Разрешение монитора, что такое FPS и откуда он берётся

Что нужно для того, чтобы получить удовольствие и максимум впечатлений от компьютерной игры? Поменьше доната, захватывающий сюжет и интересные механики – это само собой. Но всё это зависит только от разработчиков, а вот обеспечить себе качественный игровой процесс, отличную плавную картинку и отзывчивость управления может только сам геймер. Для этого ему нужно подобрать систему с грамотной конфигурацией.

Сделать это не так просто, как кажется на первый взгляд. Нужно учесть массу характеристик комплектующих и позаботиться, чтобы их сочетание было сбалансировано. В этой статье разберемся, что к чему, где важное и где нет, от какого конкретно «железа» будет зависеть качество гейминга. И начнём с того, на что смотрит в процессе игры – с монитора.

Что такое разрешение экрана и почему оно настолько важно?

Картинка на мониторе складывается из множества точек, которые светятся разным цветом. Это не абстрактные геометрические точки, а вполне себе реальные микроскопические устройства, способные менять свой цвет под действием электрического тока. Такие устройства называют пикселями. Более подробно о том, как всё это работает, мы уже рассказывали в статье, посвященной мониторным матрицам.

У каждого монитора пикселей фиксированное количество. И считают их по осям X (горизонтальной) и Y (вертикальной). Это цифры и называют разрешением монитора. Существует несколько стандартных разрешений, из которых самые распространенные:

• 1280 пикселей по горизонтали и 720 по вертикали – формат HD (High Definition), он же 720p;

• 1920 x 1080 – FHD (Full High Definition), или 1080p, самый «народный» формат;

• 2560 x 1440 – QHD (Quad High Definition), или 1440p или 2К;

• 3840 x 2160 – UHD (Ultra High Definition), также называется 2160p или 4К.

Как нетрудно заметить, для простоты восприятия указывают только один параметр – число пикселей по одной из осей. Дело в том, что самое распространенное соотношение сторон монитора это 16:9. Потому число пикселей по второй оси в этом случае будет понятно и так, ведь оно жёстко задано математически. Есть и мониторы с другим соотношением сторон, они будут иметь другое разрешение. К примеру, у 3440 х 1440 при соотношении 21:9, но для гейминга их используют заметно реже.

Большой экран – больше пикселей?

Пиксель – это минимальный рабочий элемент монитора. Один пиксель может давать быть только одного цвета в каждый момент времени. Поэтому чем больше плотность пикселей на 1 мм² экрана (как правило плотность измеряется в ppi – пикселей на дюйм) – тем чётче и достовернее будет изображение.

Поясним на примере. Есть 10 больших кубиков разных цветов. Составить из них реалистичную картинку сложно, поскольку «пикселей» всего 10. Если на той же площади разместить 2 073 600 махоньких кубиков (1920 х 1080), задав цвет каждого, то уже получится картинка с хорошей детализацией. Тут же стоит отметить, что диагональ дисплея и разрешение – разные, не связанные друг с другом характеристики.

Очевидно, что от размера монитора зависит и его площадь. Но вот количество пикселей, которое на этой площади помещается (то есть их плотность), может быть совершенно разным. Например, монитор LG 24MD4KL-B имеет диагональ 24 дюйма. Диагональ и площадь небольшие, но разрешение богатырское – 3840 х 2160 пикселей (4К). Есть и обратные примеры: Samsung Odyssey G3 – огромный монитор с диагональю 32 дюйма, но стандартным FHD-разрешением.

Если у монитора большая диагональ, а разрешение 1920 х 1080, то размер каждого отдельного пикселя достаточно немаленький, а их плотность низкая. Это не хорошо. При близком взгляде на такой экран изображение будет зернистым и «замыленным».

Безусловно, сила этого эффекта разная. Всё зависит от соотношения диагонали к разрешению (то есть от конкретного показателя плотности пикселей), от остроты зрения пользователя. В целом считается, что оптимальные размеры FHD-монитора не должны превышать 24-27 дюймов. 1920 x 1080 на 32-дюймовом дисплее смотрятся уже откровенно плохо.

FPS как мерило «качества гейминга»

Наверняка каждый начинающий геймер слышал аббревиатуру «FPS». Как минимум в любых тестах игр и «железа» фигурирует именно эта характеристика. Чем больше система обеспечивает FPS – тем лучше. Сейчас разберёмся, что же это за параметр такой.

Выше упоминалось, что компьютер собирает картинку попиксельно. Каждому пикселю он задаёт цвет, подавая на него ток определённых параметров, в итоге получается статичное изображение. Что надо для того, чтобы изображение изменилось?, – Нужно изменить цвет каждого пикселя. Другими словами, создать следующую статичную картинку, заменив ею предыдущую.

Если делать это достаточно быстро, то пользователь, сидящий перед монитором, будет видеть не отдельные изображения, а их плавный переход из одного в другое. По факту он увидит движущуюся картинку. Этот принцип работы изобрели ещё Братья Люмьер в 1883 году, и с тех пор он никак не изменился.

Чтобы человек визуально воспринял смену картинок именно как реалистичное движение, менять их нужно с определенной скоростью. Минимальным порогом считаются 24 кадра в секунду, такая частота смены кадров у большинства фильмов. FPS так и расшифровывается: Frame Per Second или «кадры в секунду». Этот же параметр еще называют «частота смены кадров», «кадровая частота» или «framerate», или «фепес» на сленге.

Какой должен быть FPS для комфортной игры?

Как отмечалось ранее, минимум – 24 кадра в секунду, но здесь работает принцип чем больше – тем лучше. С увеличением кадровой частоты будет расти чёткость картинки во время движения, точность отображения движущихся элементов на экране, отзывчивость управления персонажем и прочее. Всё, что ниже 24 FPS, уже воспринимается как рваное или дёрганое изображение.

Для примера немое кино начала 20 века. Все как-то странно суетятся и бегают потому, что скорость съёмки тогда составляла 16 кадров в секунду. А чтобы на экране кино смотрелось более-менее плавно, приходилось ускорять уже воспроизведение, дотягивая его до искомых 24-25 FPS.

Итого 24 FPS – самый минимум, 30 FPS – адекватный минимум, ну а стандартом качества сейчас принято считать 60 кадров в секунду.

Что влияет на показатель кадровой частоты?

В самую первую очередь – комплектующие компьютера. То «железо» обсчитывает как должен измениться каждый пиксель в каждом последующем кадре. Соответственно, чем компьютер мощнее, чем выше его быстродействие – тем шустрее он все эти расчёты производит, тем скорее монитор получит уже вычисленные параметры пикселей для следующей картинки. При «народном» разрешении 1920 х 1080 и 30 FPS всего за 1 секунду компьютер должен посчитать изменения для 62 208 000 пикселей (1920 х 1080 х 30).

К этому моменту у читателя уже сложилась логическая связка: фреймрейт напрямую зависит от разрешения монитора. Если разрешение 4К (3840 х 2160 пикселей), то для 30 FPS нужно считать уже не 62,2 млн пикселей в секунду, как в примере в предыдущем абзаце, а в 4 раза больше – почти 250 миллионов.

А ещё есть такой параметр, как частота обновления монитора. Это техническая характеристика определяет как много кадров дисплей способен отобразить в секунду. У простых дисплеев это 60 Гц, то есть не более 60 FPS.

Если «железо» может обсчитать в игре только 60 кадров за секунду, то и на мониторе будут отображаться 60 FPS, даже если его максимальная частота обновления значительно больше. Но справедливо и обратное: при конфигурации, способной посчитать 120 кадров за секунду, на мониторе с частотой обновления 75 Гц будут только 75 FPS.

Наконец, нужно обязательно отметить, что фреймрейт сильно зависит от конкретной игры. В одних играх графика посложнее, в других попроще. Свою лепту вносят дополнительные графические эффекты (такие как тесселяция, игра света/тени, обработка физики объектов), которые дополнительно нагружают видеокарту. И конечно сильно влияет оптимизация со стороны разработчиков.

Как итог первый Doom и Cyberpunk 2077 на одном и том же компьютере при одинаковом разрешении выдадут совершенно разный FPS. Вдобавок можно серьёзно увеличить кадровую частоту, если снизить настройки графики и/или разрешение дисплея.

Зафиксируем почти что закон: годность конфигурации для игр определяют по тому FPS, который она может обеспечить при заданном разрешении.

От каких комплектующих помимо монитора зависит FPS?

Центральный процессор (ЦП, CPU)

На него ложится львиная доля работы по чистой математике, по загрузке видеокарты свежими данными. Грубо говоря, видеокарта – пулемёт, а процессор подаёт патроны. Фактически в играх процессор вторичен.

Оперативная память (ОЗУ, RAM)

В ней хранятся данные, которые процессор использует для расчётов, и которые при надобности отправляются с видеопамять видеокарты. В играх это третичный элемент системы, слабо влияющий на производительность, но иметь достаточное количество ОЗУ необходимо.

Видеокарта (GPU)

По своей сути это тоже процессор, только узкоспециализированный, и даже с собственной памятью. У процессора 4-24 «всеядных» мощных ядер, у видеокарты их тысячи, маленьких, и «заточенных» на одну задачу. Самый важный элемент системы для игр.

Накопитель

Сперва данные переносятся с накопителя в «оперативку», потом в видеопамять. Если накопитель будет медленный – непосредственно FPS не снизится, но появятся так называемые «статтеры» (противные мини-подвисания на пол секунды). Поэтому рекомендуется устанавливать игры на твердотельные накопители (SSD).

Прочее

Это ключевые компоненты, но также есть менее значимые. На кадровую частоту они влияют косвенно. Скорее, грамотный выбор этих комплектующих избавит от возможных проблем, «бутылочных горлышек» системы.

• Блок питания – «кормящая мать» компьютера. БП должен обеспечивать достаточное и качественное поступление энергии к процессору, видеокарте и т.д. Особенно важно в моменты пиковой нагрузки, а обеспечение достойного FPS – это серьёзная нагрузка. Категорически нельзя, чтобы процессор/видеокарта были «на голодовке»;
• Система охлаждения процессора. Чем больше нагрузка на чип – тем больше его тепловыделение. Это тепло нужно отводить, иначе производительность процессора начнёт снижаться. О том, какие бывают системы охлаждения и как правильно их выбирать, мы уже рассказывали вот тут.
• Материнская плата. Основа, на которой размещено большинство комплектующих, и которая обеспечивает их взаимосвязь. Её прямое влияние на FPS в играх на уровне погрешности и материнские платы со словом «Gaming» в названии – просто маркетинговая замануха. Но всё же у платы должно быть достаточное количество цепей питания и соответствующее охлаждение для равномерной работы процессора, поддержка скороходной памяти.

Наконец, компьютеру нужен ещё и корпус. Кадровой частоты он тоже не добавит, но при хорошей продуваемости поможет снизить рабочие температуры и шум, не говоря уже про множество других преимуществ.

Заключение

Помните: самое важное – баланс и соответствие задачам. Для соревновательных игр, даже если пользователь не претендует на лавры профессионала, желательно иметь фреймрейт выше 120. Под такую задачу нужна конфигурация помощнее и монитор с частотой обновления от 120 Гц, а лучше больше.

Приступая к сборке компьютера мечты, следует обязательно учесть всё то, о чём шла речь в этой статье. Сориентироваться «по железу» поможет наш конфигуратор. Он покажет ожидаемую производительность системы и примерный FPS, который та сможет обеспечить в актуальных проектах. И конечно на помощь всегда готовы прийти наши спецы по телефону: 8 800 500 9926.