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SUJET HARDWARE - ECRAN

VRR

Le VRR ou Variable Refresh Rate, et une norme qui permet sur les moniteurs et autres TV de faire varier leur fréquence de rafraichissement. En bref le diffuseur, TV ou moniteur ajuste sa fréquence de rafraichissement au nombre d’images produites par la source, le processeur graphique. C’est comme pour le FreeSync et le G-Sync. Cela évite tout risque de désynchronisation, donc de tearing et de stuttering. De plus le VRR permet de largement diminuer l’input lag. Au final l’image est fluide et réactive, tout simplement, les gamers en raffolent ! Cette norme est apparue avec l’HDMI 2.1.
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G-Sync

Le G-Sync, ajuste la fréquence de rafraîchissement de l’écran en temps réel pour se caler aux FPS généré par la carte graphique. Contrairement au V-sync, c’est la carte graphique qui commande l’écran, non l’inverse ! . La plage de fréquences dynamique est par contre limitée. Cette technologie permet d’abolir le tearing et le stuttering, tout en augmentant très peu l’input lag. En bref un confort visuel amélioré est une expérience de jeu plus fluide et réactif.

Mis au point par la firme au caméléon, le G-Sync est une technologie propriétaire, avec un scaler spécifique. C’est donc une solution matérielle, contrairement au Free Sync. Se scaler ou convertisseur vidéo made in Nvidia doit être utilisé par le fabricant d’écran. Cela garantit un cahier des charges strict et des performances identiques sur chaque écran.

Seul une carte graphique Nvidia peu l’exploité, à partir de la génération des GPU Pascal (10xx). Le G-Sync fonctionnait à la base seulement avec la norme DiplayPort mais depuis septembre 2019 ont peu l'exploité sur des écrans VRR avec interface HDMI 2.1.

Egalement et précédemment, il fallait posséder un écran compatible pour utiliser le G-Sync. Mais depuis janvier 2019, on peut en profiter sur des moniteurs Free-Sync (version rebaptisée G-Sync Compatible). La marque au caméléon a dressé sur son site, une liste des écrans certifiés compatibles. Sur ces écrans le passage au G-Sync est automatiquement réalisé par la carte graphique. En pratique, pour la plupart des écrans adaptative-sync où FreeSync cela fonctionne, avec certes plus ou moins de réussite, le passage est par contre manuelle.

Le G-Sync offre une expérience de jeu sans concessions, chaque écran certifié remplit 100% des fonctionnalités prévu, une plage de fréquences de rafraîchissement dynamique de 30 hz à 240 hz systématiques, en dessous de 30 FPS il y a une compensation, un doublage des images

Différentes versions existent, avec différentes caractéristiques. Aux deux gammes déjà présentes, une version haute performance a fait son apparition, appelé G-Sync Ultimate. Il était nommé précédemment G-Sync HDR. Concrètement les améliorations se traduisent par une fréquence de rafraîchissement minimum de 144 hz, une luminosité minimum de 1000 cd/m2 ainsi qu’une norme colorimétrique DCI-P3 respecté à 95%. Pour finir la définition est en 4K et la gestion du rétroéclairage est en plusieurs zones.

Malheureusement et pour l’instant, cela ne fonctionne pas sur du multi écran, que sur un écran.
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Free Sync

Le principe de base du FreeSync, c'est la synchronisation en temps réel de la fréquence de rafraîchissement de l’écran, sur une plage limitée, aux FPS généré par la carte graphique. Contrairement au V-sync, c’est la carte graphique qui commande l’écran, non l’inverse ! . Cette technologie permet d’abolir le tearing et le stuttering, tout en n’augmentant très peu l’input lag (efficacité variable mais meilleure comparer au V-sync). En bref un confort visuel amélioré est une expérience de jeu plus fluide et réactif.

Il faut évidemment pour en profiter, posséder un écran compatible, de plus cela fonctionne avec la norme DiplayPort et HDMI (ce qui n'était pas le cas avec le G-Sync à l'époque du lancement). Le FreeSync, lancé en 2014-2015, est le nom commercial d’AMD du standard de VESA, l’adaptive sync. Ici contrairement à Nvidia, pas de scaler (un convertisseur vidéo) spécial AMD, c’est une solution logicielle. C’est au fabricant d’écran de respecter au moins les normes VESA au niveau du scaler. C’est justement à cause de cette mise en oeuvre très variable que le rendu final peut parfois être moyen, quand le niveau des FPS est faible ou avec beaucoup d’input lag d’ajouter.

A la base le FreeSync n’était compatible qu’avec les cartes graphiques AMD. Mais bonne nouvelle depuis janvier 2019 les pilotes Nvidia prennent en charge presque tous les écrans FreeSync. Ce qui élargit de ce fait le choix d’écran pour ces cartes graphiques, je félicite Nvidia pour cette décision !. La marque au caméléon a dressé par ailleurs sur son site, une liste assez restreinte, des écrans certifiés compatibles (appelés G-Sync Compatible). Malgré tout, en pratique, la plupart des écrans adaptative-sync ou FreeSync sont compatibles, avec certes plus ou moins de réussite 🙂 . La seule différence avec les écrans certifiés, c’est l’activation, elle doit être manuelle.

la fréquence de rafraîchissement dynamique pris en charge par le FreeSync dépend de l’écran. En effet cette technologie open source est exploitée plus ou moins bien par les fabricants d’écran. On peut annoncer néanmoins que l’écart maximum en général est de 30 Hz et s’étend à 240 Hz. Nvidia a aussi un équivalent, le G-Sync, une technologie plus chère et propriétaire. Le G-Sync est plus performant quand les FPS deviennent faibles (en dessous de 30 Hz les images sont doublées) et sont exploitées à 100% sur les moniteurs certifiés grâce à leur scaler maison.

Il y a actuellement, trois versions de FreeSync le standard, le premium et le premium pro. les deux derniers étaient nommés jusqu'à fin 2019 FreeSync 2, il a été divisé ensuite en deux types pour plus de clarté. Le premium prend en charge en plus, une latence améliorée, les faibles fréquences d'images en anglais, LFC pour "Low Framerate Compensation" et supporte aussi les fréquences jusqu'à 120 Hz en full hd. La version premium pro rajoute la prise en compte de l'HDR pour améliorer la latence dans ce mode.
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Les dalles incurvés

Les écrans incurvés, de plus en plus nombreux, permettent de se rapprocher plus ou moins du champ de vision humain. Il faut savoir en effet que la vision humaine est courbée de son centre jusqu’à la périphérie, qui part vers l’arrière. La courbure des écrans s’exprime avec un nombre qui représente la valeur en millimètres du rayon, suivis d’un R comme rayon. Par exemple la courbure d’écran qui est équivalente à celle de l’humain est de 1000R, soit 1000 mm ou 1 mètre de rayon. Pour rappel le rayon c’est la distance entre le centre d’un cercle jusqu’à son périmètre. Par ailleurs ce n’est pas une technologie juste pour le jeu vidéo ou les films, mais profitable pour toute utilisation d’un écran.

Il y a une deuxième signification qu’offre la valeur de courbure : la distance maximale d’utilisation ou de visionnage. C’est assez simple d’extraire cette donnée en mètres, il faut diviser le rayon par 1000. Pour reprendre la courbure mentionnée au-dessus, 1000R, il faut donc être à 1 mètre maximum de l’écran pour vivre une expérience optimale. Il ne faut pas par conséquente choisir au hasard la courbure.

Il y a plusieurs courbures d’écrans sur le marché : 1500R, 1800R, 2000R, etc. il faut bien entendu en fonction de son recul, se rapprocher au maximum de l’idéal, à savoir 1000R. Cela permet en théorie d’avoir une expérience de visionnement plus confortable et meilleur pour l’utilisateur.

Les bénéfices concret et immédiat d’un écran incurvé sont l’immersion et le confort. Plus immersif du fait de la surface de vision mieux remplie. Le format 16/9 par rapport à celui en 4/3 offre le même avantage. Le confort grâce à la courbure qui « épouse » celle de la vision humaine, ce qui évite à l’œil de s’adapter en permanence et retarde la fatigue oculaire. Également une production moindre de reflet. Il y a aussi le côté esthétique de la courbe, qui rend un tel écran plus joli à arborer. Après les gouts et les couleurs… .

Pour obtenir l’effet incurvé les dalles sont physiquement courbées à la fabrication (n’essayez pas de faire sa chez vous ! 😉 ). Les types de dalles employées sont généralement le VA et l’IPS. À noter que les moniteurs CRT, sauf vers la fin (exemple Sony Trinitron), avait déjà une courbure…mais dans le mauvais sens, un total non-sens 😉 !

En conclusion l’écran incurvé c’est bien, mais n’oubliez pas qu’avoir un écran incurvé, sans écran incurvé, c’est possible ! En effet avec un set triple écran plat, appelé aussi le Nvidia surround, vous avez non seulement une courbure, mais en plus elle est réglable ! Même si la courbe n’est pas linéaire, le principal est là, avoir un format très très large et qui se rapproche de l’utilisateur sur les côtés. Après pour avoir une belle courbe sur trois écrans côte à côte, le top, pas le choix il faut opter pour des écrans incurvés.
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Fréquence de rafraîchissement

La fréquence de rafraîchissement correspond au nombre d’images par seconde affichable par l’écran, il est mesuré en Hertz (Hz). Pour une fréquence de 60 Hz cela correspond donc à une image toutes les 16.7 ms. La fréquence de rafraîchissement maximale varie en fonction de la définition, plus elle est élevée plus la fréquence maximale baisse. En raison de la bande passante nécessaire, plus importante, qui au bout du compte atteint la limite de l'interface comme par exemple l’HDMI ou encore le DisplayPort

Tous les écrans bénéficient au moins d’une fréquence de 50-60 Hz dans leur définition native. Passé un temps ce n’était pas le cas pour les dalles 4K/UHD, à cause de la limitation de bande passante de l’interface HDMI v1.4, qui limitait à 30 Hz en 4k/UHD. Avec l’HDMI 2.0 le seuil est passé à 60Hz en 4K. Maintenant avec l’HDMI 2.1 le 4K à 120Hz et le 8K à 60Hz sont possible !

Le taux de rafraichissement des écrans varie de 60Hz à 240Hz en général. Plus cette fréquence est élevée, plus le confort visuel, la fluidité lors de vos sessions de jeux est meilleure. Après les capacités humaines ont des limites, le 120Hz/144Hz est largement suffisant, voir une différence notable avec le 240Hz relève de l’effet placebo !

Au rayon des avantages d’être en 120Hz/144Hz :
Réduction du déchirement d’image (Tearing), diminution du flou de mouvement (Ghosting),
réduction de la latence (input lag).

À noter qu’il est inutile d’acheter un écran de haute fréquence, si votre carte graphique n’est pas en capacité d’envoyer un nombre d’images par second suffisant, avec les jeux auxquels vous souhaitez jouer. Sauf bien sûr si vous comptez changer votre carte graphique plus tard parce que vous n'avez pas le budget pour tout acheter d’un coup !
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FPS

Les FPS (Frames Per Second) correspondent au nombre d’images par seconde d’une vidéo. Bien sûr une vidéo ce n’est pas réservé seulement à l’art cinématographique, cela peut être un jeu vidéo autant qu’un podcast sur You Tube. D’autre part une vidéo n’est en fait qu’une succession rapide d’image, c’est justement cette cadence que le terme FPS exprime. Plus le nombre d’images par seconde sera faible, plus la sensation de fluidité et de mouvement naturel diminuera.

C’est à partir de 24 images seconde qu’il est impossible pour la vision humaine d’apercevoir les images qui se succèdent. Par conséquent on bascule à ce moment-là, dans le monde de la vidéo, une succession rapide d’image imperceptible. Malgré tout en filmant un plan fixe, sans mouvement, 10 FPS ou 60 FPS ne change rien. Mais dès qu’un mouvement apparaitrais, dans cet exemple, surtout rapide, la différence serait énorme !

En bref plus le nombre d’images par seconde est élevé :
-avec une caméra, plus il y a d'images capturées, plus le poids du fichier vidéo sera important

-pour le calcul 2D/3D d’une carte graphique (par exemple un jeu vidéo) plus les ressources demandées seront importantes

-plus d’une façon générale la vidéo sera fluide, plus les ralentis seront précis et découpés, en raison du nombre important d’images

les FPS et les hz non également rien à voir ! La fréquence en hz d’un écran c’est le nombre d’images qu’il peut rafraichir. En d’autres termes, un écran de 60 hz pourra afficher au maximum 60 images par seconde ou 60 FPS. Toutes les images supplémentaires à chaque seconde seront…roulements de tambour 😉 …inutile !
Le nombre de FPS produit par la carte graphique d’un PC est quant à lui très variable. Il varie en fonction du logiciel utilisé (par exemple un jeu vidéo…), de ces réglages, de la carte graphique ainsi que les drivers utilisés.Quand le nombre de FPS est non synchronisé avec la fréquence de rafraichissement, il va tôt ou tard apparaitre des artefacts sur les images. Ces artefacts, saccades et autres déchirements d’images, s’appellent du tearing ou bien du stuttering. Pour contrer ces phénomènes, Nvidia a créé le G-Sync et AMD le FreeSync. Voir plus haut dans le fil pour revoir l'explication sur le G-Sync et le FreeSync.