تمزق الشاشة

نموذج نموذجي لتشوه الفيديو (صورة محاكاة)

يُعدّ تمزق الشاشة عيبًا بصريًا في عرض الفيديو ، حيث يعرض جهاز العرض معلومات من إطارات متعددة في رسمة شاشة واحدة. [ 1 ]

تظهر هذه الظاهرة عندما لا تتزامن إشارة الفيديو المُرسلة إلى الجهاز مع معدل تحديث الشاشة. قد يكون السبب عدم تطابق معدلات التحديث ، فيتحرك خط التمزق مع تغير فرق الطور (بسرعة تتناسب مع فرق معدلات الإطارات). كما قد يحدث ببساطة نتيجة عدم التزامن بين معدلي إطارات متساويين، فيكون خط التمزق حينها في موقع ثابت يتوافق مع فرق الطور. أثناء حركة الفيديو، يُحدث تمزق الشاشة مظهرًا مشوهًا حيث لا تتطابق حواف الأجسام (مثل جدار أو شجرة).

يمكن أن يحدث التقطيع مع معظم تقنيات العرض الشائعة وبطاقات الفيديو ويكون أكثر وضوحًا في الصور المتحركة أفقيًا، كما هو الحال في تحريك الكاميرا البطيء في الأفلام أو ألعاب الفيديو الكلاسيكية ذات التمرير الجانبي.

يكون تمزق الشاشة أقل وضوحًا عندما ينتهي عرض أكثر من إطارين خلال نفس فترة التحديث، لأن ذلك يعني أن الشاشة بها عدة تمزقات أضيق، بدلاً من تمزق واحد أوسع.

وقاية

تعتمد طرق منع تمزق الفيديو على جهاز العرض وتقنية بطاقة الفيديو، والبرنامج المستخدم، وطبيعة محتوى الفيديو. الحل الأكثر شيوعًا هو استخدام التخزين المؤقت المتعدد .

تستخدم معظم الأنظمة التخزين المؤقت المتعدد وبعض وسائل مزامنة دورات تحديث ذاكرة العرض والفيديو . [ 2 ]

التزامن الرأسي

التزامن الرأسي (VSync) هو خيار في معظم الأنظمة حيث يتم منع بطاقة الفيديو من القيام بأي شيء مرئي لذاكرة العرض حتى تنتهي الشاشة من دورة التحديث الحالية.

أثناء فترة التعتيم الرأسي ، يقوم برنامج التشغيل بإصدار أوامر لبطاقة الفيديو إما بنسخ منطقة الرسومات خارج الشاشة بسرعة إلى منطقة العرض النشطة ( التخزين المؤقت المزدوج )، أو التعامل مع منطقتي الذاكرة على أنهما قابلتان للعرض، والتبديل بينهما ببساطة ( تقليب الصفحات ).

تُوفر وحدات معالجة الرسومات من إنتاج شركتي Nvidia و AMD خيار "المزامنة الرأسية التكيفية"، الذي يُفعّل المزامنة الرأسية فقط عندما يتجاوز معدل إطارات البرنامج معدل تحديث الشاشة، ويُعطّلها في غير ذلك. وهذا يُزيل التقطيع الذي يحدث عندما ينخفض ​​معدل إطارات محرك العرض عن معدل تحديث الشاشة. [ 3 ]

المضاعفات

عند استخدام التزامن الرأسي، يتم تقييد معدل إطارات محرك العرض بمعدل إطارات إشارة الفيديو. عادةً ما تُحسّن هذه الميزة جودة الفيديو، ولكنها تنطوي على بعض التنازلات في بعض الحالات.

ارتعاش

قد يتسبب التزامن الرأسي أيضًا في ظهور تشوهات في عروض الفيديو والأفلام، نظرًا لتسجيلها عادةً بمعدلات إطارات أقل بكثير من معدلات إطارات الشاشة النموذجية (24-30 إطارًا/ثانية). عند تشغيل فيلم من هذا النوع على شاشة مضبوطة على  معدل تحديث نموذجي يبلغ 60 هرتز، يتأخر مشغل الفيديو عن الموعد النهائي للشاشة بشكل متكرر، وتُعرض الإطارات الفاصلة أسرع قليلًا من المطلوب، مما ينتج عنه تأثير مشابه للاهتزاز . (انظر : تحويل الفيديو إلى سينما: اختلافات معدل الإطارات ).

تأخر الإدخال

تستفيد ألعاب الفيديو، التي تستخدم مجموعة واسعة من محركات العرض، من التزامن الرأسي من الناحية البصرية،  إذ يُفترض عادةً أن يقوم محرك العرض بإنشاء كل إطار في الوقت الفعلي، بناءً على ما تحدده متغيرات المحرك لحظة طلب الإطار. مع ذلك، ولأن التزامن الرأسي يُسبب تأخيرًا في الاستجابة ، فإنه يُؤثر سلبًا على التفاعلية في الألعاب، [ 4 ] وخاصةً الألعاب التي تتطلب توقيتًا دقيقًا أو سرعة رد فعل عالية.

المقارنة المعيارية

أخيرًا، يتطلب اختبار أداء بطاقة الفيديو أو محرك العرض عادةً أن يقوم كل من الجهاز والبرنامج بعرض الصورة بأقصى سرعة ممكنة، بغض النظر عن إمكانيات الشاشة أو تشوه الصورة الناتج. وإلا، فإن الشاشة وبطاقة الفيديو ستحدّان من سرعة برنامج الاختبار، مما يؤدي إلى نتائج غير صحيحة.

معدل التحديث المتغير (VRR)

تعمل تقنيات معدل التحديث المتغير ، مثل تقنية FreeSync من AMD وتقنية G-Sync من Nvidia ، على تكييف معدل تحديث الشاشة مع معدل الإطارات الذي تقوم وحدة معالجة الرسومات (GPU) بعرضه. تتطلب هذه التقنيات دعمًا محددًا من كل من محول الفيديو والشاشة.

تقنيات أخرى

تسمح بعض أنظمة الرسومات للبرنامج بإجراء عمليات الوصول إلى الذاكرة بحيث تبقى في نفس النقطة الزمنية بالنسبة لدورة تحديث شاشة العرض، وهو ما يُعرف بمقاطعة المسح أو تزامن الشعاع . في هذه الحالة، يكتب البرنامج إلى مناطق الشاشة التي تم تحديثها للتو، متأخرًا قليلاً عن نقطة التحديث النشطة للشاشة. يتيح ذلك لبرامج النسخ أو محركات العرض إنتاجية أقل قابلية للتنبؤ طالما أن محرك العرض قادر على "اللحاق" بنقطة التحديث النشطة للشاشة عند تأخره.

بدلاً من ذلك، يمكن للبرنامج أن يبقى متقدماً قليلاً عن نقطة التحديث النشطة. وبحسب مدى التقدم الذي يختاره المستخدم، قد تتطلب هذه الطريقة شيفرة برمجية تنسخ أو تعرض الشاشة بسرعة ثابتة. يؤدي التأخير المفرط أحياناً إلى تجاوز الشاشة للبرنامج، مما ينتج عنه تشوهات في العرض، وتمزق في الصورة، وما إلى ذلك.

كثيراً ما استغلت البرامج التجريبية على الأنظمة الكلاسيكية مثل Commodore 64 و ZX Spectrum تلك التقنيات بسبب الطبيعة المتوقعة لأنظمة الفيديو الخاصة بها لتحقيق تأثيرات قد تكون مستحيلة لولا ذلك.

مراجع

  1. كيفية مكافحة التقطيع ، virtualdub.org، 31 أكتوبر 2005، مؤرشف من الأصل في 30 مايو 2015 ، تم الاطلاع عليه في 19 مايو 2015
  2. مزامنة Vsync لحل مشكلة تمزق الشاشة
  3. "Adaptive VSync" ، Geforce.com ، Nvidia ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 يناير 2014
  4. ديريك ويلسون (16 يوليو 2009). "استكشاف تأخر الإدخال من الداخل والخارج" . أناند تك . مؤرشف من الأصل في 8 يونيو 2010. تم الاطلاع عليه في 15 يناير 2012 .