安卓拥有，iPhone缺失，高刷新率到底能带来什么体验？

iPhone12系列发布已半月有余，除了出现的一系列问题被人诟病，最让消费者遗憾的就是没有高刷新率。虽然有人表示这是因为IC驱动不足导致无法量产，不过也有猜测是因为续航不足而被迫放弃。

不管怎么说，在2020年，高刷新率似乎已经是安卓旗舰标配，近日刚发布的华为Mate 40 Pro支持90Hz刷新率。去年，国产手机品牌一加就推出了国内首款90Hz刷新率手机。现在，就连部分千元机都已经用上了高刷新率屏幕。

屏幕刷新，唯快不破

屏幕刷新率是LCD/OLED屏幕的硬件性能参数，即每秒钟能刷新画面的数量，一般用物理单位赫兹(Hz)来表示。

不论是手机还是电脑显示器，其面板都是由物理像素铺就的。目前的手机屏幕主流分辨率是1080P，也就是面板上共有1080*1920个像素点，即每行1080个像素，每列1920个像素。一般来说，我们把显示器画完一行的1080个像素叫做行扫描，把1920行全部画完叫做场扫描，把开始扫描一行的物理信号叫做水平同步信号(HSYNC)，把开始扫描一场的物理信号叫做垂直同步信号(VSYNC)。

VSYNC与屏幕刷新率直接相关。屏幕每秒钟能画完几场，就会有多少个VSYNC信号，称为场频，也就是屏幕的刷新率是多少。

目前大部分手机屏幕的刷新率是60Hz，也就意味着它们每秒钟产生60个VSYNC信号。屏幕刷新率又衍生出另一个概念场同步周期(vsync period)，也就是每次刷新所消耗的时间。对于60Hz刷新率的屏幕来说，场同步周期就是1000/60=16.6ms(1000ms=1s)。

注意，屏幕的刷新是强制的，并不是只有在操作中才会刷新，即使我们打开一个界面静止，屏幕还是会以一定频率刷新。

目前许多旗舰机标配90Hz刷新率，表示屏幕每秒钟刷新90次，此时，屏幕约每11.1ms刷新一次。对于更高的120Hz和144Hz乃至240Hz的刷新率来说，每个画面停留的时间就更短了。

这一概念和我们熟悉的帧率很相似。帧率是用于测量显示帧数的量度，单位为“每秒显示帧数”(Frame per Second，FPS)，一般来说用于描述影片、电子绘图或游戏每秒播放多少帧。

目前一些常见的画面，比如电影，其帧率为24，抖音的短视频刷新率一般为30fps。30fps也是手机默认的视频拍摄帧率，如果在设置中选则60fps，那么拍得的视频会更加流畅。不过，目前很多视频网站多会锁帧，上传的高帧率视频都会被限制在30fps。

高刷新率和高帧率的本质是一样的都是使每秒钟显示的画面更多，这种变化能带来什么样的体验呢?

举例来说，如果我们每隔一秒钟开关手电筒一次，那么光线就是断断续续的;而如果将开关的频率提高到一秒种60次，那么人眼看到的光就是连续的，近乎没有变化。简单来说，高帧率和高刷的意义就是使就是人眼每秒钟能看到的画面更多，观感更流畅，细节更丰富。

对于人眼来说，不论是刷新率还是帧率，在一定范围内，都是越高越好，这是由人眼的成像原理决定的。

人的眼睛相当于照相机，其中角膜和晶状体相当于照相机的镜头，视网膜相当于照相机的底片，瞳孔相当于照相机的光圈。角膜和晶状体把外界物体反射的光线聚在视网膜上，从而形成物象，视神经会把光刺激传输给大脑皮层，大脑就会反映出看到的物体。

为了连续的看到物体，那么光线就必须持续投射在视网膜上。这一点对于观看动态物体尤其重要。一般来说，当这种投射的频率约为10到12帧时，那么人眼就会认为看到的画面是动态连续的。

对于为什么每秒钟出现10到12张画面时就会被认为是动态的，答案就是：“视觉暂留”

视觉暂留也称“余晖效应”，具体指物体反射光投射到视网膜上时，其视觉形象并不会立即消失，这种残留的视觉称“后像”。再深挖一下，这种现象是由感光细胞的机制决定的。

感光细胞又称感受器细胞，是在眼球的视网膜中发现的，具有光转化能力的一类特殊神经细胞。感光细胞从视野范围内吸收光子，然后经一系列特殊复杂的生物化学通路，将这些信息以膜电位改变的形式进行信号传导。最后，视觉系统对这些信号信息进行处理，就变成了我们看到的世界。

可以看出，感光细胞的反应是需要时间的。为了填补成像过程中的空白画面，先前成像的结果就会暂时停留在人脑中。一般来说，停留的时间约为0.1 -0.4秒，因此每秒10到12张的画面已经足够“糊弄”人眼了。

但是，在运动速度较快时，这一频率可能就会出现不够用的情况，因为动态的细节会出现缺失，出现丢帧，通俗来说，就是卡顿(《蜘蛛侠：平行宇宙》的观感)，这会导致观看者出现眩晕的症状。因此，为了保证我们操作手机时的流畅性，那么屏幕的刷新率就必须保持在较高水平。

当然，刷新率也不是越高越好。如果超过人眼的感知上限，那么多出来的刷新率就是多余的，人眼并不会识别，反而会造成额外的资源浪费，得不偿失。有人认为人眼的感知上限是60Hz，但是当使用90Hz或120Hz的刷新率手机时，人眼能清楚地感知到流畅的提升，因此，60Hz上限的说法或许并不准确。但是具体上限是多少，目前还没有定论。

此外，没有外部支持的高刷新率并没有多大意义，用户只有在滑动时才能明显感知。对于其他许多使用场景，如游戏、视频等，在没有适配的情况下仍会以默认刷新率运行。

屏幕刷新机制

当我们开启手机屏幕时，屏幕总会以一定的刷新率显示应用界面信息。这一过程简单来说包括3方参与：屏幕、应用程序和系统。

在安卓4.1之前，安卓手机的刷新流程是线性的。即应用程序进行场扫描绘制画面，然后返回给屏幕显示。这一过程就像去超市购物，顾客(屏幕)向商场(应用程序)购买商品(画面)。不同的是，商场会储备很多商品，但应用程序不会，因此有时可能会出现画面“缺货”的情况。

在4.1版本之后，安卓通过缓存机制解决了这一问题。

应用程序会向系统申请一块缓存，系统通过后，应用程序就拿到了这块缓存的“使用权”。随即，应用程序就会在这块缓存内进行场扫描，以便确定每个像素点需要显示的内容。绘制完成后，应用程序就这块缓存提交给系统，系统随即通过屏幕显示出来。