Как инженеры ROG впервые реализовали технологию G-SYNC в OLED-дисплеях игровых ноутбуков
Заключенные в элегантный алюминиевый корпус нового дизайна геймерские ноутбуки ROG Zephyrus G14 и Zephyrus G16 2024-го модельного года стали еще более тонкими и легкими. Но сильнее всего вы впечатлитесь, когда поднимете дисплейную крышку и увидите новый экран Nebula. Мы впервые оснастили наши игровые ноутбуки OLED-панелями с поддержкой технологии G-SYNC, чтобы игровой процесс выглядел (и ощущался) лучше, чем когда-либо. Это было не так просто осуществить, и сейчас мы расскажем, как нам это удалось.
Как технология G-SYNC меняет восприятие игрового процесса
Сначала вкратце расскажем о том, почему технология G-SYNC так важна для современных игровых мониторов. Когда вы запускаете игру, аппаратные компоненты вашего ПК работают в полную силу, стремясь сгенерировать как можно больше кадров в секунду (FPS). Чем выше частота кадров, тем более плавным получается игровой процесс и тем меньше задержка отображения, а это позволяет вам быстрее реагировать на появление противника.
Но сгенерировать кадры – лишь половина задачи. Системе еще нужно быстро вывести эту последовательность кадров на дисплей. Для этого экран «обновляется» определенное количество раз в секунду, отображая самый свежий кадр, сгенерированный графическим процессором. Дисплей обычного ноутбука как правило способен обновляться 60 раз в секунду, то есть, с частотой 60 Гц. Геймерские дисплеи поддерживают частоту обновления 120 Гц, 144 Гц, 240 Гц и даже выше, что потенциально позволяет получить сверхплавное изображение в играх, если аппаратные компоненты вашей системы успевают генерировать такое количество кадров в секунду.
Скорость, с которой генерируются кадры игры, обычно не совпадает с частотой обновления дисплея. Часто экран пытается обновиться, когда очередной кадр еще не готов. Когда такое происходит на обычном дисплее, возникают так называемые «разрывы кадров» – изображение выглядит так, как будто его разорвали посередине. Старое решение этой проблемы – технология виртуальной синхронизации VSync, которая ограничивает частоту генерации кадров, подстраивая ее под частоту обновления экрана. Таким образом устраняются разрывы кадров, но увеличивается задержка ввода и изображение может притормаживать.
Технология адаптивной синхронизации, известная как G-SYNC или G-SYNC Compatible на устройствах с графическими процессорами NVIDIA, лучше решает эту проблему. Она на лету подстраивает частоту обновления экрана под частоту генерации кадров графическим процессором, то есть экран обновляется только тогда, когда готов новый кадр. В результате игра работает более плавно, без разрывов кадров и при этом сокращается задержка ввода. Технология G-SYNC впервые была представлена в 2013 году, а спустя десятилетие она стала неотъемлемой функцией для любого современного геймерского дисплея.
Как реализовать вариативную частоту обновления в OLED-дисплее ноутбука
Несколько лет назад компания ASUS перешла на OLED-дисплеи в линейке пользовательских моделей ноутбуков ZenBook, но реализовать это решение в игровых моделях оказалось не так просто: технология G-SYNC не очень хорошо работает на OLED-дисплеях, используемых в ноутбуках. Чтобы понять причину, нужно сперва разобраться, чем OLED-дисплеи отличаются от жидкокристаллических.
В привычных ЖК-экранах, в том числе в IPS-панелях, используемых в большинстве игровых ноутбуков, светодиодная подсветка проходит сквозь слой жидких кристаллов, формируя изображение. Молекулы жидких кристаллов меняют свое положение при каждом обновлении экрана, но подсветка, расположенная за ними, остается постоянной. Если вы повышаете или понижаете яркость, то светодиодная подсветка становится соответственно ярче или темнее сразу на всем экране.
Это хорошая система, но не идеальная. При постоянной задней подсветке черный цвет не может отображаться по-настоящему черным, поскольку свет все равно проникает сквозь слой жидких кристаллов. В результате черный цвет выглядит скорее как серый, из-за чего снижается общая контрастность изображения, и оно выглядит не таким эффектным. Эту проблему можно решить. Например, в наших HDR-дисплеях Nebula используется мини-светодиодная подсветка с разделением на зоны для управления яркостью на отдельных фрагментах изображения. В результате получается невероятно красивое изображение, но, к сожалению, для реализации этой технологии необходимо немного увеличить толщину дисплея. В заточенных под максимальную производительность ноутбуках серии ROG Strix это не критично, но для тонких и легких моделей серии Zephyrus, при разработке которых мы сражаемся буквально за каждую долю миллиметра, чтобы получить минимальную толщину корпуса, технология мини-светодиодной подсветки не стала идеальным решением.
И тут на помощь приходит технология OLED. В отличие от обычных ЖК-мониторов, в OLED-дисплеях используются органические светодиоды, которые настолько малы, что можно применять один светодиод для каждого субпикселя дисплея. Это означает, что каждый пиксель может полностью отключаться, что позволяет воспроизводить истинно черный цвет. Благодаря высочайшей контрастности изображение становится по-настоящему ярким и насыщенным. Даже если вы не разбираетесь в дисплейных технологиях, просто поставьте рядом ЖК-экран и OLED, и сразу увидите разницу.
Однако, поскольку OLED-дисплеи ноутбуков имеют более плотную концентрацию пикселей по сравнению с настольными мониторами и телевизорами, они производятся несколько иначе с одной очень важной особенностью: вместо постоянной подсветки в OLED-дисплеях ноутбуков для управления яркостью используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Светодиоды получают определенное количество импульсов в секунду (это называется частотой мерцания). Чем длиннее импульс, тем выше кажется яркость.
В отличие от ЖК-дисплеев, в OLED-экранах пульсирующий свет является частью самого пикселя, а не отдельного массива светодиодов. Таким образом, яркость и частота кадров неразрывно связаны: если частота кадров снижается, то уменьшается и частота излучения пикселя, а из-за этого снижается яркость и искажается воспроизведение цветов, что отрицательно сказывается на качестве изображения, и дисплейный контроллер в ноутбуке не в состоянии покадрово компенсировать эти изменения.
Итак, условия задачи: мы хотим сделать ультратонкий игровой ноутбук с великолепным OLED-дисплеем, но контроллер этого дисплея плохо совместим с технологией G-SYNC. Значит, нам придется пожертвовать либо качеством изображения на OLED-экране, либо плавностью, которую обеспечивает технология G-SYNC?
Нет, соглашаться на компромиссы – не наш путь, ведь ROG стремится к совершенству во всех аспектах.
Как мы совершили невозможное и реализовали технологию G-SYNC в OLED-экранах геймерских ноутбуков
В поисках решения мы обратились к нашим друзьям из NVIDIA и Samsung, чтобы вместе проработать некоторые идеи. Протестировав различные варианты, мы нашли решение: почему бы не сохранять постоянную скорость излучения пикселей для яркости, но сделать ее настолько быстрой, чтобы система успевала отображать новый кадр по готовности?
Если вы посмотрите на технические характеристики новых моделей ноутбуков Zephyrus, то увидите, что у G14 дисплей поддерживает тактовую частоту 120 Гц, а у G16 – 240 Гц. Это максимальное количество кадров в секунду, которое дисплей устройства способен отрисовать. Мы же увеличили количество импульсов до 960 в секунду, что создало более широкое окно для гибкой регулировки частоты кадров.
Как только графический процессор завершает генерацию кадра, этот кадр передается на дисплей и будет отрисован при следующем импульсе субпикселей. При частоте 960 импульсов в секунду это означает, что ближайшая возможность показать новый кадр наступает максимум через 1,04 миллисекунды (по сравнению с 4,1 миллисекунды у обычного дисплея с частотой обновления 240 Гц или 8,3 миллисекунды у дисплея с частотой обновления 120 Гц). Таким образом, хотя система по-прежнему способна отображать только 120 кадров в секунду (у модели G14) или 240 кадров в секунду (у ноутбука G16), вы получаете возможность увидеть новый кадр максимально быстро после того, как графический процессор его сгенерирует, – без зависаний, разрывов или дополнительной задержки ввода, которые часто случаются на дисплеях без поддержки технологии адаптивной синхронизации.
Как использовать технологию G-SYNC в ноутбуках Zephyrus G14 и G16 2024-го модельного года
Чтобы наслаждаться преимуществами технологиями G-SYNC, вам вовсе не обязательно разбираться, как она работает. Просто включите ее так же, как и на обычном игровом ноутбуке: нажмите на стрелочку в правом нижнем углу на панели задач, откройте «Панель управления NVIDIA», перейдите во вкладку «Настройка G-SYNC» и убедитесь, что функция G-SYNC для дисплея включена. Теперь можно запускать игры и наслаждаться великолепным качеством изображения с истинно черным цветом, сверхплавным игровым процессом, высокой контрастностью и насыщенными, потрясающе реалистичными оттенками, особенно, если вы играете в режиме HDR. А поскольку OLED-панели могут похвастаться минимальным временем отклика, то даже самые динамичные сцены будут выглядеть четко, без размытия объектов в движении.
Нам не терпится познакомить вас с невероятными технологиями, реализованными в новейших моделях ноутбуков Zephyrus G14 и G16. Для получения информации о ценах и наличии, обратитесь к представителям компании ASUS в вашем регионе или посетите любимый магазин электроники, чтобы приобрести ноутбук своей мечты.
