iPhone上的高刷在今年终于千呼万唤始出来，虽然在安卓阵营里高刷已经比较常见了，那么现如今iPhone上的高刷与安卓有何区别呢?今天就给大家来科普下。

很多人的印象里, iPad Pro 2017是移动平台上最早使用高刷新率的设备,直接定义了Pro Motion这个高刷新率的体验。

但是实际情况是: iPad Pro初代其实就有了动态屏幕刷新率:为了降低12.9大屏对电池续航的冲击在画面静止的时候会减半到30Hz刷新率(驱动版).并且为了实现更低的笔触延迟,支持了120Hz的输入刷新率。

2017年iPad Pro引入120Hz Pro Motion,其实是为了缓解大屏幕响应速度较慢的问题,从而有效降低输入延迟,特别是提升Apple Pencil的使用体验.但是此时的Pro Motion仍然只是在几个刷新率之间切换.

到了iPhone X升级为了OLED面板, 120Hz的触摸采样率搭配更高的响应速度,实际上相比原先的LCD iPhone在触摸体验上有了显著提升.

Apple Watch Series 5为了实现低功耗常亮屏幕,引入了LTPO显示面板,允许刷新率降低到1Hz,从而减少常亮显示的功耗.

如今, iPhone 13 Pro将120Hz的Pro Motion体验带到了手机，且带来了Adaptive Sync.但是更高的刷新率可能会耗费更多的电力，因此整体的优化策略可以用Apple句话简单概括：在你需要时提供高帧率,在不需要时为你省电，这才是我们为你贴心提供的方案。

概念解释

解释这句话之前，还是得明确两个概念：屏幕刷新率和绘制速率.

绘制速率代表你的cpu、gpu产生画面的速率，比如说传统的UI都是60 fps；视频内容里，电影是24fps，流媒体常见是29.97/30fps；游戏的帧率通常取决于GPU性能，一般最高帧率以屏幕帧率(常见为60)或者其-半(30)为限(所谓目标帧率)。很显然产生越多的画面，就需要CPU+GPU耗费更多的电力；同理，降低绘图速率就能有效省电。

屏幕刷新率代表屏幕像素改变的速率.比如常见60 Hz就代表-秒钟要改变60下，每下间隔约16.67ms，通过降低这个速率就可以降低屏幕的耗电量。

LPO：刷新率下探的功臣

但是传统LTPS像素存在漏电的问题，这会导致像素的内容无法长时间维持,需要外部信号以相对较高的频率对像素的电容进行充电以维持内容，这就导致ltps面板刷新率无法进一步下降.而LTPO解决了这个问题，在外部信号刷新率极低的时候也能维持住画面，从而降低功耗。

Adaptive Sync:自适应同步

有的朋友说，Android有可变刷新率.

没错，Android确实有根据交互和内容去动态调整刷新率的机制.比方说你在看视频,屏幕刷新率会匹配视频帧率，这是自适应内容匹配；当你戳屏幕交互的时候，刷新率会立刻恢复这是自适应交互.

但问题是，Android固定帧率的可变刷新率.

这些听上去比较绕，下面用图解来表示：

这张图表示两种屏幕刷新率的状态，可以看到屏幕的刷新周期是固定的.当绘制速率不够的时候，可能120Hz屏幕的两帧都显示的是相同的内容.

而自适应同步屏幕的刷新周期则可以自由变化，比如这块屏幕的刷新周期从8-25ms不等,说明刷新率可以在40-120Hz变化.

我们知道PC和游戏机上有所谓FreeSync/G-Sync/VRR之类的技术，他们的作用其实就是让屏幕刷新去匹配绘制速率，从而避免因为两者不一致出现画面撕裂，或者是为了避免撕裂引入垂直同步，导致输入延迟增大.

自适应同步技术已经能支持最新的iPhone Pro/iPad Pro，以及连接了支持FreeSync显示器的Mac，从而带来更爽更流畅的游戏体验.

A15:强劲性能和出色效能

刚才主要都是围绕屏幕显示方面,想要搞清楚实际体验，我们还是得搬出PC上衡量输入延迟的timeline chart:

这是PC上-种最差情况的输入延迟的示意图

·mouse lag对应移动平台的触摸延迟,这和触摸IC的性能(包括但不限于采样率)相关

·CPU Time对应CPU处理输入并做出反应的延迟,自然CPU越强，这个延迟就越低

·GPU Time代表GPU绘制的延迟,这在游戏中更为突出,更高的GPU性能就能降低延迟

·Frame Transmission代表传输的延迟,和显示器本身的刷新率规格相关(16.67 ms相当于60Hz)

·buffer vsync：代表垂直同步缓冲的延迟，即通过这个延迟达到显示器刷新率匹配内容渲染速率，从而避免画面撕裂的情况，目前的FreeSync/G-Sync/VRR等技术能通过动态显示器刷新率实现两.

者的同步,从而避免掉这个延迟

·LCD Response time:屏幕响应延迟,这和屏幕本身的材质还有驱动形式有关,就比如目前的折叠屏的响应总是慢的吓人.

很显然，120Hz能大幅度降低每一帧的传输延迟, 更高的采样率也能让画面更「跟手」. 但是CPU+GPU在这个timeline中也占据了很大一部分,所以不能光说120Hz就一定更「跟手」, 也许因此你会感觉到画面很流畅，但是如果说CPU不能完全带的动,轻则「流畅但是不跟手」, 则出现掉帧卡顿.

所以光靠高刷屏幕不见得体验就一定好, 还需要处理器够劲，系统软件优化足够到位，中间任何一环掉链子,都会出现很多厂商120Hz但是实际体验还是拖泥带水的问题.

有的朋友可能会说：既然要流畅，那我们就让SoC频率更高，加强散热做大电池，这样总爽了吧?

然而移动平台上的能耗控制又是一个很复杂的问题. 理论上确实可以这么做，但是机器的重量、发热都会不理想

所以这代A15引入了LPDDR5内存, GPU规格提升到了5核心, CPU仍然维持2性能+ 4效能的设计，不管是性能还是效能核心都是业界的顶级水平.

更重要的是在于团队合作：

iOS 15从动画到手势，深度优化

前面说了游戏等应用支持了自适应同步，但是传统App仍然遵循的是固定刷新率变化，这就涉及到一个问题：当动画进行到一半的时候，刷新率突变了；如何避免动画出现进度跳跃.

CADisplayLink动画流畅、稳定的核心

Apple在前两年推出了针对可变刷新率屏幕的定时器: CADisplayLink，为可变刷新率场景带来了一系列变化

第一个改进是更好的稳定性，从而避免传统定时器受到系统jtter的影响.

第二个改进是，完全根据屏幕刷新进行触发,保证在不同刷新率下的动画速率一致.

第三是帮助实现在刷新率突变的时候维持正确的动画进度,防止突然跳变

另外ios 15中，每个触控手势的速度会根据你手指移动的速度动态调整，从而让操作更爽快.

总结

从上面一系列技术里，我们得以窥见Apple如何处理好体验和续航的关系。我们看到的是iPhone 13 Pro从屏幕到SoC，从iOS到App，都已经为迎接低功耗高刷做好准备.