一起聊聊电视那些事儿：关于屏幕刷新率

　　电视节目源制作

　　看电视当然离不开节目源制作，我们现在看到的节目源多数都是24Hz或者30Hz拍摄的，通常称为24P/30P，而传统胶片电影是用24Hz的帧率拍摄的，随着时代进步，数字摄影几乎完全取代了传统的胶片拍摄手段，但是绝大多数的数字电影拍摄帧率仍然是24Hz或者30Hz左右，到目前为止正式上市的影片中帧率最高的影片，其帧率其实也只有48Hz。而深受视频发烧友喜欢的蓝光电影碟片，其帧率也不过是24或30Hz而已。正因为拍摄时的帧率原本就是 30Hz以下，因此我们平时可以获得的绝大部份视频文件的帧率也是不高于30Hz的。而传统模拟电视广播节目的帧率，也只有25Hz到30Hz。同样的数字电视广播节目其最高帧数也就相当于帧率30Hz。

　　视频输入源

　　普通家庭的影像设备，如各类机顶盒、高清影碟机(包括蓝光播放机)，其HDMI输出口实际最高刷新频率也只有60Hz。那些号称具备强大图形能力的游戏机，无论是XBOX360，Wii,还是PS3乃至最新的PS4，其HDMI输出的信号帧率其实最高也只有60Hz。

　　在智能电视的时代，除了来自外部的电视广播和视频输入源，智能处理器本身也输出视频流，其中一部分是对来自网络或本地的视频文件的解码，这部分实质也依赖于上面谈到的节目源制作;另外一个部分视频来源是来自GPU，如OpenGL生成的UI界面以及2D/3D游戏画面。OpenGL产生的画面帧率严重依赖于画面元素数目以及处理器的GPU性能和内存带宽。

　　所谓TureMotion 120/240/800Hz的误区

　　通常我们说的LED电视中的显示面板是由带TFT阵列液晶的玻璃基板(也称为opencell)加上LED液晶背光组件构成的，这两个组件实际上是独立的，TFT液晶本身是不会发光的，LED实际上是指背光源的发光器件采用LED。这里我们需要说明什么是真正的120Hz电视，真正的120Hz刷新率必须是：每一秒钟里，带TFT阵列能接收120场独立的1080P的有效图像信号，并通过对液晶施加电场，改变液晶的透光率，将120场独立图像都完整准确的刷新出来。显而易见，要达到高刷新率，液晶的响应时间必须足够快，真正决定显示面板的响应速度特性的完全是由opencell 的灰到灰响应时间(也被称为灰度响应时间，即从液晶从一个灰阶转变为另一个灰阶所需要的时间)所决定。灰度相应时间越小，理论上面板可以做到的刷新率越高。但是同一个面板上，不同的灰度等级之间转换的响应时间差异很大，面板厂家一般是以响应时间最短的两个灰阶之间的转换时间来标识面板，于是市面上出现了一些标称自己灰度响应时间为5ms甚至是2ms的面板，实际上这些面板都未必能够真正实现240Hz的刷新率。事实上目前世界上大多数液晶电视在2D模式下的刷新率都是60Hz。而真正在2D模式下刷新率为120Hz的在中端机基本上看不到。来自世界顶级面板厂商的信息表明，到目前为止，迄今为止，真正投入市场的量产电视的真正的最高刷新率也只有240Hz，而且真正的240Hz机种属于非常高阶的机种，普通人并不容易见到。那么市面上很多电视机标榜自己采用的是120Hz，240Hz甚至800Hz的技术，另一个事实是目前量产的MEMC芯片能支持输出240Hz的少而又少，这究竟是怎么回事呢?

　　MEMC技术

　　前面我们提到常见的影视节目多是以24Hz/30Hz拍摄的，那么它在播放器完成解码后当然也应该是和原始帧率相同的，那么它是怎么适配到60Hz的刷新率上的呢?一个最简单的做法就是简单重复，30Hz的帧率可以简单的每帧复制成2帧就可以变成60Hz，而24Hz则是通过改变复制率实现的，即当前帧复制成2帧，下一帧复制成3帧，其他帧率以此类推，这种技术被称为pull-up/pull-down技术。由于这个过程并未增加新的画面内容，运动画面的质量得不到真正的改善。相反，某些帧率下复制比例的不均匀性反而会造成运动不平滑。多数影碟机，显示器和60Hz电视机实际上都是采用pull- up/pull-down来实现帧率适配，而专门的MEMC(Motion Estimation Motion Compensation，运动预测与运动补偿)芯片，来智能完成24/30Hz输入节目到60Hz的转换，它不是简单帧重复，而是根据对输入视频流进行分析，根据前后画面的差异，智能辨识出画面中的运动元素，对其运动的轨迹做出判断，然后生成在原始视频流中所没有的画面帧，并插补到原始帧之间，完成帧率的变换。该技术甚至可以从已经被pull-up/pull-down处理的视频流中侦测出原始的画面帧，然后再做插帧处理。这样在播放视频节目中的快速运动画面时，其流畅性可以获得明显的提升，对拖影效应同样有改善作用。MEMC技术一般只在中高端机型上才会使用。

　　正如前面所谈到的，各种输入源甚至是CPU输出显示刷新率根本达不到120Hz，那么真正的120Hz刷新率必须采用MEMC芯片，将60Hz的输入再提升到120Hz。通常在市面上所看到的超过120Hz的数值，其实不是真正的刷新率，这些Hz数前面一定冠以某种厂家自定义的技术名称，以掩盖自己虚标刷新率之实。这种技术实际是采用了背光扫描，也就是通过对背光进行分区，在一定的时间内，将目前正在进行刷新的像素点通过关闭背光的办法，遮蔽刷新过程中的过渡影像。采用两个分区的背光扫描技术，一场画面里背光闪烁2次，其标称的Hz数就乘2，如果是4分区，其标称的Hz数就乘4，以此类推。尽管不同厂商冠以的技术名称不同，但是方法都类似。因此市场上的120Hz/240Hz或者更高的数字就不足为奇了。

　　这种方式理论上是起减小拖影的作用，但实际上并不像MEMC那样会引入新的图像帧，对图像质量的改善非常有限，更不能称为真正的刷新率。传统厂家更多是利用大家对数字的追捧来制造概念促销而已。实际上，TM120引入背光扫瞄，会带来亮度的下降，这反而降低了画质表现。

　　最后以一个显而易见的事实来说明问题，目前主流和高端的电脑几乎毫无例外的使用液晶显示器作为显示设备，而电脑显示器绝大部分都是60Hz的刷新率，大家在这样的电脑上玩魔兽/DOTA/极品飞车/CS这类游戏时真的会感觉到画面不流畅吗?真的会觉得在60Hz液晶显示器浏览网页，观看视频有明显的拖尾现象吗?另外，国内市场上的电视机绝大都是60Hz的屏幕，大家更可以到卖场去仔细观看实际的效果做验证。