تفاوت ریفرش ریت با اف پی اس چیست؟ (Frame Rate vs FPS)

تفاوت ریفرش ریت با اف پی اس (فریم ریت) چیست؟ (Frame Rate vs FPS) 

جواب: ریفرش ریت به تعداد دفعاتی گفته می‌شود که یک تصویر در واحد ثانیه روی صفحه نمایشگر نشان داده می‌شود مثلا اگر ریفرش ریت نمایشگری 60 هرتز باشد آن نمایشگر می‌تواند یک تصویر را 60 بار در ثانیه روی صفحه‌اش نشان دهد. فریم ریت یا FPS به تعداد فریم‌هایی گفته می‌شود که پردازنده گرافیکی در واحد ثانیه برای نمایش به نمایشگر می‌فرستد.

 با جوابی که به این سوال در بالا دادیم شاید دیگر ابهامی در این مورد نداشته باشید اما اگر می‌خواهید  بیشتر در مورد ریفرش ریت و فریم ریت و تفاوت آنها بدانید پیشنهاد می‌کنیم ادامه این مقاله را مطالعه کنید. قبل از اینکه به این دو موضوع بپردازیم باید بگوییم ریفرش ریت را در فارسی به "نرخ تازه‌سازی تصویر" یا "سرعت بازآوری تصویر" و فریم ریت را به "سرعت نمایش فریم در ثانیه" یا "تعداد فریم‌های قابل‌نمایش در واحد ثانیه" ترجمه کرده‌اند بنابراین در طول این مقاله اگر از این عبارات استفاده شد آگاه باشید که منظور چیست. اما بیایید ببینیم دقیقا منظور از ریفرش ریت و فریم ریت چیست.

نرخ تازه‌سازی تصویر (ریفرش ریت) چیست؟

همانطور که در بالا اشاره شد منظور از ریفرش ریت تعداد دفعاتی است که نمایشگر می‌تواند یک تصویر را در واحد ثانیه روی صفحه‌اش نشان دهد (فرقی نمی‌کند تصویر ثابت باشد یا متحرک). اما شاید این سوال به ذهن‌تان آمده باشد که اصلا چه نیازی است که یک تصویر بارها و بارها روی صفحه نمایشگر نشان داده شود؟ یک بار نمایش آن کافی نیست؟! در جواب به این سوال باید کمی به عقب برگردیم و نگاهی به تاریخچه ریفرش ریت و اینکه این قضیه اصلا از کجا شروع شد، بیاندازیم. 

نگاهی مختصر به تاریخچه ریفرش ریت

نرخ تازه‌سازی تصویر یا همان ریفرش ریت مفهومی است که از زمان نمایشگرهای CRT قدیمی شکل گرفت و تا حد زیادی با عملکرد این نمایشگرها مرتبط است. طرز کار نمایشگرهای CRT تفاوت بنیادی با مانیتورهای LCD دارد. در این نمایشگرها یک پرتاب‌کننده الکترون در انتهای پشتی نمایشگر الکترون‌ها را با شدت به سمت صفحه نمایشگر که با فسفات پوشانده شده است می‌فرستد و برخورد الکترون‌ها با این صفحه فسفاتی باعث روشن شدن آن و شکل‌گیری تصویر می‌شود. مشکل آن است که اگر الکترون‌ها مدام به این صفحه پرتاب نشوند صفحه فسفاتی خیلی سریع نورش را از دست می‌دهد و تصویر از صفحه محو می‌شود. بنابراین تصویر در این مانیتورها احتیاج به تازه‌سازی یا همان ریفرش شدن دارد. 

ریفرش ریت در نمایشگرهای CRT و LCD

تعداد دفعاتی که الکترون‌ها در واحد ثانیه به صفحه نمایشگر CRT برخورد می‌کنند تا تصویری تازه شکل بگیرد ریفرش ریت گفته می‌شود. در نمایشگرهای CRT هر چقدر ریفرش ریت بالاتر باشد پرش‌های نامرئی تصویر کمتر است و هر چقدر این پرش‌ها کمتر باشند در استفاده‌های طولانی‌مدت از نمایشگر، چشم کمتر دچار خستگی خواهد شد. اما ریفرش ریت در مورد نمایشگرهای LCD نیز به کار می‌رود اما با معنایی که تا حدودی متفاوت است. 

در نمایشگرهای LCD صفحه فسفاتی وجود ندارد و پیکسل‌ها تا زمانی که برق به آنها برسد می‌توانند روشن بمانند بنابراین تازه‌سازی تصویر یا ریفرش ریت در مورد آنها عملا معنایی ندارد یا بهتر است بگوییم به آن معنایی نیست که در نمایشگرهای CRT به کار می‌رود. با این وجود باز هم از عبارت ریفرش ریت در مورد نمایشگرهای LCD استفاده می‌شود. در نمایشگرهای LCD (شامل LED‌ هم می‌شود) ریفرش ریت به تعداد فریم‌هایی گفته می‌شود که نمایشگر می‌تواند در واحد ثانیه نشان دهد یعنی چیزی شبیه به تعریف فریم ریت یا FPS منتها با یک تفاوت و آن هم اینکه این بار به جای پردازنده گرافیکی صحبت از نمایشگر است. مثلا اگر گفته می‌شود ریفرش ریت یک نمایشگر LCD، 60 هرتز است یعنی آن نمایشگر می‌تواند تعداد 60 فریم را در واحد ثانیه نشان دهد. 

ریفرش ریت بالاتر بهتر است؟

به طور قطع بله! در نمایشگرهای قدیمی CRT هر چقدر ریفرش ریت بالاتر باشد پرش‌های نامرئی تصویر کمتر است و در استفاده‌های طولانی‌مدت از نمایشگر، چشم کمتر دچار خستگی می‌شود. در نمایشگرهای LCD امروزی هر چقدر ریفرش ریت بالاتر باشد نمایشگر می‌تواند تعداد فریم‌های بیشتری را در واحد ثانیه نشان دهد و این یعنی هم حرکت‌ها روان‌تر نشان داده خواهند شد و هم سایه یا ردهای لحظه‌ای از حرکات سریع به جا نخواهد ماند که باز هم باعث طبیعی‌تر جلوه کردن حرکات خواهد شد. در نمایشگرهایی که ریفرش ریت پایین‌تری دارند وجود این ردهای لحظه‌ای پشت حرکات سریع باعث می‌شود حرکت، مات به نظر بیاید و لذا لذت دیدن یک حرکت سریع با تمام کیفیتش از کاربر گرفته می‌شود. شایان ذکر است که در بازی‌های حادثه‌ای و مسابقه‌ای که حرکات سریع زیاد است این موضوع اهمیت بیشتری هم پیدا می‌کند.

فریم ریت چیست؟

همانطور که در ابتدای این مقاله نیز گفته شد فریم ریت به تعداد فریم‌هایی گفته می‌شود که پردازنده گرافیکی برای نمایش به نمایشگر می‌فرستد. فریم ریت یا تعداد فریم‌های قابل‌نمایش توسط پردازنده گرافیکی در واحد ثانیه تا حد زیادی به قدرت آن پردازنده در پردازش اطلاعات گرافیکی مربوط می‌شود. هر چقدر پردازنده گرافیکی قوی‌تر باشد سریعتر اطلاعات گرافیکی را پردازش کرده و می‌تواند تعداد فریم‌های بیشتری را در واحد ثانیه برای نمایش به نمایشگر بفرستد و هر چقدر تعداد این فریم‌ها بیشتر باشد حرکت‌ها روان‌تر نشان داده خواهند شد اما وقتی فریم ریت از حد خاصی کمتر می‌شود (معمولا کمتر از 30 فریم در ثانیه) حرکت‌ها کند یا مقطع به نظر خواهند رسید. 

فریم ریت در فیلم‌ها و بازی‌ها

اطلاعات گرافیکی فیلم‌ها اصلا سنگین نیست و لذا پردازنده‌های گرافیکی قدیمی یا حتی پردازنده‌های گرافیکی مجتمع که روی همان تراشه پردازنده اصلی قرار گرفته‌اند و قدرت بسیار کمتری نسبت به کارت‌های گرافیک یا پردازنده‌های گرافیکی مجزا دارند قادر به پردازش آنها هستند. بنابراین اگر قصدتان فیلم دیدن است باید بگوییم حتی معمولی‌ترین پردازنده‌های گرافیکی نیز اطلاعات گرافیکی فیلم‌ها را به راحتی پردازش می‌کنند و با فریم ریتی که موردنظر است نمایش می‌دهند. 

اما در مورد بازی‌ها وضع کاملا متفاوت است. اطلاعات گرافیکی بازی‌ها از یک طرف بسیار پیچیده‌تر از فیلم‌هاست و از طرفی از فناوری‌های به روزی در آنها استفاده شده که اگر پردازنده گرافیکی از آنها پشتیبانی نکند در پردازش‌شان به مشکل برخواهد خورد یا بازی را با آن کیفیتی که مدنظر است پردازش نخواهد کرد. بنابراین اگر قصدتان بازی کردن است باید بگوییم کارت یا پردازنده گرافیکی برای شما بهتر است که از سال ساختش بیشتر از دو سال نگذشته باشد (هر چه جدیدتر، بهتر) و بتواند جدیدترین بازی‌ها را در وضوح تصویری، مانیتور Full HD حداقل با فریم ریت بالای 60 اجرا کند (اگر بالای 120 باشد بهتر است). 

فریم ریت بالاتر است بهتر است؟

به نوعی بله اما اگر فریم ریت از حد خاصی بالاتر باشد توسط چشم انسان قابل‌تشخیص نیست و لذا بیشتر بودنش احساس نخواهد شد. در مورد اینکه چشم انسان تا چه فریم ریتی را می‌تواند تشخیص دهد نظرات متفاوتی وجود دارد. چشم انسان بدون شک تفاوت را در روانی حرکت‌هایی که فریم ریت آنها کمتر از 60 است تشخیص خواهد داد. در این مورد اختلاف نظری نیست و لذا حداقل فریم ریت مناسب برای اجرای بازی‌ها 60 فریم در ثانیه است. در مورد فیلم‌ها بستگی دارد که فیلم با چه فریم ریتی ضبط شده باشد ولی فریم ریت 60 برای دیدن فیلم نیز مناسب است. 

چشم انسان حتی قادر است روان بودن یا نبودن حرکت‌ها را در فریم ریت‌های بالای 60 نیز تشخیص دهد منتها در مورد اینکه حد آن چقدر است اختلاف نظر وجود دارد. برخی از محققان معتقدند این حد 120 فریم در ثانیه است و برخی دیگر نیز آن را 180 فریم در ثانیه دانسته‌‌اند. محققانی هم هستند که می‌گویند در فریم ریت 200 حرکت‌ها از لحاظ روانی دقیقا مانند حرکت‌های دنیای واقعی خواهند بود اما حد قابل‌تشخیص برای چشم بیشتر آدم‌ها 90 فریم در ثانیه است. با تمام این تفاسیر باید بگوییم در خوش‌بینانه‌ترین حالت، حد فریم ریت 200 است؛ یعنی اگر پردازنده یا کارت گرافیک شما قادر است فریم ریتی از این بالاتر هم تولید کند چشم شما قادر به تشخیص آن نخواهد بود و لذا تفاوتی هم در روانی حرکت‌ها احساس نخواهید کرد. 

آیا تفاوت بین ریفرش ریت و فریم ریت مشکل‌ساز است؟

به صورت تئوری بله ولی در عمل خیر؛ اگر تعداد فریم‌هایی که پردازنده گرافیکی به نمایشگر می‌فرستد بیشتر از حداکثر ریفرش ریت نمایشگر باشد این باعث پارگی تصویر (Tearing) خواهد شد؛ یعنی ممکن است در تصویر متحرک، خطوط افقی بی‌رنگی را ببینید که قطعا لذت بازی را از شما خواهد گرفت. اگر تعداد فریم‌هایی که پردازنده گرافیکی به نمایشگر می‌فرستد کمتر از حداقل ریفرش ریت نمایشگر باشد آن وقت کندی حرکت یا اصطلاحا لگ بوجود خواهد آمد. 

اما نگران نباشید! در بسیاری از نمایشگرهای جدید از جمله نمایشگر لپ تاپ‌ ها از یکی از دو فناوری G-Sync شرکت انویدیا یا Free Sync شرکت ای ام دی استفاده شده که بین فریم‌های دریافتی از پردازنده گرافیکی و ریفرش ریت نمایشگر توازن ایجاد می‌کنند و نمی‌گذارند هیچ کدام از دیگری بیشتر یا کمتر شود. بدین ترتیب تصاویر متحرک ممکن است با فریم ریت پایین‌تر نشان داده شوند (در مواردی که کارت گرافیک ضعیف است و نمی‌تواند فریم ریت بالایی تولید کند) اما دیگر خبری از پارگی تصویر یا کندی حرکت هم نخواهد بود. 

ریفرش ریت و فریم ریت مناسب برای بازی‌ها کدام است؟

بستگی به این دارد که تا چه اندازه در بازی کردن جدی هستید! اگر هر از چندگاهی بازی می‌کنید و قابل‌انجام بودن بازی برایتان کفایت می‌کند آن وقت باید بگوییم ریفرش ریت و فریم ریت 60 هرتز برای شما کافی است اما اگر در این زمینه کمی جدی‌تر هستید باید بگوییم به ریفرش ریت و فریم ریت‌های بالاتری نیاز خواهید داشت. اطلاعات بیشتر در این مورد را می‌توانید در جدول زیر ببینید. 

شاید از خودتان بپرسید اگر فریم ریت بالای 200 توسط چشم قابل تشخیص نیست چرا برای گیمر کاملا حرفه‌ای فریم ریت می‌تواند تا 360 فریم در ثانیه باشد؟ در جواب باید بگوییم گیمرهای کاملا حرفه‌ای کسانی هستند که در زمینه گیمینگ آنلاین نیز فعال هستند. در گیمینگ آنلاین، ریفرش ریت‌های بالا یک ضرورت است و تفاوت در ریفرش ریت می‌تواند در برد و باخت یک گیمر تاثیر بگذارد چرا که در این بازی‌ها به عکس‌العمل‌های خیلی سریع نیاز است. اگر فریم ریت نتواند خودش را با آن ریفرش ریت تطابق دهد فایده‌ای ندارد و لذا برای گیمینگ آنلاین به فریم ریت‌های بالاتری نیاز است هرچند که توسط چشم انسان قابل‌ تشخیص نباشد. البته باید بگوییم آنچه در جدول فوق آمده تا حدوی نسبی است و شاید نظر برخی از گیمرها در برخی موارد متفاوت باشد ولی این ارقام تا حد زیادی می‌توانند برای دسته متناظر خود راضی‌کننده باشند.