Vi förklarar: Högre skärmuppdateringsfrekvens

Högre skärmuppdateringsfrekvens var 2020 års stora trend för mobilskärmar, och vi kan nog räkna med att den fortsätter i år, i synnerhet om Apple hoppar på den med 2021 års Iphones. Men är den här tekniken något som faktiskt påverkar användarupplevelsen? Svaret är ja och vi börjar med att förklara varför och hur.

Under en rad år har 60 hertz varit standardfrekvensen för mobilskärmar. Det innebär att bilden på skärmen ritas upp och ritas om 60 gånger per sekund. Detta har inte alltid varit, och är inte, den självklara standarden för rörlig bild. Det mänskliga ögat uppfattar en bildström på 10-12 bilder per sekund och långsammare som en serie stillbilder, och med de första stumfilmskamerorna fick man kämpa i att komma upp i bildhastigheter som uppfattades som rörelse, vilket är orsaken till att stumfilmer ofta känns flimriga, och rörelserna lite uppsnabbade för att bilden ska blinka mindre. Med ljudfilmen standardiserade man på 24 bilder per sekund. Teveapparater med katodstrålerör ritade om bilden med 50 eller 60 hertz frekvens beroende på var i världen du befann dig. Film däremot har alltså hållit fast vid en långsammare uppdateringsfrekvens, och försök att introducera 48 bilder per sekund i spelfilm, i till exempel the Hobbit som var en serie av filmer, har inte slagit väl ut. I film är vi vana vid rörelseoskärpan och den skarpare bilden känns artificiell och ovan för oss. Du kan hitta en hel del video i 60 Hz på Youtube och streamingtjänster i dag, men högre uppdateringsfrekvens på skärmen påverkar alltså inte filmtittande närmare. Även de långsammare äldre mobilskärmarna klarar ju 60 Hz.

Vattentäta mobiler och klockor inte så vattentäta som du trorPlus

På en smartphone är så klart film långtifrån det enda som rör sig på skärmen, och det är framför allt i två situationer du märker skillnad på 60 Hz och högre skärmfrekvenser. Dels i datorspel, särskilt de med 3D-grafik, där omgivningen kan röra sig snabbt, men också i själva användargränssnittet. När du gör en så självklar sak som att skrolla ner i en text på mobilskärmen rör sig ju allt innehåll uppåt. Ju långsammare skärmen är, desto suddigare kommer texten att kännas medan den rör sig, men på en riktigt snabb skärm kommer den att kännas skarp även när den rör sig.

När det gäller spel krävs det att spelet kan leverera en framerate på mer än 60 bilder per sekund. Det är långtifrån alltid fallet i dag, men allteftersom högre skärmuppdateringsfrekvens blir vanligare kan vi nog räkna med att de flesta spel anpassar sig.

Skola: Så fixar du de vanligaste felen med dina mobilbilderPlus

Är det skärmuppdateringsfrekvensen som gör att en skärm känns flimrig och jag blir trött i ögonen? 

Delvis, men inte bara. För det första är eventuellt skärmflimmer inte det enda skälet till att artificiellt ljus kan trötta ögonen. För det andra är uppdateringsfrekvensen inte det enda som påverkar hur flimrig skärmen upplevs, utan också om pixlarna faktiskt slocknar mellan uppdateringarna eller ej. Om de bara glider över i en ny färg kommer man ju inte att uppleva det som att skärmen blinkar. Det är det här som gör att gamla tjock-teveskärmar känns flimrigare än platt-teveskärmar. För LCD och Oledskärmar justeras ofta ljusstyrkan genom att tiden pixlarna är släckta förlängs och tiden de är tända förkortas, vilket gör att folk som är känsliga för flimmer uppfattar flimret tydligare på låg ljusstyrka. Den här effekten är tydligare för Oledskärmar där varje pixel är en liten lampa i miniatyr än för LCD-skärmar, där pixeln snarare är en färgad skärm framför en upplyst panel.

De flytande kristallerna i LCD-displayer har ofta en tröghet i sig när de ska byta från en färg till en annan och hur lång tid det tar kan variera med vilka färger det ska växlas mellan. Det här kan orsaka en eftersläpning i bilden som märks om man skrollar, och som alltså inte har någonting med uppdateringsfrekvensen att göra. Faktum är att denna effekt på de mobiler vi testat med LCD-display och 90 eller 120 Hz skärmfrekvens helt förtar värdet av att ha högre uppdateringsfrekvens än 60 hertz, eftersom skärmen ändå inte klarar av att byta färg så snabbt.

Batteriåtgången

En ökning i frekvens från 60 till 90 hertz kan vara svår att uppfatta, men tar man steget till 120 hertz är skillnaden märkbar och det kan vara svårt att gå tillbaka till 60 hertz när man vant sig. Det kan vi på Mobilredaktionen intyga. Men vad kostar det i batteritid och är det i så fall värt det? Som med det mesta annat som handlar om batteritiden beror det på hur telefonen används. Det har gjorts flera tester på Samsungs Galaxy S20-serie som visar en minskning i batteritid på 20-30 procent med 120 hertz uppdateringsfrekvens jämfört med telefonerna inställda på 60 hertz. Men det är med test-appar där skärmen konstant skrollar upp och ner, vilket inte är ett särskilt realistiskt användarmönster i vardagen. Testar man med videouppspelning via Youtube, som när detta skrivs har 60 bilder per sekund som maxhastighet får man betydligt mindre skillnad, mindre än tio procent. Inte heller det behöver vara rättvisande. Liknande tester och resultat har gjorts på Oneplus mobiler med högre skärmuppdateringsfrekvens.

Att tillverkarna själva är bekymrade över batteriåtgången märks i alla fall på att de erbjuder möjligheten att ställa ner uppdateringsfrekvensen för att spara batteri, och flera tillverkare använder teknik för att variera uppdateringsfrekvensen.

Variabel uppdateringsfrekvens

Variabel uppdateringsfrekvens, adaptive frame rate, innebär att skärmens uppdateringsfrekvens varierar. För 3D-spel kan den vridas upp till max, för mer statiska tillämpningar kan man till och med dra ner på frekvensen till 30 hertz eller lägre för att spara batteri.

Exakt hur tillverkarna väljer att genomföra detta varierar. Samsungs teknik som används i bland annat Note 20 Ultra känner av vilken typ av tillämpning som används och justerar uppdateringsfrekvensen därefter. 120 Hz för spel, 60 Hz för video, 30 Hz om du läser mail och 10 Hz om du läser sociala medier. Xiaomis teknik känner snarare av om det förekommer snabba rörelser på skärmen eller om den är statisk, och justerar uppdateringsfrekvensen därefter.

I bägge fallen riskerar du att gå miste om den mest uppenbara fördelen med högre uppdateringsfrekvens, att skärmen känns så mjuk och följsam när du skrollar. I Samsungs fall för att du inte får del av fördelarna om du skrollar runt i sociala medier eller epostmeddelanden, och när vi testat Xiaomis variabla uppdateringshastighet med företagets frame rate-räknare påslagen står det klart att det tar en stund för systemet att svara, vilket innebär att du får rätt låg uppdateringsfrekvens om du läser en text och sedan bläddrar neråt.

Det finns utrymme för förbättring här, och på samma sätt som telefonen svarar blixtsnabbt på dina tryck på skärmen finns det inget som säger att den inte lika snabbt skulle kunna svara med höjd uppdateringsfrekvens. Det här är en teknik som troligen kommer att förbättras över tid. Vi är bara i början av ett teknikskifte mot högre uppdateringsfrekvenser och hur resultatet ser ut om ett par år vet vi ännu inte, men det är fullt möjligt att man kan kombinera upplevelsen av mjukare skärmrörelser med lägre strömförbrukning med hjälp av lägre uppdateringsfrekvens, samtidigt som användaren varken märker av långsam uppdatering eller högre strömförbrukning. Riktigt där är vi inte ännu, men under året kommer vi säkert att få se smartare algoritmer för variabel uppdateringsfrekvens än de som finns i dag. Däremot är det osannolikt att vi får se högre uppdateringsfrekvenser än 120, eller möjligen 144 hertz bli standard. I den mån ögat förmår uppfatta högre frekvenser är skillnaden på tok för liten för att det ska vara värt kostnaden i högre energiåtgång.