Pourquoi 120 Hz est mieux que 60 Hz, même à 60 FPS ?

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La question « pourquoi un écran 120 Hz est mieux qu’un écran 60 Hz ? » peut sembler ridicule. Car oui un écran 120 Hz permet d’afficher jusqu’à 120 FPS, donc c’est forcément mieux qu’un écran 60 Hz qui affichera au maximum 60 FPS. Il s’agit ici de montrer que même avec 60 FPS, il sera mieux d’être sur un écran 120 Hz (ou 144 Hz) que 60 Hz.

Ce dossier inaugure une mini-série consacrée aux écrans

Difficulté : Difficile

Input Lag, Quezako ?

Ici nous allons parler d’input lag intrinsèque à la sortie vidéo. Par auparavant, assez rapidement : qu’est-ce que l’input lag.

L’input lag est simplement un phénomène normal qui consiste à avoir affichée sur son écran une scène (de jeu par exemple) qui appartient en réalité au passé.

En effet l’image est assemblée par la carte graphique et est envoyée à l’écran. L’envoie de l’image par le GPU est le début de la durée de vie de cette frame. A partir de là, elle n’est pas directement à l’écran, sinon il n’y aurait pas d’input lag. Elle passe par des circuits de traitements (et c’est notamment le cas sur les télés, qui ont des circuits de traitement largement plus évolués que les moniteurs PC, d’où la qualité d’image supérieure).

Ces circuits de traitement vont plus ou moins retarder l’affichage de l’image, ce qui génère de l’input lag. Les télés, qui ont souvent des traitements assez lourds, proposent de les désactiver pour accélérer le traitement et donc diminuer le lag, c’est le fameux « mode Jeu » sur les télés. Pour info, l’input lag total sur les écrans PC est entre 10 et 30 ms, sur les télés c’est entre 20 et 50 ms au total (en mode jeu, sinon on peut dépasser les 100 ms).

Mais ici, nous ne parlerons pas de cet input lag là dans ce dossier. Mais de l’input lag structurel de l’entrée sortie/vidéo. C’est un input lag différent qui s’ajoute à l’input lag inhérent aux traitement du moniteur.

Input lag structurel de la sortie vidéo :

Il faut savoir qu’une sortie vidéo entraîne de facto un input lag, et ceci pour une raison simple. Imaginons une sortie en 50 Hz. Cela veut dire que l’image est actualisée toutes les 20 ms (car 1/50 = 0,020 s). Supposons que l’écran lui-même ait un input lag de 0 (c’est une vue de l’esprit bien sûr), cela veut dire qu’au moment où l’image arrive, elle a un lag de 0. Mais elle va rester affichée 20 ms à l’écran. Cela veut dire qu’au milieu de sa durée de vie, elle sera « vieille » de 10 ms. Ce qui signifie que cette image, affichée depuis 10 ms, montre en réalité une chose qui est 10 ms dans le passé, ce qui correspond à un « lag » de 10 ms.

Au bout de 15 ms, elle montre quelque chose de 15 ms dans le passé, donc lag de 15 ms. Et au bout de 20 ms, hop une nouvelle image arrive, et on a à nouveau un lag de 0, puisque c’est une image actuelle.

Si vous avez compris ce principe, vous comprenez qu’une sortie en 50 Hz a un input lag linéaire compris entre 0 et 20 ms, une sortie en 60 Hz entre 0 et 16.66 ms (1/60) et une sortie en 120 Hz entre 0 et 8.33  ms (1/120). Donc si on augmente la fréquence de sortie (par exemple en passant de 60 à 120 Hz), on diminue mécaniquement l’input lag, et ce peu importe le nombre de FPS dans votre jeu.

Faîtes l’essai : restez sur le bureau Windows et passez votre écran en 30 Hz. Vous allez tout de suite constater l’input lag : la réaction de votre souris paraît molle, comme si elle répondait en retard. Et c’est tout à fait le cas ! Essayez de jouer dans ces conditions, vous trouverez ensuite votre 30 FPS sur écran 60 Hz salvateur.

Maintenant on va parler Maths : voici l’input lag pour des entrées/sorties 60, 120 et 144 Hz.

On peut ensuite calculer l’input lag moyen. On rappelle que pour calculer une moyenne d’une courbe, il faut passer par un calcul d’intégrale (en passant par la fonction primitive de la courbe à calculer). Bon ici on va s’en passer puisqu’il s’agit d’un agrégat de fonctions linéaires y = x – a. La moyenne ici est simplement la moitié du sommet atteint par les courbes.

Pour résumer :

  • En 60 Hz, l’input lag moyen est de 8.33 ms (mais pointe à 16.66 ms).
  • En 120 Hz, l’input lag moyen est de 4.16 ms (avec des pointes à 8.33 ms).
  • En 144 Hz, l’input lag moyen est de 3.47 ms (avec des pointes à 6.94 ms).

Moralité de l’histoire : un écran configuré avec un nombre de Hz plus élevé permet en effet d’afficher plus de FPS. Mais au-delà de ça, cela permet de diminuer votre input lag, quelques soient vos FPS.

Pour la petite anecdote, c’est la raison pour laquelle les XBox One S et X proposent maintenant une sortie 1080p 120 Hz, alors qu’aucun jeu ne tourne à plus de 60 FPS. C’est une manière simple de proposer un gameplay légèrement meilleur à condition que l’écran soit compatible.

Ce gain au niveau de l’input lag est une raison supplémentaire pour se lancer dans l’overclocking de son écran, et cela fera l’objet d’un tuto très prochainement.

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Chnams
Invité
Chnams

Sauf que logiquement, si le GPU « travaille » à 60 FPS et l’écran est un 120 Hz, au final ça ne change absolument rien vu qu’une même image restera deux fois plus longtemps à l’écran. Non? Au contraire, on risque même de ressentir encore plus de stutter vu que les frames vont rester « fixes » (vu que l’écran affichera la même frame deux fois de suite) plus longtemps.

Fin dites-moi si je dis une connerie mais c’est pas comme ça que ça fonctionnerait?

horlaloa
Membre
horlaloa

Euh bah, oui, tu dis une connerie, mais bon tu n’es pas le seul à ne pas comprendre, vu certains autres commentaires. Commencons par l’erreur la plus évidente que tu fais: « vu que les frames vont rester « fixes » (vu que l’écran affichera la même frame deux fois de suite) plus longtemps. » Un écran à 120Hz affiche 120 images par seconde, un écran à 60Hz affiche 60 images par seconde, et donc l’écran à 120Hz va afficher deux images dans le même laps de temps qu’un écran à 60Hz affiche 1 image. Donc NON, l’écran à fréquence 2 fois… Lire la suite »

Chnams
Invité
Chnams

Ah oui, je crois que j’ai compris. Merci pour l’explication.

NHU9B
Editor

Faut vite que je m’achète un écran 240 Hz :o

BASILE
Membre
BASILE

super merci omf pour ce dossier.j’attents de lire le reste avec impatience.
c’est une très bonne idée de parlé d’écran et je sents qu’on va apprendre plein de chose dessus.

Lestdown
Membre

Bon à savoir mais compliqué à comprendre de toutes façons ça empêche personne de jouer correctement du moment que l’on a 60 fps, après peut-être que les pro gamer frustré on besoin d’un tel rafraîchissement pour se mettre en condition….

Lestdown
Membre

Pourquoi des moins, si je suis autant dans l’erreur merci de me préciser avec un commentaire ça me serait plus instructif.

Lestdown
Membre

OK je comprends mais c’est pas encore quelque chose de commercial ? Je joue en réseau depuis toujours en 60 hz et au mieux avec 60 fps et je ne suis pas persuadé que ca fait la différence pour gagner des parties ou un confort visuel comme une résolution ou un écran en 1ms de rafraîchissement contre 15ms, entre une bonne dalle et une moins bonne. Après je comprends que un pro gamer extrêmement fort et qui gagne des compétions ai besoin de ce type d’écran mais pas pour un joueur classique, au même titre que utiliser un écran 4k… Lire la suite »

Lestdown
Membre

D’accord merci pour les compléments d’informations.

Zedd
Invité
Zedd

Detrompe toi cest tout l’intérêt du confort visuel un ecran 120/144. Pour te donner un exemple en jeu cest un peu comme pour les vidéos youtube a 30 et 60 fps. Tu prefere les lire a 60 fps, et beh tu verra ce meme changement de fluidité avec un 144.

Wizerty
Membre
Wizerty

Je dois pas avoir réfléchis correctement, mais à quoi bon avoir un input lag faible si il te colle 4 fois de suite la même image…
Pcq 60 FPS à 60 Hz tu as ton input lag X
mais 60 FPS à 120 Hz, ok à la moitié il va up une « nouvelle » image mais qui sera identique à la précédente, donc ça sert à rien.
De plus je trouve ton exemple de passer en 30 hz sous OS faux, pcq du coups tu passes à 30 FPS en quelque sorte, et c’est ça que tu ressens.

Ormérable
Invité
Ormérable

a quand Oc d’écran sous azote liquide wizerty ?

_0CooL_
Editor

super, j’ai encore appris quelque chose aujourd’hui ;)

STRIKEUR
Membre

Article de qualitey merci Geekosa :p

fildefer
Membre
fildefer

Oui donc vive le 120/144 HZ quoi ^^