fatte
scorrere lentamente”
, mentre quella a 540Hz sono “pagine fatte
scorrere velocemente”.
Questo per trasmettere l’idea che a 540 Hz
l’occhio percepisce le immagini in rapido movimento in maniera pi nitida,
con meno sfocature e con meno compromessi. Potendo osservare direttamente
le immagini su un monitor del genere, infatti, si ha una sensazione di
fluidit naturale molto difficile da comunicare a parole o con altri tipi
di test.

Per un giocatore competitivo la fluidit dell’animazione ovviamente
fondamentale, poich gli consente di percepire l’azione pi correttamente
e di comprendere ci che sta accadendo nella fase di gioco. Ma
altrettanto fondamentale che gli elementi in movimento presenti
nell’azione siano il pi nitidi possibile, cos da non confondere il
giocatore quando deve, facendo un esempio, prendere la mira per abbattere
un nemico. La nitidezza dei singoli elementi all’interno dell’azione non
direttamente legata alla frequenza di aggiornamento, ma a ci che accade
ai pixel all’interno del tempo di persistenza del frame, e quindi al tempo
di risposta dei pixel.

Asus ROG Swift Pro PG248QP

Nella fase di transizione del pixel, cio durante il cambio di stato,
l’occhio umano percepir interamente il passaggio da un grigio (o un colore)
ad un altro
. Tanto pi rapida questa transizione – quindi tanto
pi basso il tempo di risposta – meno essa sar percepita dall’occhio
umano fino a diventare pressoch invisibile. Quando invece chiaramente
percepibile prende il nome di ghosting, e si manifesta come una
scia o una traccia dietro l’elemento in movimento, facendolo apparire come
fosse sfocato ( il motivo per cui ci si riferisce a questo fenomeno anche
con il nome di motion blur, cio sfocatura da movimento: il
termine per generico e spesso utilizzato in contesti differenti per
riferirsi a fenomeni differenti, alcuni addirittura desiderabili dal punto
di vista estetico/artistico).

Asus ROG Swift Pro PG248QP

Questo grafico ci mostra come il tempo di risposta dipenda dal tipo di
transizione da grigio a grigio che si analizza. Nelle immagini in scala di
grigi standard ogni pixel pu assumere una qualsiasi di 256 tonalit
diverse di grigio, da nero a bianco. Quindi, nel grafico i numeri
sull’asse delle ordinate identificano i livelli di grigio interessati
dalla transizione. Si pu vedere come in alcuni casi la transizione sia
particolarmente rapida e pressoch istantanea, mentre in altri superi 5ms.
Come dicevamo pi sopra, non esiste uno standard specifico e
tendenzialmente ogni produttore riporta il miglior tempo di risposta del
proprio pannello senza necessariamente dichiarare in quale situazione
stato registrato. Quel che importante tenere presente che il tempo di
risposta dichiarato non mai un valore assoluto, ma un valore riferito
ad una sola specifica situazione. Tempi di risposta intorno ai 5ms
generano fenomeni di ghosting che possono essere percepibili all’occhio
umano, ma non compromettono l’esperienza di visione.

Tuttavia accade un altro fenomeno, questa volta legato alla fase di
stabilit del pixel e al tempo di persistenza del frame, ma anche al modo
in cui “funziona” l’occhio umano. Quando si osserva
un’immagine in movimento l’occhio non resta fermo in un punto
, ma si
muove andando a scandagliare l’intera scena e seguendo gli elementi in
movimento. Abbiamo detto per che ogni frame di fatto una scena statica
e che l’illusone del movimento creata dalla rapida successione di molte
scene statiche. L’occhio quindi occupato a scandagliare ciascuna scena
statica all’interno di una sequenza e, pi precisamente, si trover sempre
in posizioni diverse tra l’inizio di un ciclo di aggiornamento del monitor
e l’inizio del ciclo successivo. proprio il movimento oculare
contrapposto alla staticit del singolo frame a generare quella che viene
chiamata “persistence blur” (anch’essa spesso chiamata,
impropriamente, motion blur) ed il motivo per il quale anche con display
OLED con tempi di risposta pressoch istantanei si possono verificare
fenomeni di sfocatura.

Per ovviare a problemi di ghosting o di persistence blur si pu ricorrere
a metodi che “oscurino” il frame in maniera opportuna: nel primo caso
quando il pixel sta effettuando la transizione, nel secondo caso quando la
transizione avvenuta e si cerca quindi di “accorciare” il tempo di
persistenza del frame. Ovviamente il rovescio della medaglia quello di
perdere un po’ di luminanza della scena, ma anche in questo caso vi
possono essere alcuni accorgimenti.

Nel monitor Asus ROG Swift Pro PG248QP troviamo la funzionalit Ultra
Low Motion Blur 2 (ULMB 2)
, inclusa nei monitor dotati di processore
G-SYNC di NVIDIA, che si propone di risolvere il primo di questi aspetti.
Si tratta di una tecnologia che fa uso di retroilluminazione stroboscopica
sincronizzata sulla frequenza di aggiornamento completa del pannello, con
una luminosit significativamente pi elevata rispetto alla tecnologia
ULMB originale. Per ridurre la sfocatura, ULMB 2 accende la
retroilluminazione solo quando tutti i pixel hanno completato la loro
transizione: si tratta di un’operazione compiuta in maniera rapidissima,
senza che l’occhio umano possa cogliere l’accensione e lo spegnimento
della retroilluminazione, anche per via dell’elevatissima frequenza di
aggiornamento del pannello.





A sinistra ULMB 2 disabilitato, a destra abilitato

Con uno scatto il pi possibile a tempo rispetto al precedente, siamo
andati a cogliere qual il valore aggiunto legato all’abilitazione di
questa tecnologia, il tutto con frequenza di aggiornamento impostata a 540
Hz. Dal confronto evidente come ULMB 2 riesca concretamente a ridurre al
minimo possibile il motion blur, ovvero scie e sfocature indesiderate,
rendendo le immagini ulteriormente pi nitide. Possiamo dire, dunque, che
non solo sono percepibili miglioramenti al crescere progressivo della
frequenza di aggiornamento ma anche che, in aggiunta a questo, abilitare
ULMB 2 (per quanto richieda la contemporanea disabilitazione di G-Sync)
fornisca benefici suppletivi.


Asus ROG Swift Pro PG248QP

Frequenza di aggiornamento elevata e tempo di risposta ridotto sono
quindi parametri equamente importanti per poter ottenere animazioni fluide
e nitide che permettano al giocatore di percepire correttamente la scena e
cosa stia accadendo in essa, cos da reagire nella maniera pi rapida
possibile. L’esito della reazione dipende per anche dal ritardo con cui
il sistema esegue il comando impartito e questo manifesta i suoi effetti a
schermo.

Abbiamo detto che questo ritardo prende il nome di input lag e,
ponendo che tutto ci che c’ a monte dello schermo sia ottimizzato a
dovere, esso dipender come detto dal tempo di elaborazione del segnale da
parte del monitor (usualmente entro 1ms), dalla frequenza di
aggiornamento, in quanto il “ritmo” con cui lo schermo presenta
all’utente “nuovi contenuti” e, in minima parte, anche dal tempo
di risposta. Il singolo frame viene disegnato sullo schermo dall’alto
verso il basso (quindi il tempo di persistenza del frame in realt il
periodo in cui tutto il frame viene disegnato) e usualmente l’input
lag viene misurato al centro dello schermo
, ovvero nell’area dove si
trova, in uno sparattutto in prima persona, il mirino e l’obiettivo: per
questa ragione a livello teorico e ideale, l’input lag potr al massimo
corrispondere a met del frame time.

Asus ROG Swift Pro PG248QP

Quando abbiamo realizzato la recensione di Asus ROG Swift Pro PG248QP
abbiamo espresso la latenza misurata di questo monitor (con lo strumento NVIDIA
LDAT
che usiamo per rilevare tutti questi dati, compresi quelli sul
tempo di risposta) attraverso questo grafico, che ci mostra quanto il
ritardo rispetto all’interazione si comprima con il crescere della
frequenza di aggiornamento, fino a raggiungere valori molto bassi.

Cosa possiamo dire a completamento di tutte queste considerazioni e test?
Da una parte vero che nel settore dei TV e dei monitor i produttori
ricorrono a proclami a volte eccessivamente entusiastici per riassumere le
peculiarit intrinseche alle tecnologie dei loro pannelli, ma la
possibilit di disporre di elevate frequenze di aggiornamento anche per i
monitor permette di sbloccare dei benefici concreti e dimostrabili.

Asus ROG Swift Pro PG248QP

Un monitor di questo tipo, basato su un pannello che non a caso Asus
definisce Esports-TN (E-TN), indirizzato specificamente a quel
giocatore dotato di una postazione di gioco in grado di elaborare i giochi
a frame rate particolarmente alti, e che si aspetta che ciascuno di questi
frame processati dal sistema abbia un corrispettivo concreto sullo
schermo, visualizzato nelle migliori condizioni di nitidezza e fedelt
possibili. Naturalmente questo discorso vale per quei giochi cosiddetti
e-Sports, ovvero titoli come Counter-Strike: Global Offensive o Fortnite,
che le configurazioni hardware di ultima generazione sono in grado di
processare a 500 e oltre frame per secondo.

Infine un’elevata frequenza di aggiornamento consente di meglio gestire
situazioni in cui il framerate prodotto dalla scheda video
particolarmente sostenuto come nel caso dei titoli citati poc’anzi, e in
particolare di fare leva pi efficacemente su quelle tecnologie di
sincronizzazione tra framerate e frequenza di aggiornamento stessa ed
evitare o contenere i fenomeni di tearing e stuttering.
Attenzione, per: il rovescio della medaglia di queste tecnologie quello
di innalzare l’input lag, ma anche in questo caso la possibilit di avere
a disposizione frequenze di aggiornamento particolarmente elevate consente
di non compromettere in maniera particolarmente significativa l’esperienza
di gioco.

Senza equivoci ci sentiamo di affermare che questo genere di prodotti ha
senso per il videogiocatore competitivo con ambizioni professionistiche,
con l’obiettivo di “neutralizzare” il pi possibile le eventuali
variabili avverse della strumentazione che usa. Il videogiocatore
appassionato senza troppe velleit professionistiche, invece, trover piena soddisfazione anche con strumenti dalle
caratteristiche inferiori, a patto di prediligere comunque soluzioni con
tempi di risposta sufficientemente bassi, in genere inferiori ai 5ms.
Parimenti sar interessante osservare nel corso dell’anno il comportamento
di monitor con frequenze di aggiornamento elevate equipaggiati con
pannelli OLED dai bassissimi tempi di risposta, con la potenzialit di
giungere a latenze pressoch istantanee. E per queste soluzioni sar
interessante anche andare ad indagare il comportamento di meccanismi per
la riduzione del persistance blur. Concludiamo con un pizzico di ironia,
ricordando a tutti, anche al videogiocatore professionista, che un battito
di palpebra dura dai 100 ai 400 millisecondi.

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