PS5对应电视的正确选择方法:关键字是“4K/120帧”和“VRR”
2020-11-08 16:55作者:西川善司来源:AVWatch

本文译自AV Watch网站,作者为日本知名记者西川善司,任工学院大学特聘教授、东京工艺大学特别讲师、monoAI Technology顾问

PS5对应电视的正确选择方法:关键字是“4K/120帧”和“VRR”

为PlayStation 5选择最合适的显示器,究竟应该怎么选呢?


新主机发售是更换电视/显示器的绝好机会?

11月,备受瞩目的次世代主机即将发售。

相信有些人已经开始为购买新主机而开始攒钱了吧?但就算购买了新主机和对应的游戏,在目前的游戏环境中,可能也无法充分体验到主机性能带来的乐趣。

当然,在目前的电视/显示器环境下也是能玩新主机的,但从新主机的角度来看,说不定会是处于“还没有发挥真本事”的状态呢。

以前,从PS2到PS3的世代交替时,如果将PS3主机连接到SD画质的显像管设备上,游戏画面的GUI和参数文字就完全看不清了……这样的事层出不穷,趁着世代交替的机会更换电视的玩家也不在少数。本次的新老交替即便没有那么夸张,但也会成为诸位“更换电视/显示器”的一个契机吧。

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PlayStation 5

主机厂商一直在强调新主机的魅力,例如“超过10TFLOPS并支持光追的GPU”、“超速SSD”、“支持采用基于对象音频技术的立体音响”等华丽的要素,目前已经明确表示PS5/XBSX等新主机的视频输出端子在本世代中改为HDMI2.1,支持4K/8K分辨率、支持每秒120帧(120fps/120p),并支持VRR(Variable Refresh Rate)和ALLM(Auto Low Latency Mode)。

新主机当然也是支持HDMI2.0时代追加的HDR/WCG等影像技术的,而从PS3/XB360时代沿用而来的旧电视/显示器产品可能会不支持HDR/WCG。

至于新主机对应的游戏及其内容,应该也会支持上述的重点技术吧(也许不是全部)。

引进新主机之后,为了让自己看到的游戏画面不比朋友或对手看到的差,结合之前提出的技术关键字,我们来谈谈“以购买新主机为目标而更换电视/显示器的要点”吧。

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Xbox Series S(左)和Series X(右)


次世代主机必须配备8K电视/显示器吗?

8K、4K等关键词,相信很多人都听说过,甚至已经了解了吧。

8K指的是7680×4320像素的分辨率,4K指的是3840×2160像素的分辨率。这个值越大,对应的画面表现就越精细。上世代的PS4/Xbox One是按照被称为全高清的1920×1080像素分辨率为前提来设计游戏的。

回顾过去,2005年到2006年之间,在PS3/XB360登场的时代,电视的分辨率也发生了巨大的变革。

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PS3(初代)

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Xbox 360

在新世代,1280×720像素以上的高分辨率影像被称为HD(High Definition:高清)分辨率,而之前达不到HD分辨率的影像被称为SD(Standard Definition:标清)分辨率。

PS3/XB360的大部分游戏都是以HD分辨率为前提来开发的,所以当时还有很多SD分辨率的显像管设备,这些设备在显示文字信息等内容时就会崩溃到无法看清的地步。在日本,HD分辨率有时也会被称为“高清”分辨率,但现在HD分辨率已经成为理所当然的事了,所以这两个词几乎都该被淘汰了。

而全高清这个术语,是用来与高清的最低标准规格(1280×720像素)进行区分而产生的。夏普等公司还将全高清电视成为“全尺寸高清电视”。

PS3/XB360虽然能输出全高清的影像,但渲染(绘制)却有所不足,大部分游戏都是以“高清分辨率+α程度的渲染”,或者“全高清分辨率放大(转换分辨率)输出”为主流的。

而在2013年发售(日本是2014年)的PS4/Xbox One上,才真正实现了“全高清分辨率渲染”。2016年,PS4 Pro/Xbox One X等中间世代升级机型登场,支持4K,而配合PS4/Xbox One也成为了游戏的设计标准。事实上,PS4 Pro/Xbox One X也保留了“享受针对标准机+α的上位体验”。

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PS4

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Xbox One

新主机拥有“真实4K分辨率渲染所需的强大性能”,而且“游戏的基本设计”也是以4K为前提的,所以在购买电视/显示器时,我们强烈推荐支持4K的机型。

另一方面,关于8K,笔者个人认为,对于仅有超过10TFLOPS这种程度的新主机GPU来说,8K游戏的画面还是有些负担过重的,所以并不是非要更换8K电视/显示器才能玩新主机。

近年来,PS/Xbox系主机的处理器是由AMD来负责设计开发的,该公司的GPU运行复杂的着色器,如果进行8K的渲染并维持60帧的话,性能值与过去实际效果对照推算,必须要有20-25TFLOPS的性能。而仅仅是超过10TFLOPS这种程度的PS5/XBSX的GPU要想支持8K,效果应该是比较有限的。


家用机初次对应120p,与倍速驱动不同!

  支持120p在PC游戏界已经是司空见惯的事了,但作为主机游戏来说,这次的新主机还是首次支持。距今为止只有60p的家用机影像帧率将扩大一倍,也是众人寄予厚望的重点。

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影像中的快速动作看起来是否顺畅,这一点是动作性较强的游戏爱好者最重视的要素。此外,新主机采用了HDMI 2.1,规格上支持4K和8K的120p输出,但实际游戏影像所采用的GPU性能上限应该是4K/120p和8K/60p。

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由HDMI规定的分辨率·帧率一览。“Speed”一栏指的是传输的HDMI线。“红字Ultra”是必须压缩才能传输的信号。符合8K/60p 4:2:2 10bit、8K/120p 4:2:0 10bit等。

不过必须提醒初学者注意的是,这里所谓的支持120p与电视产品中广泛采用的“120p倍速驱动功能”完全不同。

新主机对电视/显示器要求的是“支持120p(Hz)输入”。

最近,中等以上的电视产品配备的“倍速驱动”(根据电视种类的不同,有时也被称为插帧功能)是通过计算,将60p输入的影像提升为120p后进行显示,是将只有60p的影像转换为疑似120p的一种功能而已。

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索尼BRAVIA的“倍速驱动”说明图。在电视上进行倍速驱动的情况下,通常会将同一帧显示多次,或者进行插帧处理

在面向PC的显示器中,以“游戏显示器”为卖点的产品基本都有120Hz,最近多为144Hz,更先进的甚至可以达到360Hz。

更值得注意的是,fps(Hz)与之前提到的分辨率的组合。

比如宣传有120p的4K电视,其实4K最多能到60p,120p需要全高清。例如东芝REGZA近年的产品就是这样的。

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东芝REGZA可以实现全高清/120p,2560×1440/60p


可变帧率 Variable Refresh Rate(VRR) 的重要性

VRR是有可能大幅提高游戏体验的功能,笔者认为可以稍作重视。

VRR简单来说就是让帧率不稳定的游戏看起来更加舒适。

在以往的家用游戏机上无法维持60fps的游戏,不得已只能改成30fps。这是因为能让帧率稳定下来的可变帧率技术还没有应用在家用游戏机上。

新型游戏机增加了从30fps到120fps的可变帧率,能让游戏影像更加流畅。

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VRR的图像(来自HDMI资料)

这种可变帧率的技术有NVDIA开发的“G-SYNC”以及AMD开发的“FreeSync”,在HDMI2.1,视频电子标准协会VESA(Video Electronics Standards Association)采用了以FreeSync为基础的AdaptiveSync,命名为VRR。所以既存的PC端显示器产品中FreeSync的对应机型,很可能能够适配新型游戏机的VRR。 

顺带一提在不支持VRR的电视和显示器上,应该会按照过去被统一到30fps或者60fps,或者显示并不是特别流畅。

具体可能会表现为抖动或者撕裂现象。反之来说,VRR也是“能够避免可变帧率抖动或者撕裂,让画面显示更加流畅的技术”。

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如果电视和显示器已经显示了画面,而以60fps为周期的显示没有等待又刷新了新的画面时,显示的旧画面会与新的画面同时出现在画面的上下方。如果动作变化很大就会看起来像是画面上下被截断一样(撕裂)

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撕裂看起来的样子

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如果电视和显示器新收到的图像要等60fps下一个图像,为了避免撕裂现象,会在下一帧显示之前出现按照时间方向随机的延迟,看起来就像是抖动一样。


没有自动低延迟模式Auto Low Latency Mode(ALLM)也可以?

ALLM简单来说就是“自动开启游戏体验最舒适的低延迟模式”功能。如果没有的话,玩家只要自己手动切换就可以。

比如游戏机连接的是“HDMI2”口,如果游戏机总是连那个口的话,只要把这个口设置到“低延迟模式”或者“游戏模式”,就不用每次都重新设置了。所以ALLM可以说是“如果有就很好”的功能。

但是有很多新玩家根本不知道电视有“牺牲延迟重视画质的模式”和“优先低延迟的模式”,所以有这种自动切换的功能就会很方便。今后应该不光在电视上,游戏显示器上也会积极引用这种功能吧。

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1:游戏机输出图像

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2:游戏机这边玩家角色已经被攻击了

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3:按下回避键时玩家已经受到了伤害。显示延迟很大的时候就算反应很快也会有来不及的情况。


新世代游戏机开始全面支持HDR

PS4(所有型号)和Xbox One(S和X,除去初期型号)的现行游戏机都支持HDR(High Dynamic Range)和WCG(Wide Color Gamut),但也都是从寿命已经过去一半的时候开始的,那时支持HDR/WCG的电视/显示器刚刚出现还没有普及,所以真正的支持被认定为是从次世代的PS5和Xbox Series X开始。

次世代主机上的大作应该在游戏画面的基础设计阶段就会支持HDR/WCG。当然在现在不支持HDR/WCG的电视/显示器上也都可以玩,但是就无法充分体验到游戏开发方精心制作的游戏画面了。

那么HDR和WCG究竟是什么呢?

HDR简单来说就是让画面对比度更加接近现实的技术。

在过去的非HDR图像(SDR图像)上,如果将最暗处的黑色算作0,亮度最高的部分是100nit,8bit数值最大值表示为255。所以在图像上无论是电灯照明的光还是室外太阳的直射阳光,都只能用255附近的数值来表现。

顺带一提SDR是Standard Dynamic Range的缩写,在游戏业界,曾经用HDR的反义词Low Dynamic Range(LDR)来称呼它,但最近没有支持HDR的图像基本都称为SDR图像。

HDR图像的标准规格“HDR10”最大有10bit的数值表现,所以最亮的部分可以用2的十次方减1也就是1023来表现。最大值1023的实际亮度可以相当于最大1万nit。这是SDR图像亮度的100倍,所以能将电灯产生的光亮和太阳光之间的差别表现得更接近现实。

太阳的亮度约是20亿nit,100W的电灯泡大约是100nit,亮度相差2000万倍。虽然在HDR10也无法完全还原现实世界的亮度差距(对比度),但已经可以有“比SDR图像更加真实的对比度”了。

因此,HDR画面最直观的优点就是“能够显示出更接近现实世界的对比度”,显示出的材质也更加真实。

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SDR游戏画面(左)和HDR游戏画面对比。利用HDR光源渲染出的阴影更有层次。※游戏画面来自《Half-Life 2: Lost Coast》

比如道路的沥青路面材质反射率只有7%,所以只能看到一片黑色。但道路在盛夏的晴朗天气也会有耀眼的反光。由于太阳光强度太高,即使只有7%的反射率,沥青也会产生炫目的感觉。

也就是说在HDR画面中,能利用各种各样的照明条件,令每种材质都表现出非常接近真实的质感。基于CG的游戏也能利用这种技术增加显示效果。虽然画面是用平面表示,但光线能将存在感表现得更加立体。

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用数值标注真实世界中亮度的例子(来自Dolby资料)


“WCG”支持的颜色比以往丰富了1.7倍

  “WCG”的优势一目了然。

“WCG”是俗称,是BT.2020规格的色域空间,定义是能够再现现实世界99%的色彩。

颜色数量比一般电视和显示器采用的sRGB(≒BT.709)色域空间增加了1.7倍。反过来说,过去的(支持WCG之前的)设备的显示色彩只能达到现实世界的58%。

使用过去的电视和显示器观看视频的时候,或许并没有色彩不够丰富的实际感觉,其实并非如此。很多色彩都无法在使用sRGB色域空间的电视和显示器上正确显示。

举个简单的例子,以前的显示设备根本无法表现出南国海边波光粼粼的艳绿海色,也无法再现自然界色彩斑斓的动植物以及昆虫的色彩。就连我们身边的人造物品(比如车辆)的色彩也几乎无法再现。在这类色彩的显示方面,WCG的效果极为显著。

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由于扩展了亮度和色域空间,颜色数量得到了极大的提升


应该选择什么样的设备?

  那么究竟应该选择什么样的设备呢?

根据“次世代游戏机的影像技术要素”,购买次世代游戏机使用的电视和显示器时,可以参考下列需要优先选择的重点条件。

·支持8K/4K分辨率

到4K就够用了。8K是面向有高端需求的人。

·支持每秒120帧(120fps)

如果喜欢第一人称射击之类的游戏,根据特定游戏类型,需要优先选择帧数。

・VRR(Variable Refresh Rate)

如果喜欢和PC版同时发售的动作冒险游戏、动作RPG等类型,需要优先选择VRR。

・ALLM(Auto Low Latency Mode)

能手动更改显示器为游戏模式的玩家不需要ALLM。

・HDR/WCG

最新的4K电视几乎都是自动支持HDR/WCG。但也有一部分游戏显示设备不支持HDR/WCG,所以还是需要确认一下是否有此功能。

另外需要注意的是,即使是支持HDMI 2.1的电视和显示器产品,也并非全部支持4K/120fps输入、VRR和ALLM功能。这些功能虽然是和HDMI 2.1的标准化同时登场的,但支持HDMI 2.1的产品没有支持以上全部功能的义务,也就是说这些不过是可选功能。因此,在购买前需要好好确认一下产品到底具体支持哪些功能。

同时,面向PC的游戏显示器虽然有不少都支持4K/120p输入,但是目前几乎没有支持HDMI 2.1的产品。支持4K/120Hz以上输入的产品也多为“支持仅限于连接DisplayPort 1.4时”。所以如果想要购买的不只是电视而是游戏显示器,还要特别留意这一点。


如何选择支持HDR/WCG的产品?

  就像前面提到的,现在市面上的4K电视(或8K电视)几乎都支持HDR/WCG。

HDR/WCG在规格上可以与低于4K的分辨率(如全高清分辨率)结合,但是很多电视产品必须达到4K以上才可以支持HDR/WCG。

而面向PC的游戏显示器则不同,即使是4K/8K分辨率以下的机型也有很多可以支持HDR/WCG。耐心寻找甚至还可以发现低于4K却也支持HDR/WCG的产品。

只是和电视不同,支持HDR的PC端游戏显示器并非全部支持WCG。而选择在这个时机购买产品的消费者,自然是希望产品可以同时支持HDR和WCG。

所以在选择这样的产品时,就要关注VESA制定的“DisplayHDR”规格。

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由于这个规格标准是由视频电子标准协会(Video Electronics Standards Association, VESA)制定的,所以会有人认为这是一个针对视频信号的标准。其实,这是对电视、显示器产品的HDR/WCG“显示品质”进行的等级化评定。

DisplayHDR后面的数字数值越大,表示显示品质越高。而从DisplayHDR500开始,可以同时支持HDR和WCG。从笔者的经验来看,选择DisplayHDR600以上的产品可以达到比较令人满意的HDR/WCG品质。

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DisplayHDR后的数字数值越大品质越高。其中DisplayHDR400虽然支持HDR,但是色彩空间仅支持到sRGB。HDR和WCG都支持的等级要达到DisplayHDR600以上。同时,添加True Black描述的DisplayHDR拥有有机EL面板等自发光像素型的影像面板。这些即使是400的等级也可以支持HDR和WCG。DisplayHDR的规格名一开始仅有三种,后来随着新产品的不断推出已经发展到今天这样庞大的数量了。

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现在支持最高等级DisplayHDR 1400的机器还很少。上图为确认会在日本发售的ASUS制4K游戏显示器“PA32UCG(价格未定)”,其最大亮度可达到1600nit。控制背光的区域数量因采用极小miniLED背光灯系统达到1152。相当于一般大屏幕电视的数倍。其采用量子点技术达到的广色域性能也为人称道。最高刷新率达到120Hz。还未确认是否支持HDMI 2.1。是一款确认发售后一年仍然充满许多谜团的作品。

在选择支持HDR的电视和显示器时,经常会被问到一个问题,那就是“既然肯定支持HDR10,还有必要支持HLG和Dolby Vision吗?”。

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Dolby Vision(上图)和SDR(下图)的比较图

从目前来看,用于游戏的HDR显示标准规格为HDR10,所以只要选择支持该规格的产品即可。HLG和Dolby Vision主要用于电视、电影等影像,与游戏影像的关系现阶段不大(不过Xbox Series S/X表示今后会支持Dolby Vision)。

“是否需要支持HDR10+”也是一个经常被问到的问题。笔者认为从针对游戏影像的角度来看,回答是“可以但非必须”。

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HDR10+的logo。《阿丽塔:战斗天使》、《1917》等支持Dolby Vision和HDR10+双信号的UHD BD作品也逐渐走入人们的视野

日本推出支持HDR10+产品的厂商,除了此规格创设成员之一的松下,还有其母公司海信,以及以联动的形式参与进来的东芝。另外一提,索尼提倡的则是“不需要HDR10+”。

也就是说,并非全部厂商都在生产支持HDR10+的产品,支持这种规格的游戏也没有那么多。同时,支持HDR的机种也可以正常显示HDR10+视频信号(自动忽略HDR+10的功能),所以在购买的时候无需过分在意这一点。

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现阶段支持HDR10+的电视和显示器制造商一览


为何电视和显示器在支持HDR/WCG时画面会变奇怪?

  接下来是一个小彩蛋。

2016年,PS4和Xbox One开始支持HDR/WCG。随后微软在2018年春季的更新中实现了Windows10对HDR/WCG的支持。可就在这样的万众期待中,全世界的用户却发现支持HDR/WCG后,画面的显色和灰度变奇怪了。

这时,很多用户反应“游戏机和Windows10在支持HDR/WCG后变得很奇怪”。其实,问题的根源主要在电视和显示器一方。

到底是怎么回事呢?让我们来一一说明。

HDR/WCG这种影像规格与2015年诞生的4K(UHD)蓝光几乎是同时登场的。4K蓝光的影像采用色差(YCbCr/YCC)形式,所以在2015年到2017年之间发售的产品大多只支持这种信号。

与此相对,游戏机和Windows10的HDR/WCG影像大多为默认采用RGB形式,因此在只支持色差形式影像的电视和显示器上无法正常显示。原因就在这里。

为了避免发生这种问题,游戏机和Windows10方面只能通过手动的形式将视频信号调整为色差形式。PS4在“声音与屏幕”中进行设定,Xbox One从“画面与声音”中进行调整,而Windows10可通过显卡供应商提供的软件进行设定。

另外,从笔者的调查来看,近年发售的一些新产品,也就是所谓的三无廉价品,还是无法顺利支持RGB形式的影像。因此,在购买支持HDR/WCG的电视和显示器时,一定要选择知名大品牌的新产品。

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2018年春季更新后的Windows10可以从“显示设定”来实现HDR/WCG的支持

PS5对应电视的正确选择方法:关键字是“4K/120帧”和“VRR”

Windows10启用HDD/WCG后如果显示有问题,若是NVIDIA GeForce的GPU,则打开“NVIDIA控制面板”,在“分辨率的变更”中,将色彩格式设定为YCbCr422、420或444,将色深设定为10位(bpc)

来源:AV Watch

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