Обратите внимание, что чем выше частота обновления, тем менее заметным будет разрыв экрана. Именно поэтому большинство соревновательных игроков выбирают экраны с частотой 240 Гц и отключают VSYNC.
Что такое синхронизация кадров
В спецификациях видеокарт и экранов часто сообщается о поддержке технологий синхронизации кадров, таких как V-Sync, G-Sync, FreeSync, Enhanced Sync и FastSync.
Все эти технологии похожи и выполняют одну и ту же важную функцию — синхронизацию кадров. Но их отличает не только название. Если вы хотите получить более плавный игровой опыт, вам необходимо понять, как они работают, и ознакомиться с их уникальными особенностями. Это позволит вам выбрать самый лучший «железный» компьютер, и конечный результат вас не подведет.
Зачем нужна синхронизация кадров
Изображение на экране воспринимается нами как движущееся из-за смены кадров. Этот эффект хорошо известен многим с детства, когда, как на рисунке ниже, «движущееся изображение» получали, рисуя на каждой странице тетради немного другое изображение и быстро пролистывая его.
Экраны компьютеров работают точно по такому же принципу. Чем больше меняется кадр, тем больше движется изображение.
Для человеческого зрения критический предел составляет 24 кадра в секунду. Если компьютер не может менять кадры быстрее, изображение теряет свою плавность («щека»). В динамичных сценах с большим количеством компьютерных игр комфортные кадры немного выше. Частота не должна превышать 30-35 fps, так как игра достаточно «гибкая» и Twitch не мешает игре.
Тем не менее, некоторые люди наблюдают «медлительность» изображения даже на таких кадрах.
В компьютерах за формирование и отображение изображения отвечают два основных устройства (видеокарта и экран). Они постоянно взаимодействуют друг с другом. Видеокарта «рисует» кадр, а экран «отображает» его.
Производительность видеокарты в игре обычно измеряется в единицах, называемых FPS (кадры в секунду). Современные графические игровые карты могут выдавать огромное количество кадров в секунду. Некоторые игры могут достигать FPS 200, 300 и т.д. Конечный результат зависит не только от «мощности» видеокарты, но и от графической сложности проектируемых кадров. Из-за постоянно меняющейся сложности сцен в игре, в течение двух секунд видеокарта будет выдавать разное количество кадров.
Экран также имеет собственную функцию частоты. Каждый раз устройство обновляет изображение определенное количество раз. Частота обновления экрана измеряется в герцах, сокращенно Гц (1 Гц = один раз в секунду). Большинство экранов, в зависимости от модели, всегда имеют постоянную частоту обновления 60, 75, 85, 100 или 120 Гц или выше. Для простых «бюджетных» экранов это почти всегда 60 Гц.
По сути, обновление изображения на экране — это «доставка» кадров с видеокарты в глаза пользователя. Независимо от того, насколько быстро работает видеокарта, результаты «доставляются» пользователю с частотой, определяемой функцией экрана. Если частота обновления экрана составляет 60 Гц, то нет смысла проектировать более 60 кадров в секунду с видеокарты. Каждый экран обновления экспортирует кадры, которые находятся в изолированных кадрах видеокарты в данный момент. Никаких лишних кадров не видно. Видеокарта просто генерирует их «без необходимости», перегреваясь и потребляя лишнюю энергию.
Однако это не главная проблема. Кадры видеокарты лишь в редких случаях совпадают с частотой обновления экрана. Поэтому почти каждый раз, когда кадр обновляется, в нем нет конечного кадра, а есть промежуточный эффект, который теперь состоит из части кадра, сгенерированного видеокартой, и части предыдущего кадра. Кроме того, когда эти кадры сильно отличаются друг от друга, в передаваемом на экран изображении чувствуются изъяны в виде пленки, порезов, разрывов, покрытий и т.д. Это явление известно как разрыв изображения и особенно заметно в быстро движущихся игровых сценах, включая бег, внезапные повороты камеры и взрывы. Пример ниже.
Вертикальная синхронизация (V-Sync, FastSync, Enhanced Sync)
Более старая технология синхронизации кадров — это классическая вертикальная синхронизация или временно v-sync. Он поддерживается почти всеми видеокартами и экранами. Поскольку с тех пор развивались другие технологии синхронизации, важно понимать, как они работают.
V-Sync использует два буфера кадров следующим образом.
Каждый кадр формируется видеокартой в SO — так называемом вторичном обратном буфере. Когда кадр готов, он копируется вторичным разделителем кадров Front Isolation, который заменяет кадр в Front Isolator. Экран обновляет изображение на экране с постоянной скоростью обновления, восстанавливая кадры из первичного изолятора при каждом обновлении.
Копирование кадров между буферами происходит не хаотично, а по строгим правилам.
1. кадры перемещаются из вторичного изолятора в первичный строго только тогда, когда обновление экрана и (коробка) полностью готовы.
2. видеокарта «ждет» и копирует вторичные кадры из вторичного разделителя в первичный, переходя только к формированию следующего кадра.
Благодаря этой системе при каждом обновлении экрана первичный разделитель содержит 100% созданных кадров (без пробелов и покрытий), что позволяет снизить скорость создания видеокарты до скорости обновления экрана.
Однако если FPS видеокарты выше частоты обновления экрана, то система с двумя регулируемыми каналами полностью функциональна, а если FPS падает ниже этого уровня, то производительность низкая. В таких случаях происходит следующее
Допустим, частота обновления монитора составляет 60 Гц, а видеокарта в какой-то игре формирует кадры со скоростью ~50 FPS. Монитор выводит на экран первый кадр. Наступает момент второго его обновления, но в первичном кадровом буфере находится все тот же кадр, поскольку видеокарта еще не успела сформировать новый. Монитор обновляется тем же кадром. И только на третьем обновлении он получит кадр, отличающийся от первых двух. Кроме того, между вторым и третьим обновлением видеокарте придется «простаивать», пока монитор не «заберет» готовый кадр. Таким образом, сначала видеокарта «не успевает» за монитором, а потом ей приходится ожидать освобождения места во вторичном буфере, необходимого для формирования нового кадра. И это все циклически повторяется.
На выходе при потенциально возможных ~50 кадрах в секунду фактическая скорость смены кадров на экране будет всего 30 FPS (половина от частоты обновления экрана), то есть шаг «срезания» FPS составляет 50%. А как уже говорилось выше, 30 FPS — это нижняя граница комфортной плавности картинки, на которой геймеры с набитым глазом уже начинают замечать подергивания. Ну а если в какой-то сложной сцене реальная скорость карты c 50 FPS опустится ниже 30 FPS (например, до еще терпимых 28-29 FPS), V-Sync тут же «срежет» ее до неиграбельных 15 FPS.
Если частота кадров видеокарты ниже частоты обновления экрана, то классическая вертикальная синхронизация может принести больше вреда, чем пользы.
Вместо того чтобы требовать «ручной» оптимизации настроек для каждой игры, Nvidia разработала адаптивную технологию V-Sync. Эта технология автоматически активирует вертикальную синхронизацию игры, когда FPS видеокарты превышает частоту обновления, и отключает вертикальную синхронизацию, когда FPS падает ниже этого уровня. Adaptive V-Sync поддерживается на видеокартах GeForce, начиная с серии 600 (архитектура Kepler), и включается в настройках драйвера видеокарты.
Частота обновления экрана не обязательно должна точно соответствовать частоте кадров контента. Например, если вы воспроизводите видео со скоростью 30 кадров в секунду на экране с частотой 60 Гц, вам необходимо отобразить два одинаковых кадра с частотой 60 Гц, в общей сложности 30 уникальных кадров.
Что такое вертикальный синхроимпульс
Синхронный вертикальный импульс — это весьма спорный синхронный вертикальный пул. Его рекомендуется использовать для уменьшения задержки в игре и повышения производительности. В других сценариях он может ограничивать количество кадров в секунду.
Зачем игре нужна вертикальная синхронизация? Как уже упоминалось выше, его можно использовать в различных сценариях. Активация вертикальной синхронизации снижает потребление энергии и, следовательно, рабочую температуру. Если ваша видеокарта ранее работала на 100%, вертикальная синхронизация позволяет ей работать только на 50%. Все зависит от ваших аксессуаров.
Вы получаете снижение общего энергопотребления системы — снижение температуры графики — снижение задержки, более высокую производительность, отсутствие разрывов приложений и более длительное время автономной работы.
Например, World of Tanks не нуждается в AMD Ryzen 3600 с 250 fps и Gigabyte GTX 1080. Почему бы и нет; все просто. Используйте обновляемый дисплей с частотой 60 Гц. Это приводит к снижению нагрузки на GPU благодаря вертикальной синхронизации.
Как настроить вертикальный синхроимпульс
Перейдите в Панель управления NVIDIA > Настройки 3D > Управление настройками 3D. Здесь выберите Настройки программы, чтобы изменить настройки в целом или настройки программы, которые могут быть индивидуально настроены путем указания приложения.
Найдите в списке импульс вертикальной синхронизации и активируйте его (Активировать) или быстро измените его (Быстро). По умолчанию используется приложение USE-3D. В этом случае используются непосредственно игровые настройки.
При необходимости вы можете просмотреть все значения в панели управления Nvidia, а также параметры. Вкратце, вертикальная синхронизация — это набор настроек, которые определяют, как частота кадров связана с экранным HERTZ.
Снимает ограничение частоты кадров GPU и позволяет использовать несколько кадров за интервал обновления. Может вызывать артефакты, такие как разрыв изображения, но обеспечивает низкую задержку и максимальную производительность.
Ограничение максимальной частоты кадров
Просто хотите снизить нагрузку на видеокарту или процессор? Тогда лучше всего установить ограничения FPS для нужных вам приложений. В драйверах Nvidia недавно появилась возможность ограничения максимального кадра (ранее — максимальной частоты кадров).
Важно! Вертикальная синхронизация снижает частоту кадров, но лучше всего используется для уменьшения задержки или устранения разрывов. На компьютерах активация синхронизации может привести только к снижению производительности.
Вкратце, в разделе Настройки 3D > Управление настройками 3D > Настройки параметров выберите программу или игру. Затем установите максимальную частоту кадров на 75 кадров в секунду. Во-первых, вы можете определить максимальный кадр, в целом, для всех игр.
Вам нужно решить, какова ваша цель? Вы можете быстро настроить значение вертикальной синхронизации. Этот тест покажет вам, как меняется производительность вашей игры. Возможно, вам даже удастся удалить разрывы изображения и уменьшить задержки.
Для обычных пределов вы можете определить максимальное количество кадров 3D на GPU вашей игры. Это может помочь продлить срок службы батареи и уменьшить задержку системы при определенных условиях. И снизить потребление энергии.
Пользователь может не иметь возможности использовать опции Fast Sync или Custom Sync в настройках NVIDIA Vertical Sync. Затем обновите драйвер до последней версии. К сожалению, это может быть недоступно для устаревших видеокарт.
Первый — использовать панель управления Nvidia. Поскольку Nvidia является производителем большинства видеокарт для ПК, имеет смысл обратиться непосредственно к источнику, чтобы включить их.
Вертикальная синхронизация — дёшево и сердито
Вертикальная синхронизация (V-Sync) является своего рода «костылем» и сама по себе малопригодна. Принцип работы прост. Видеокарта замедляется, заставляя экран выдавать столько кадров в секунду, сколько он может сгенерировать. Таким образом, отсутствуют «лишние кадры», а видеокарта синхронизируется с экраном. Однако существует проблема. Если потенциальный FPS значительно превышает настройку синхронизации, игра будет хуже реагировать на действия игрока. Многие люди жалуются, что персонажей, кажется, «доят» (независимо от игры).
Когда падает FPS, V-Sync делает океан громче, чем помощь Когда падает FPS, V-Sync делает океан громче, чем помощь
Однако это также не решает проблему того, что кадры требуют больше времени для рендеринга, поэтому видеокарта рендерит в секунду меньше, чем отображается на экране. Это связано с тем, что V-Sync в данном случае уменьшает количество кадров, отображаемых на частоте, кратной частоте экрана. Например, если у вас дисплей с частотой 60 Гц, а ваша видеокарта выдает 55 кадров в секунду, V-Sync снижает частоту вывода до 30 кадров в секунду, делая изображение более плавным. Это приводит к снижению FPS и ухудшению впечатлений.
Адаптивная синхронизация — старший брат V-Sync
Компания Nvidia разработала пользовательскую синхронизацию, альтернативную вертикальной синхронизации. Работает это просто — если частота кадров на видеокарте превышает 60 кадров в секунду, автоматически активируется V-Sync. Если частота кадров ниже требуемой, вертикальная синхронизация отключается. Если частота высокая — вертикальная синхронизация работает и устраняет разрывы изображения. Если частота низкая — она не фиксируется на определенном значении и (теоретически) все работает нормально.
На практике, однако, этот метод не всегда работает и может вызвать проблемы с вертикальной синхронизацией.
G-Sync — дорого, но эффективно
Альтернативный метод Nvidia. Компания разработала специальный монитор G-Sync, который подстраивает частоту под частоту видеокарты. Это означает, что если монитор G-Sync с частотой 120 Гц получает 80 кадров в секунду, монитор снизит частоту до 80 Гц.
G-Sync — отличный выбор, поскольку он устраняет все недостатки вертикальной синхронизации (заикание, разрыв изображения, задержка управления). В то же время, однако, G-Sync работает только на экранах с предустановленными чипами Nvidia и требует больше энергии, что делает его очень дорогим.
