Nowoczesne gry wideo mają oszałamiającą gamę ustawień graficznych. Większość z nich zapewnia lepszą wydajność lub jakość grafiki. Jednak synchronizacja pionowa, lepiej znana jako VSync, jest nieco bardziej skomplikowana.
Sam VSync nie ma wpływu na jakość grafiki, ale włączenie go eliminuje brzydkie zrywanie ekranu. Choć może się to wydawać oczywiste, może również zmniejszyć liczbę klatek na sekundę i zwiększyć opóźnienie wejścia — oba te elementy są zmorą konkurencyjnych gier.
Nie wiesz, jak podejść do tej tajemniczej oprawy graficznej? Zastanówmy się, co powoduje, że VSync działa.
Co to jest synchronizacja pionowa?
VSync to sposób na synchronizację szybkości klatek gry wideo z częstotliwością odświeżania monitora, który ją wyświetla. Producenci kart graficznych opracowali synchronizację pionową, aby wyeliminować artefakt wizualny znany jako rozrywanie ekranu. Przejawia się to jako poziomy podział wyświetlanej klatki, przez co jedna połowa kadru pozostaje w tyle za drugą.
Chociaż może to wyglądać jak rozdarcie w kontinuum czasoprzestrzennym, jest to po prostu twój GPU wytwarzający klatki szybciej niż maksymalna częstotliwość odświeżania monitora. W zależności od tego, o ile szybkość klatek twojego GPU przekracza częstotliwość odświeżania monitora, możesz zobaczyć dwie lub więcej klatek GPU sklejonych poziomo podczas jednego odświeżania monitora.
VSync eliminuje rozrywanie ekranu, ograniczając częstotliwość klatek GPU do częstotliwości odświeżania monitora. Jednak samo to nie wystarczy, aby zapobiec rozrywaniu ekranu. Ustawienie wymusza również wyświetlanie klatek renderowanych przez GPU w połączeniu z cyklem odświeżania monitora.
Uniemożliwienie jednoczesnego wyświetlania części wielu ramek jest kluczem do wyeliminowania zrywania ekranu. A VSync osiąga to, zapobiegając wypychaniu przez GPU nowych klatek w środku cyklu odświeżania monitora.
VSync tworzy więcej problemów niż rozwiązuje
Chociaż VSync jest gwarantowaną poprawką na zrywanie ekranu, odbywa się to kosztem wydajności i responsywności. Aby zrozumieć dlaczego, przyjrzyjmy się dwóm głównym funkcjom VSync. Po pierwsze, spowalnia szybkość klatek GPU, aby dopasować częstotliwość odświeżania monitora. Po drugie, synchronizuje również tempo klatek GPU, aby dopasować częstotliwość odświeżania monitora.
Czy zauważyłeś, że oba mechanizmy VSync spowalniają wyjście GPU w celu dopasowania do statycznej częstotliwości odświeżania monitora? To ważny szczegół. Podczas gdy monitor odświeża się w określonych odstępach czasu, procesor graficzny generuje klatki z szybkością, która jest odwrotnie proporcjonalna do złożoności renderowanej sceny w grze.
Zmuszenie GPU do synchronizacji tempa klatek z częstotliwością odświeżania monitora uniemożliwia przekazywanie ostatniej klatki do monitora. Gracze opisują to jako opóźnienie wejścia, które jest postrzegane jako treść wyświetlana na monitorze, która pozostaje w tyle za rzeczywistymi wejściami kontrolera. To opóźnienie wejścia jest szczególnie wyraźne w szybkich grach FPS, w których celownik wyraźnie pozostaje w tyle za rzeczywistymi wejściami myszy.
Jakby opóźnienie nie było wystarczająco złe, VSync może nawet obniżyć ogólną wydajność GPU, znacznie zmniejszając liczbę klatek na sekundę. Wiąże się to z tendencją do ograniczania szybkości klatek GPU w celu monitorowania częstotliwości odświeżania. Chociaż jest to w porządku, gdy częstotliwość klatek GPU jest wyższa niż częstotliwość odświeżania monitora, masz kłopoty, gdy częstotliwość klatek spadnie poniżej progu częstotliwości odświeżania.
Na przykład skomplikowana scena, która wymusza maksymalną liczbę klatek GPU do 59 kl./s, nie będzie wyświetlana z prędkością 59 kl./s na monitorze z częstotliwością odświeżania 60 Hz. The 16,67-milisekundowy interwał synchronizacji wymagany przez VSync dla monitora 60 Hz wymusi spadek rzeczywistej wyświetlanej częstotliwości klatek z 59 kl./s do 45 kl./s fps.
Co gorsza, wydajność GPU (a tym samym liczba klatek na sekundę) zmienia się bardzo w trakcie gry wideo. W takich przypadkach VSync powoduje, że niektóre klatki są utrzymywane na ekranie dłużej niż inne. Jest to odbierane przez widza jako zacinanie się lub niespójne tempo klatek.
Czym są Adaptive VSync i Fast Sync?
Na szczęście nieodłączne problemy VSync nie zostały utracone w przypadku AMD i NVIDIA. Obaj producenci procesorów graficznych wydali własne zaawansowane warianty VSync, które łagodzą wyżej wymienione problemy. Te opcje są albo dostępne w ustawieniach w grze, albo częściej wymuszane przez GPU pakiet kontroli kierowcy.
Adaptacyjna synchronizacja pionowa
Opracowany przez NVIDIA, Adaptive VSync eliminuje wszystkie brzydkie opóźnienia wejściowe i problemy z wydajnością spowodowane przez GPU, który nie nadąża za częstotliwością odświeżania monitora. Ta implementacja VSync jest aktywna tylko tak długo, jak procesor graficzny spełnia wymagania dotyczące częstotliwości odświeżania monitora. Adaptive Sync natychmiast wyłącza VSync w momencie, gdy staje się nie do utrzymania. Zapewnia to zdrową równowagę między wydajnością gier wideo a łagodzeniem zrywania ekranu.
Szybka synchronizacja
Opracowany również przez NVIDIA, Fast Sync dodaje magię potrójnego buforowania do Adaptive VSync. Mówiąc najprościej, potrójne buforowanie polega na renderowaniu przez GPU dodatkowej klatki. Pozwala to wybrać ostatnią z dwóch renderowanych ramek do wysłania do monitora podczas oczekiwania na cykl odświeżania monitora. Pomysł polega na zmniejszeniu opóźnienia wejścia poprzez wyświetlanie najnowszej klatki, ale wymaga to również dużej mocy GPU.
Ulepszona synchronizacja
Podobnie jak w przypadku oferty Adaptive VSync firmy NVIDIA, funkcja Enhanced Sync specyficzna dla AMD może wyłączyć VSync w momencie, gdy GPU pozostaje w tyle za częstotliwością odświeżania monitora. Podobnie jak Fast Sync firmy NVIDIA, wykorzystuje również wielokrotne buforowanie, aby zmniejszyć opóźnienie wejścia, przesyłając najnowszą klatkę do monitora.
Wyjście poza VSync
Przyjrzeliśmy się, jak VSync eliminuje zrywanie ekranu i wady jego implementacji. Podczas gdy firmy NVIDIA i AMD wydały bardziej wyrafinowane wersje VSync, które łagodzą te problemy, istnieje zupełnie nowe podejście do obejścia tych problemów dzięki technologiom G-Sync i FreeSync.
Wymaga to jednak kompatybilnych monitorów, kabli i kart graficznych. Dla tych, którym brakuje wymyślnego sprzętu, włączanie lub wyłączanie VSync jest kwestią decyzji, gdzie leżą twoje priorytety. VSync działa dobrze, jeśli twój GPU jest wystarczająco wydajny, aby dopasować częstotliwość odświeżania monitora. Jednak lepiej jest bez niego, jeśli nie jesteś fanem opóźnień wejściowych.
