HDTV, dimensione schermo e Anti-Aliasing

Nel mondo della tecnologia circolano costantemente dei miti. In questa seconda parte di una serie di articoli ci occuperemo di quelli che riguardano le prestazioni delle schede video.

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a cura di Tom's Hardware

HDTV vs. monitor PC

Mito: la nostra HDTV a 120/240/480 Hz è migliore per il gaming di un monitor PC a 60 Hz.

Eccetto per gli schermi 4K, quasi tutte le HDTV sono state limitate alla risoluzione massima di 1920x1080. I monitor per PC possono arrivare fino a 3840x2160.

I display per PC possono attualmente raccogliere input fino a 144 Hz, mentre le TV sono limitate a 60 Hz. Non fatevi ingannare dal marketing riguardo i 120, 240 o 480 Hz. Queste televisioni sono ancora limitate a segnali in ingresso a 60 Hz; raggiungono refresh rate più elevati tramite interpolazione delle immagini e solitamente, in tale processo, introducono del lag. Tutto questo non ha reale importanza con i contenuti televisivi tradizionali ma oltre una determinata soglia impattano sull'esperienza di gioco.

Rispetto agli standard dei monitor PC, l'input lag di una HDTV può essere enorme - 50, persino 75 millisecondi. Sommato a tutto ciò che contribuisce al lag in un sistema, si tratta di qualcosa di evidente. Se dovete giocare su una HDTV assicuratevi che la sua modalità game, se disponibile, sia abilitata. Inoltre vorrete disabilitare interamente l'impostazione a 120 Hz; farà solamente apparire il vostro titolo peggiore di quello che è. Con questo non vogliamo dire che tutte le HDTV sono cattive per il gaming: alcuni schermi amici del gaming su PC esistono. In generale farete un miglior investimento con un monitor PC, a meno che guardare TV/film sia la vostra motivazione primaria e non abbiate spazio per due schermi.

Più grande non vuol sempre dire migliore

Mito: uno schermo più grande è migliore.

Quando si tratta di display, una misura in particolare troneggia sulle altre: la dimensione. Nello specifico la lunghezza della diagonale misurata in pollici. Quindi 24", 27", 30" e così via.

Quella dimensione funzionava bene per le TV a definizione standard ed è ancora adeguata per le moderne TV in alta definizione che accettano un segnale con risoluzione impostata in anticipo. La stessa cosa non è vera per gli schermi PC.

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Una specifica principale di uno schermo PC, oltre alla dimensione, è la sua risoluzione indicata come numero di pixel orizzontali su quelli verticali visualizzati nativamente. Il Full HD è 1920x1080. La risoluzione più alta di uno schermo PC commercialmente disponibile è l'Ultra HD con 3840x2160, o quattro volte il Full HD. L'immagine sopra vi mostra le catture dei due schermi affiancate che illustrano il confronto.

Da notare la didascalia "Level Up" sull'immagine a sinistra; questo è uno dei tanti piccoli bug dell'interfaccia che dovrete tollerare come primi acquirenti del 4K, se doveste scegliere quella strada.

La risoluzione del monitor in relazione alla sua diagonale visibile determina la densità di pixel. Con l'avvento dei dispositivi mobile di classe Retina, la misura più standard pixel per inch ("ppi") è stata spesso rimpiazzata da "pixel per degree", una misura più generale che tiene conto non solo della densità di pixel, ma anche della distanza di visione. In una discussione sugli schermi PC, dove la distanza di visione è grossomodo standard, possiamo comunque parlare di pixel per inch.

Steve Jobs ha dichiarato in passato che 300 PPI erano una sorta di numero magico per un dispositivo tenuto a 20-30 centimetri dagli occhi e c'è stato molto dibattito sull'accuratezza di tale affermazione. Oggi comunque è un punto di riferimento generalmente accettato per gli schermi ad alta risoluzione.

Come potete vedere i monitor per PC hanno ancora strada da fare in termini di densità di pixel, ma se potete scambiare uno schermo più piccolo per una risoluzione più alta, lasciando tutto il resto uguale, dovreste quasi sempre fare così, a meno per qualche ragione per cui tendete a guardare allo schermo da più lontano rispetto ad altri utenti PC.

Vantaggi e svantaggi delle alte risoluzioni

Risoluzioni superiori significano più pixel a schermo. Più pixel generalmente si traducono in un'immagine più nitida, ma impongono anche un carico più pesante sulla vostra GPU. Di conseguenza è abbastanza comune aggiornare schermo e GPU insieme, con pannelli di risoluzione più alta che richiedono solitamente GPU più potenti per mantenere lo stesso frame rate.

Lavorare a risoluzioni superiori riduce la necessità di applicare un pesante anti-aliasing (che impatta molto sulla GPU). Anche se è ancora presente ed evidente nelle scene in movimento, l'aliasing a risoluzione elevata è meno evidente che alle risoluzioni più basse. È una buona cosa, dato che il costo dell'AA aumenta in proporzione alla risoluzione.

Tutto questo parlare di anti-aliasing necessita di ulteriore spiegazione.

Non tutti gli algoritmi di anti-aliasing sono uguali

Mito: FXAA/MLAA sono migliori di MSAA o CSAA/EQAA/TXAA/CFAA…aspettate, cosa indicano queste sigle?

…e…

Mito: FXAA/MLAA e MSAA sono alternativi l'un l'altro

L'anti-aliasing è un altro tema ammantato da confusione, per giunta giustificabile. Il numero enorme di tecnologie e acronimi (tutti simili tra loro), contornato dal marketing, rende difficile districarsi in questo quadro. Giochi come Rome II e BioShock: Infinite non chiariscono inoltre quale tipo di anti-aliasing implementano, lasciandovi con un pugno di mosche. Proveremo ad aiutarvi.

Ci sono effettivamente solo due categorie "mainstream" di anti-aliasing: tecniche di multi-sampling e di post-processing. Entrambe cercano di risolvere il medesimo problema di qualità dell'immagine, ma lavorano in modo molto differente e introducono vari compromessi. C'è inoltre un'altra categoria di approcci sperimentali all'anti-aliasing che sono raramente implementati nei giochi.

Occasionalmente incontrerete tecniche che sono obsolete (in particolare l'SSAA per via del suo enorme impatto computazionale) o che non hanno preso piede (Nvidia SLI AA). Inoltre, determinate sotto tecniche che hanno a che fare con texture trasparenti nelle impostazioni MSAA. Non sono tecnologie di AA separate, ma piuttosto un adattamento di MSAA. Non ne discuteremo in dettaglio in questo articolo.

Senza entrare nello specifico, la tabella sotto illustra le differenze tra le due categorie mainstream di anti-aliasing. Le classi A/B non rappresentano standard industriali ma il nostro tentativo di semplificare.

  Nome generico/terze parti Implementazione specifica AMD Implementazione specifica Nvidia
Class A+, Sperimentale: tecniche hybrid multi-sample, post-processing e temporal-filtered  SMAA, CMAA - Various variants of MLAA typically Nessuna TXAA (Partially)
Class A, Premium: tecniche rendering-based (multi-sampling)  MSAA - Multi-Sample Anti-Aliasing CFAA, EQAA CSAA, QSAA
Class B, Value: tecniche post-processing-based  PPAA - Image-Based Post-Process Anti-Aliasing MLAA FXAA

Il vantaggio delle tecniche MSAA, specialmente quelle con un numero di sample maggiore, è che sono probabilmente migliori nel conservare la nitidezza. MLAA/FXAA, in confronto, rendono la scena più "morbida" o un po' "sfocata". La qualità maggiore dell'MSAA, tuttavia, ha un costo davvero elevato in termini di uso della memoria video e del fill rate, dato che devono essere renderizzati più pixel. A seconda dell'applicazione, la memoria integrata potrebbe essere insufficiente o l'impatto prestazionale dell'MSAA troppo elevato. Perciò ci riferiamo a MSAA come una tecnica Class A – Premium AA.

Più semplicemente le tecniche multi-sampling Class A processano pixel aggiuntivi – oltre la risoluzione nativa dello schermo. Il numero di campioni supplementari è solitamente espresso come un fattore. Per esempio potreste vedere l'MSAA 4x. Più alto è il fattore, più alto è il miglioramento di qualità, senza menzionare la memoria grafica e l'impatto sul frame rate.

Le tecniche Class B – Value, al contrario, sono applicate dopo che una scena è stata renderizzata in un formato raster. Non usano quasi memoria – vedete i dati nella parte 1 della serie – e sono molto più veloci rispetto alle tecniche Class A, imponendo un impatto sul frame rate decisamente maggiore. La maggior parte dei giocatori che può far girare un titolo a una determinata risoluzione dovrebbe essere in grado di abilitare questi algoritmi e ottenere un beneficio nella qualità dell'immagine. Questo è il motivo per cui ci riferiamo a SMAA/MLAA/FXAA come tecnologie anti-aliasing Class B – Value. Le tecniche Class B non si affidano a campioni aggiuntivi e, come tali, non c'è qualcosa come FXAA 2x o MLAA 4x. Sono attive o spente.

Come potete vedere, sia AMD che Nvidia implementano MSAA e FXAA/MLAA in un modo proprietario. La qualità dell'immagine potrebbe variare leggermente, ma le principali classi AA non cambiano sostanzialmente. Basti ricordare che l'MLAA di AMD ha un costo maggiore, ma algoritmi di qualità in qualche modo maggiore rispetto a Nvidia FXAA. MLAA usa inoltre leggermente più memoria grafica – vedete, come esempio, i dati di Rome II nella parte 1 - mentre FXAA non include risorse grafiche aggiuntive di memoria.

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Riteniamo che l'MSAA a 4K sia eccessivo. È meglio avere un frame rate più elevato, che a 3840x2160 pixel può diventare pericolosamente basso, piuttosto che attivare l'AA. Inoltre, FXAA e MLAA lavorano sufficientemente bene a 4K. Il punto è che, mentre MSAA è quasi indispensabile a risoluzioni inferiori per avere una fedeltà ottima, il suo valore diventa sempre più soggettivo all'aumentare della densità dei pixel.

Abbiamo un articolo approfondito in cui si parla di AA che vorrete probabilmente leggere se siete interessati a saperne di più. Se volete informazioni aggiuntive sullo stato dell'arte delle tecniche AA, vi indirizziamo a questo articolo, forse di parte ma ben scritto, pubblicato da Intel.

Scegliere tra refresh rate alti e latenza bassa o una migliore accuratezza dei colori e maggiori angoli di visione

I pannelli più grandi tendono a essere disponibili in due varietà: twisted nematic (TN), che tendono a essere più veloci offrendo solitamente un'accuratezza del colore inferiore e angoli di visione limitati, e la tecnologia in-plane switching (IPS) che risponde più lentamente ma riproduce meglio il colore e amplia gli angoli di visione.

Anche se abbiamo due schermi IPS a disposizione che amiamo, ai giocatori viene spesso raccomandato di acquistare veloci pannelli TN, idealmente con refresh rate a 120/144 Hz e tempi di risposta G2G da 1-2 ms. Gli schermi da gioco sono in grado di eseguire un refresh più rapidamente per assicurare maggiore fluidità. Presentano meno lag e spesso includono anche ulteriori caratteristiche avanzate. Una delle capacità che speriamo si diffonda il prossimo anno è G-Sync, che elimina il compromesso tra v-sync attivo o spento. Potete leggerne di più nel nostro approfondimento.

Per ragioni che spiegheremo nella prossima pagina, non ci sono pannelli 4K (2160p) in grado di supportare i 120 Hz, e probabilmente non avverrà per qualche tempo. Gli schermi da gioco, crediamo, si attesteranno tra 1080p a 1440p entro un paio di anni. Inoltre i pannelli IPS che operano a 120 Hz sono praticamente inesistenti.

La risoluzione 1080p rimane l'investimento migliore dato che l'Asus PG278Q ROG Swift offre il 70% di pixel in più, ma è costoso. A 1080p, gli schermi da gioco di fascia alta (120/144 Hz) partono da 270 euro. L'Asus VG248QE da 24" non è a buon mercato, ma merita. Tra le alternative valide nella classe dei 1080p troviamo il BenQ XL2420Z/XL2720T e il Philips 242G5DJEB.

Se il vostro budget è contenuto, non potete far altro che sacrificare il supporto 120 Hz. Non disperate però. Ci sono ancora un sacco di monitor a 1080p e 60 Hz che partono a circa 100 euro. In quella gamma di prezzo cercate di acquistare un pannello con tempo di risposta di 5 ms. Tra le molte opzioni disponibili, l'Acer G246HLAbd è abbastanza popolare a 135 euro.