Frecuencia de actualización

En referencia a la terminología originada con los tubos de rayos catódicos (CRT), la frecuencia de actualización , también conocida como frecuencia de actualización vertical , frecuencia de barrido vertical o frecuencia vertical , es la cantidad de veces por segundo que un dispositivo de visualización basado en trama muestra una nueva imagen. Esto puede ser independiente de la velocidad de fotogramas , que describe cuántas imágenes se almacenan o generan cada segundo por el dispositivo que controla la pantalla. En las pantallas CRT, las frecuencias de actualización más altas producen menos parpadeo , reduciendo así la fatiga visual. En otras tecnologías, como las pantallas de cristal líquido , la frecuencia de actualización afecta solo a la frecuencia con la que la imagen puede actualizarse potencialmente. ^{[ 1 ]}

Las pantallas que no son de trama pueden no tener una frecuencia de actualización característica. Las pantallas vectoriales , por ejemplo, no trazan toda la pantalla, sino solo las líneas reales que componen la imagen mostrada, por lo que la velocidad de actualización puede variar según el tamaño y la complejidad de los datos de la imagen. ^{[ 2 ]} Para programas informáticos o telemetría , el término a veces se aplica a la frecuencia con la que se actualiza un dato con un nuevo valor externo de otra fuente (por ejemplo, una hoja de cálculo pública compartida o una fuente de hardware).

Si bien todos los dispositivos de visualización rasterizada tienen una frecuencia de actualización característica, la implementación física difiere entre las distintas tecnologías.

Tubos de rayos catódicos

Los tubos de rayos catódicos de barrido raster, por su propia naturaleza, deben refrescar la pantalla, ya que sus fósforos se desvanecen y la imagen desaparece rápidamente a menos que se refresque con regularidad.

En un CRT, la velocidad de barrido vertical es el número de veces por segundo que el haz de electrones regresa a la esquina superior izquierda de la pantalla para comenzar a dibujar un nuevo fotograma. ^{[ 3 ]} Está controlada por la señal de borrado vertical generada por el controlador de vídeo y está parcialmente limitada por la velocidad de barrido horizontal máxima del monitor .

La frecuencia de actualización se puede calcular a partir de la frecuencia de barrido horizontal dividiendo la frecuencia de barrido entre el número de líneas horizontales, más un tiempo para que el haz vuelva a la parte superior. Por convención, este es un multiplicador de 1,05x. ^{[ 4 ]} Por ejemplo, un monitor con una frecuencia de barrido horizontal de 96  kHz a una resolución de 1280 × 1024 da como resultado una frecuencia de actualización de 96 000 ÷ (1024 × 1,05) ≈ 89  Hz (redondeado hacia abajo).

Históricamente, la frecuencia de actualización de los monitores CRT ha sido un factor importante en la programación de videojuegos. En los primeros sistemas de videojuegos, el único tiempo disponible para el cálculo era durante el intervalo de borrado vertical , durante el cual el haz regresa a la esquina superior derecha de la pantalla y no se dibuja ninguna imagen. ^{[ 5 ]} Sin embargo, incluso en los juegos modernos, es importante evitar alterar el búfer de video de la computadora excepto durante el retorno vertical, para evitar el parpadeo de los gráficos o el desgarro de la pantalla .

En monitores CRT pequeños (de hasta aproximadamente 15 pulgadas o 38 cm ), pocas personas notan molestias entre 60 y 72 Hz. En monitores CRT más grandes ( de 17 pulgadas o 43 cm o más), la mayoría experimenta una leve molestia a menos que la frecuencia de actualización se configure a 72 Hz o más. Una frecuencia de 100 Hz resulta cómoda en casi cualquier tamaño. Sin embargo, esto no se aplica a los monitores LCD. El equivalente más cercano a una frecuencia de actualización en un monitor LCD es su velocidad de fotogramas , que suele estar fijada en 60 fps. Pero esto rara vez supone un problema, ya que la única parte de un monitor LCD que podría producir un parpadeo similar al de un CRT (su retroiluminación) suele funcionar a un mínimo de 200 Hz.         

Los distintos sistemas operativos establecen la frecuencia de actualización predeterminada de forma diferente. Microsoft Windows 95 y Windows 98 (primera y segunda edición) establecen la frecuencia de actualización a la frecuencia más alta que creen que admite la pantalla. Los sistemas operativos basados ​​en Windows NT y sus descendientes, incluido Windows 11 , establecen la frecuencia de actualización predeterminada a una frecuencia conservadora, normalmente 60  Hz. La mayoría de las distribuciones de Linux siguen el mismo comportamiento, pero algunas pueden establecer dinámicamente una frecuencia predeterminada en función de la frecuencia de actualización del monitor. Dado que macOS se utiliza normalmente exclusivamente en dispositivos y productos de Apple , la mayoría de las versiones de macOS están limitadas a 60  Hz con excepciones como los modelos más recientes de MacBook Pro . ^{[ 6 ]} Algunas aplicaciones de pantalla completa, incluidos muchos juegos, ahora permiten al usuario reconfigurar la frecuencia de actualización antes de entrar en el modo de pantalla completa, pero la mayoría establece por defecto una resolución y frecuencia de actualización conservadoras y permite aumentar los ajustes en las opciones.

Los monitores antiguos pueden dañarse si el usuario configura la tarjeta de video con una frecuencia de actualización superior a la máxima compatible con el monitor. Algunos modelos de monitores muestran un aviso indicando que la señal de video utiliza una frecuencia de actualización no compatible.

Algunas pantallas admiten frecuencia de actualización variable (VRR), lo que permite cambiarla sobre la marcha. La VRR ahorra energía al reducir el tiempo de procesamiento de los fotogramas, una técnica presente en algunos dispositivos móviles como smartphones y portátiles . Algunos monitores de ordenador incorporan VRR para disminuir la latencia de entrada , especialmente en videojuegos , retrasando la actualización de la pantalla hasta que la tarjeta gráfica envía un nuevo fotograma . FreeSync y G-Sync son implementaciones de VRR presentes en las tarjetas gráficas de AMD y Nvidia , respectivamente.

A partir de la década de 2010, los videojuegos competitivos impulsaron a los fabricantes a desarrollar pantallas con frecuencias de actualización superiores a los 60 Hz estándar. Esto respondía a la relación entre la latencia de la pantalla y el tiempo de respuesta del jugador en juegos de disparos en primera persona y de estrategia en tiempo real. Las primeras pantallas de 144 Hz aparecieron en 2012, y la ASUS VG248QE de 24 pulgadas se lanzó en 2013. ^{[ 7 ]} A 144 Hz, el monitor redujo la persistencia de fotogramas a aproximadamente 6,9 ​​milisegundos, en comparación con los 16,7 milisegundos a 60 Hz. ^{[ 8 ]}

La evolución continuó durante la década de 2010. En 2017, ASUS lanzó el ROG Swift PG258Q, uno de los primeros monitores de 240 Hz, que utilizaba un panel de cristal líquido nemático trenzado (TN) con una resolución de 1920 × 1080 ^{[ 9 ]} . La frecuencia de actualización de 240 Hz redujo la persistencia de fotogramas a aproximadamente 4,2 milisegundos ^{[ 10 ]} . Las resoluciones más altas a 240 Hz resultaron más exigentes para el hardware gráfico, lo que convirtió al Full HD en el estándar práctico para esta categoría de frecuencia de actualización. ^{[ 11 ]}

En 2020, ASUS lanzó el ROG Swift PG259QN, el primer monitor en alcanzar los 360 Hz, utilizando un panel "Fast IPS" en lugar de los paneles TN utilizados anteriormente para pantallas de alta frecuencia de actualización. ^{[ 12 ]}

En 2023, ASUS presentó el ROG Swift Pro PG248QP, que alcanzaba los 540 Hz mediante el overclocking de su panel nativo "Esports TN" de 360 ​​Hz. ^{[ 13 ]} A 540 Hz, la persistencia de fotogramas se reduce a aproximadamente 1,85 milisegundos. Mantener tales frecuencias de actualización requería un procesador gráfico de gama alta; las pruebas demostraron que a 540 Hz y una resolución de 1920 × 1080, una NVIDIA RTX 4090 podía utilizarse plenamente dependiendo de la configuración del juego y las exigencias del título. ^{[ 14 ]}

En mayo de 2026, LG Electronics anunció el UltraGear 25G590B, comercializado como el primer monitor para juegos del mundo con una  frecuencia de actualización nativa de 1000 Hz a resolución Full HD (1920 × 1080), con disponibilidad prevista para la segunda mitad de 2026 ^{[ 15 ]} . La pantalla de 24,5 pulgadas utiliza un panel IPS con un sistema de reducción de desenfoque de movimiento basado en retroiluminación. ^{[ 16 ]} A diferencia de las demostraciones anteriores  de monitores de 1000 Hz que requerían cambiar a una resolución de 1280 × 720 para alcanzar la frecuencia de actualización, el 25G590B mantiene  el rendimiento de 1000 Hz a 1080p nativo.

Alcanzar frecuencias de actualización de 1000  Hz requiere una capacidad de procesamiento gráfico sustancial. Mantener velocidades de fotogramas cercanas a 1000 fotogramas por segundo solo es práctico en títulos de esports con menor exigencia gráfica. ^{[ 17 ]} La disyuntiva entre frecuencia de actualización y resolución persiste, y  las pantallas de 1000 Hz están dirigidas a jugadores profesionales de esports en lugar de a consumidores convencionales. ^{[ 18 ]}

Cuando se utilizan gafas LCD con obturador para pantallas 3D estereoscópicas , la frecuencia de actualización efectiva se reduce a la mitad, ya que cada ojo necesita una imagen independiente. Por este motivo, se suele recomendar el uso de una pantalla con una frecuencia de actualización de al menos 120  Hz, puesto que, al dividirla por la mitad, esta frecuencia vuelve a ser de 60  Hz. Las frecuencias de actualización más altas proporcionan una mayor estabilidad de la imagen; por ejemplo, una  secuencia de imágenes de 72 Hz requiere 144  Hz en estéreo, y 90  Hz requiere 180  Hz en estéreo. La mayoría de las tarjetas gráficas y monitores de gama baja no pueden soportar estas altas frecuencias de actualización, especialmente a resoluciones elevadas.

En los monitores LCD, los cambios de brillo de los píxeles son mucho más lentos que en los monitores CRT o de fósforo de plasma. Por lo general, los cambios de brillo de los píxeles LCD son más rápidos cuando se aplica voltaje que cuando se retira, lo que resulta en un tiempo de respuesta asimétrico de los píxeles. Con las gafas 3D de obturador, esto puede provocar una imagen borrosa y una mala percepción de la profundidad, debido a que el fotograma anterior no se desvanece a negro con la suficiente rapidez al dibujarse el siguiente.

El desarrollo de los televisores en la década de 1930 estuvo condicionado por varias limitaciones técnicas. La frecuencia de la línea eléctrica de CA se utilizaba para la frecuencia de actualización vertical por dos razones. La primera era que el tubo de vacío del televisor era susceptible a las interferencias de la fuente de alimentación, incluyendo la ondulación residual. Esto podía provocar barras horizontales flotantes (barras de zumbido). El uso de la misma frecuencia reducía este efecto y convertía la interferencia en estática en la pantalla, haciéndola menos molesta. La segunda razón era que los estudios de televisión utilizaban lámparas de CA, y filmar a una frecuencia diferente provocaba estroboscopio . ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]} Por lo tanto, los productores no tuvieron más remedio que utilizar televisores a 60 Hz en Estados Unidos y a 50 Hz en Europa. Estas frecuencias sentaron las bases de los televisores que se utilizan hoy en día: Sistema M de 60 Hz (utilizado casi siempre con codificación de color NTSC ) y Sistema B/G de 50 Hz (utilizado casi siempre con codificación de color PAL o SECAM ). Esta casualidad proporcionó a los televisores europeos una mayor resolución, a cambio de una menor velocidad de fotogramas. Compare el sistema M (704 × 480 a 30i) y el sistema B/G (704 × 576 a 25i). Sin embargo, la menor frecuencia de actualización de 50 Hz introduce más parpadeo, por lo que los televisores que utilizan tecnología digital para duplicar la frecuencia de actualización a 100 Hz son ahora muy populares. (Véase Sistemas de televisión de difusión ).          

Otra diferencia entre los estándares de 50  Hz y 60  Hz es la forma en que se transfieren o presentan las imágenes en movimiento (fuentes de película en contraposición a fuentes de cámara de video).  La película de 35 mm se suele grabar a 24 fotogramas por segundo (fps). Para PAL 50  Hz, esto permite transferir fácilmente las fuentes de película acelerando la película un 4 %. Por lo tanto, la imagen resultante es fluida, aunque hay un pequeño cambio en el tono del audio. Los televisores NTSC muestran material de 24  fps y 25  fps sin ningún cambio de velocidad mediante una técnica llamada pulldown 3:2 , pero a costa de introducir una reproducción poco fluida en forma de vibración telecine .

Al igual que algunos monitores de ordenador y algunos DVD, los sistemas de televisión analógica utilizan entrelazado , que reduce el parpadeo aparente pintando primero las líneas impares y luego las pares (conocidas como campos). Esto duplica la frecuencia de actualización, en comparación con una imagen de escaneo progresivo a la misma velocidad de fotogramas. Esto funciona a la perfección para las cámaras de vídeo, donde cada campo resulta de una exposición independiente : la velocidad de fotogramas efectiva se duplica, pasando de 25 a 50 exposiciones por segundo. La dinámica de un tubo de rayos catódicos (CRT) se adapta idealmente a este enfoque: las escenas rápidas se benefician de la frecuencia de actualización de 50 Hz, el campo anterior se habrá atenuado considerablemente cuando se escriba el nuevo, y las imágenes estáticas se benefician de una mayor resolución, ya que el ojo integra ambos campos. Los televisores modernos basados ​​en CRT pueden eliminar el parpadeo mediante la tecnología de 100 Hz.   

Muchos televisores LCD de gama alta ahora tienen una frecuencia de actualización de 120 o 240  Hz (países NTSC actuales y anteriores) o de 100 o 200 Hz (países PAL/SECAM). La frecuencia de 120 Hz se eligió como el mínimo común múltiplo de 24 fps (cine) y 30 fps (TV NTSC), y permite una menor distorsión al ver películas debido a la eliminación del telecine (conversión 3:2). Para PAL a 25 fps, se utiliza 100 o 200 Hz como un compromiso fraccional del mínimo común múltiplo de 600 (24 × 25). Estas frecuencias de actualización más altas son más efectivas con una salida de vídeo de fuente 24p (por ejemplo, un disco Blu-ray ) y/o escenas de movimiento rápido. ^{[ 23 ]}       

Dado que las películas suelen filmarse a 24 fotogramas por segundo, mientras que los televisores funcionan a velocidades diferentes, es necesaria alguna conversión. Existen diversas técnicas para ofrecer al espectador una experiencia óptima.

La combinación de la producción de contenido, el dispositivo de reproducción y el procesamiento del dispositivo de visualización también puede generar artefactos innecesarios. Un dispositivo de visualización que produce una  velocidad fija de 60 fps no puede mostrar una  película de 24 fps a una velocidad uniforme y sin vibraciones. Generalmente se utiliza un pulldown 3:2, lo que produce un ligero movimiento irregular.

Si bien los monitores de computadora CRT multisync comunes han sido capaces de funcionar a múltiplos pares de 24  Hz desde principios de la década  de 1990, los recientes monitores LCD de "120 Hz" se han producido con el propósito de lograr un movimiento más suave y fluido, dependiendo del material de origen y cualquier procesamiento posterior realizado a la señal. En el caso de material grabado en video, las mejoras en la suavidad que solo se obtienen con una mayor frecuencia de actualización pueden ser apenas perceptibles. ^{[ 24 ]}

En el caso de material filmado, dado que 120 es un múltiplo exacto de 24, es posible presentar una  secuencia de 24 fps sin vibraciones en una pantalla de 120 Hz bien diseñada  (es decir, el llamado pulldown 5:5). Si la  frecuencia de 120 Hz se produce duplicando fotogramas de una  señal de pulldown 3:2 de 60 fps, el movimiento irregular aún podría ser visible (es decir, el llamado pulldown 6:4).

Además, el material puede visualizarse con una suavidad creada sintéticamente mediante la adición de capacidades de interpolación de movimiento a la pantalla, lo que tiene un efecto aún mayor en el material filmado.

 Los televisores de "50 Hz" (cuando se les proporciona  contenido de "50 Hz") suelen obtener una película ligeramente más rápida de lo normal, evitando así cualquier problema de retardo desigual.

Los estándares de los monitores son:

• 50  Hz
• 60  Hz
• 75  Hz
• 100  Hz
• 120  Hz
• 144  Hz
• 200  Hz
• 240  Hz

• Pantalla de plasma
• Comparación de tecnologías de visualización
• Alta velocidad de fotogramas
• Sin parpadeo