В ноутбуках ASUS ROG Zephyrus G14 и Zephyrus G16 образца 2024 года используется обновленный дисплей Nebula. Впервые разработчики «связали» OLED-панель с технологией G-SYNC.
Почему G-SYNC является важной функцией в современных игровых экранах?
Дисплей ПК/ноутбука «обновляется» определенное количество раз в секунду, перерисовывая экран с использованием последнего кадра, предоставленного графическим чипом (GPU).
Обычные экраны ноутбуков обновляются 60 раз в секунду (60 Гц), более «продвинутые» — 120 Гц, 144 Гц или даже 240 Гц. Таким образом, появляется сверхплавность (при условии, что игра способна отображать свыше 60 кадров в секунду).
Скорость, с которой игра отображает новые кадры, обычно не соответствует частоте обновления дисплея. Часто экран пытается обновиться, когда игра еще не закончила отрисовку кадра. Когда это происходит на традиционном дисплее, возникает явление, называемое «разрыв экрана» (будто картинку разорвали посередине).
Классическим (но уже несовременным) решением проблемы является Vsync. Опция ограничивает выходную частоту кадров GPU и согласовывает ее с частотой обновления дисплея. Технология устраняет разрывы, но увеличивает задержку.
До текущего момента приходилось выбирать: либо OLED, либо G-SYNC.
Адаптивная синхронизация (то есть G-SYNC) — это более инновационное решение. Благодаря оперативной настройке частоты обновления дисплея в соответствии с мощностью видеокарты, экран обновляется только при доставке нового кадра.
В результате игра становится «более плавной и отзывчивой», плюс в ней нет упомянутых разрывов. Опция G-SYNC впервые появилась в 2013 году, а десять лет спустя она стала обязательной функцией каждой игровой панели.
Проблема совместимости технологии G-SYNC с OLED-дисплеями
На традиционных ЖК-дисплеях (IPS) светодиоды светятся сквозь слой жидких кристаллов, составляющих каждый отдельный пиксель. Эти жидкие кристаллы переключаются каждый раз при обновлении экрана, но подсветка позади них работает постоянно.
При постоянно работающей подсветке черный цвет не может быть по-настоящему «черным», поскольку из-за панели все равно исходит свет. В итоге черный больше похож на темно-серый. Этот факт негативно сказывается на контрастности и «резкости» изображения.
Есть способы обойти это ограничение. Например, в HDR-дисплеях Nebula используются мини-светодиодные панели для затемнения некоторых частей подсветки. Изображение выглядит гораздо привлекательнее, но за счет этого значительно увеличивается толщина дисплея (решение неидеальное с точки зрения эргономики).
В отличие от ЖК-экранов с отдельным слоем подсветки, в OLED-панелях используются органические светодиоды, которые настолько малы, что можно применять один светодиод для каждого субпикселя дисплея.
Это означает, что каждый пиксель можно полностью отключить, чтобы получить настоящий черный (фактически «чернильный»). Благодаря этому изображение становится особенно ярким и сочным. Разница в картинке между ЖК-дисплеем и OLED колоссальная.
В OLED-панелях ноутбуков применяется метод широтно-импульсной модуляции (PWM).
Но поскольку OLED-дисплеи на ноутбуке имеют очень плотную концентрацию пикселей, приходится конструировать их по-другому. Вместо сохранения статической яркости в OLED-панелях ноутбуков применяется метод широтно-импульсной модуляции (ШИМ или PWM).
Так называемая скорость излучения пикселей (pixel emission rate) для управления яркостью пульсирует в течение определенного времени каждую секунду. Чем длиннее импульс, тем выше яркость.
В отличие от ЖК-дисплеев, пульсирующий свет является частью самого пикселя, а не отдельной группы светодиодов. Это означает, что яркость и частота кадров неразрывно связаны: если частота кадров падает, то и скорость излучения пикселей снижается, что приводит к изменениям яркости и цвета, которые могут испортить изображение. Контроллер дисплея на ноутбуке недостаточно мощный, чтобы компенсировать эти изменения покадрово.
В связи с этим возникает проблема: разработчики хотят создать ультратонкий игровой ноутбук с OLED-экраном, но контроллер панели плохо работает с G-SYNC. До текущего момента приходилось выбирать: либо OLED, либо G-SYNC.
Как удалось решить проблему совместимости технологий OLED и G-SYNC?
Найти выход компании ASUS помогли коллеги из NVIDIA и Samsung. Протестировав различные обходные пути и проделав массу причудливых инженерных работ, решение было найдено.
Почему бы не сохранить постоянную скорость излучения пикселей для равномерной яркости, но запустить ее настолько быстро, чтобы система могла мгновенно добавить новый кадр?
Если вы посмотрите на технические характеристики новейших ноутбуков Zephyrus, то заметите, что у модели G14 дисплей с частотой 120 Гц, а у G16 — с частотой 240 Гц. И это именно то количество кадров в секунду, которое экраны могут отобразить. В ASUS фактически увеличили скорость излучения пикселей до 960 раз в секунду.
Как только графический процессор завершает генерацию кадра, он отправляется на панель и отрисовывается в следующий раз, когда субпиксели снова включаются.
При частоте 960 импульсов в секунду это означает, что время для показа нового кадра составляет максимум 1,04 миллисекунды (в отличие от 4,1 мс у традиционного дисплея с частотой 240 Гц или 8,3 мс у экрана с частотой 120 Гц).
И хотя система по-прежнему способна отображать только 120 fps на ROG Zephyrus G14 или 240 fps на G16, вы видите эти кадры гораздо раньше после их рендеринга. Без задержки ввода.
