Was ist die Bildrate (FPS)?
Um dieses Problem zu lösen, wollen wir es anhand eines einfachen Beispiels verstehen. Nehmen wir als Beispiel Bilder. Wir haben eine Reihe von Actionbildern, aber jedes Bild in dieser Gruppe ist statisch. Wenn wir es bewegen wollen, müssen wir diese Bilder schnell austauschen.
In dieser Reihe ständig wechselnder Bilder stellt jedes Bild ein Einzelbild dar. Die Geschwindigkeit des Wechsels zwischen den einzelnen Bildern wird durch die Gesamtzeit geteilt. Dies ist die Bildrate, auch Bildfrequenz genannt (Abkürzung: FPS). Im GPU-Konzept stellt es die Anzahl der Aktualisierungen pro Sekunde dar, normalerweise ausgedrückt in FPS-Einheiten.
Auf dem Bild oben können wir erkennen, dass bei 60 FPS häufiger gewechselt wird als bei 24 FPS, sodass der angezeigte Bildeffekt flüssiger ist.
Was ist die Bildwiederholrate (Hz)?
Die Bildwiederholrate gibt an, wie oft das Display pro Sekunde Bilder darstellt, und wird normalerweise in Hertz (Hz) ausgedrückt.
Je höher die Bildwiederholfrequenz, desto stabiler ist der Anzeigeeffekt. Daher wurde die Bildwiederholfrequenz einiger E-Sport-spezifischer Monitore auf 240 Hz erhöht, wodurch Probleme wie Schmieren und Frame-Skipping während Spielen besser gelöst werden können.
Der größte Unterschied zwischen Bildfrequenz und Bildwiederholfrequenz
Da beide mit der Anzahl der Bilder pro Sekunde zusammenhängen, werden sie per Definition leicht verwechselt. Nach sorgfältigem Vergleich können wir jedoch feststellen, dass sich die Bildfrequenz auf die Anzahl der Umschaltungen zwischen Bildern bezieht, während sich die Bildwiederholfrequenz auf die Zeichenzeit jedes Bilds bezieht. Die beiden sind also nicht gleich.
Wenn die Bildfrequenz niedriger als die Bildwiederholfrequenz ist, zeigt der Monitor möglicherweise dasselbe Bild an, wodurch das Bild einfriert. Wenn die Bildfrequenz höher als die Bildwiederholfrequenz ist, gibt es zu viele ungültige Bilder und die Bildschirmanzeige kann nicht mithalten.
Infolgedessen können einige Bilder nicht angezeigt werden. Dieses ungleiche Verhältnis führt zu Screen Tearing, Verzögerungen und anderen Phänomenen.
Darüber hinaus kann die Anzahl der von der Grafikkarte ausgegebenen Bilder unendlich hoch sein, während die Bildwiederholrate durch die Anzeigehardware begrenzt wird.
Wenn wir beispielsweise einen 60-Hz-Monitor verwenden, um ein Bild mit 150 Bildern anzusehen, sind 90 Bilder des Bildes tatsächlich ungültige Bilder, und diese ungültigen Bildzahlen führen dazu, dass wir eine deutliche Verzögerung spüren. Daher gilt nur: Je höher die Bildwiederholfrequenz, desto mehr effektive Bilder und desto flüssiger das angezeigte Bild.
Abschließend möchten wir noch die V-Sync-Technologie (vertikale Synchronisierung) erwähnen, die das Auftreten von Tearing-Effekten bei abweichender Bildwiederholfrequenz (Frame Rate) verbessern kann. Zu den gängigen V-Sync-Technologien zählen AMDs FreeSync und NVIDIAs G-Sync.
Synchrone Aktualisierungstechnologie zwischen FPS und Bildwiederholrate
Die Funktion von V-Sync besteht darin, die Bildfrequenz und Bildwiederholfrequenz zu synchronisieren, um die beste Wirkung des Monitors zu erzielen. Diese Technologie wurde ursprünglich von Grafikkartenherstellern entwickelt, um das Problem der ungleichmäßigen oder rissigen Bildschirmqualität zu lösen.
Die V-Sync-Technologie berechnet die optimale Bildwiederholfrequenz von Monitor und Computer und greift ein, um eine gleiche Frequenz zwischen ihnen sicherzustellen.
Dies ist jedoch nur eine vorbeugende Technologie und kann die Bildqualität nicht verbessern. Wenn die vom Computer unterstützte Bildwiederholfrequenz stark von der vom Monitor unterstützten Bildwiederholfrequenz abweicht, werden Sie beim Spielen weiterhin einen zerrissenen Bildschirm sehen.
Hier müssen wir NVIDIAs G-Sync und AMDs FreeSync-Technologie erwähnen, die das Problem des Screen Tearing im Vergleich zu V-Sync effektiv verbessern. Wir werden diese beiden Technologien weiter analysieren.
G-Sync
G-Sync ist eine vom Grafikkartenhersteller NVIDIA entwickelte Technologie zur Vermeidung von Tearing. Sie nutzt eine variable Bildwiederholfrequenz (auch bekannt als VRR oder dynamische Bildwiederholfrequenz), die die minimale und maximale Bildwiederholfrequenz mit der Bildrate der NVIDIA-Grafikkarte des Systems synchronisiert.
Das heißt, wenn festgestellt wird, dass die maximale Bildwiederholfrequenz zwischen Monitor und Computer zur Unterstützung der Anzeige nicht ausreicht, wird die Bildwiederholfrequenz beider gleichzeitig reduziert, damit das Bild immer im bestmöglichen Zustand angezeigt werden kann.
Aufgrund der einzigartigen Leistung von NVIDIA-Grafikkarten werden frühere Monitore mit AMD-Chips nicht unterstützt, sondern nur bestimmte Monitore, die nach 2019 hergestellt wurden.
Dieser spezielle Monitor verwendet eine adaptive Synchronisierungstechnologie zum Ausführen von G-Sync-Monitoren, die im Vergleich zu Monitoren, die ausschließlich NVIDIA verwenden, unter Übertaktung, Verschiebung usw. leidet.
FreeSync
FreeSync ist eine weitere Technologie mit variabler Bildwiederholfrequenz, die vom Grafikkartenhersteller AMD entwickelt wurde. Sie dient hauptsächlich als Vergleichsmaßstab für NVIDIAs G-Sync-Technologie.
Im Vergleich zur G-Sync-Technologie ist die FreeSync-Technologie lizenzfrei, was bedeutet, dass Sie die Technologie lange Zeit kostenlos nutzen oder behalten können.
Warum kann eine variable Bildwiederholrate Screen Tearing wirksamer verhindern?
Denn beim Rendern komplexer Spiele und ultrahochauflösender Videos variiert die interne GPU-Auslastung.
Wenn die Bildwiederholfrequenz des Monitors die Bildfrequenz der Grafikkarte nicht erreichen kann, wird die Bildschirmanzeige langsamer, wodurch sie nicht mit der angezeigten Bildschirmanzeige Schritt halten kann, was zu einer Nichtübereinstimmung der Bildqualität und einem für das bloße Auge wahrnehmbaren Gefühl von Rissen führt.
Wie bereits erwähnt, dient die V-Sync-Technologie dazu, Bildwiederholfrequenzen zwischen Monitor und Computer anzugleichen und so Tearing zu vermeiden. Ist der Unterschied in der Bildwiederholfrequenz zwischen Monitor und Computer jedoch zu groß, ist der Nutzen von V-Sync nicht mehr deutlich erkennbar. Erst mit der Einführung von NVIDIAs G-Sync-Technologie und der Verwendung variabler Bildwiederholfrequenzen konnte dieses Problem behoben werden.
Die variable Bildwiederholfrequenz erzwingt nicht mehr die Synchronisierung von Monitor und Computerbildrate. Stattdessen übergibt der Monitor das vorherige Bild an den Framebuffer der Grafikkarte, bevor er einen neuen Rendering-Befehl empfängt.
Wenn erkannt wird, dass ein neues Bild empfangen wurde, wird das zuvor zwischengespeicherte Bild aus dem Bildpuffer freigegeben, wodurch ein nahtloses Umschalten erreicht wird und es für den Benutzer unsichtbar wird. Das ist das Tolle an variablen Bildwiederholraten.
Später wurde auf dieser Basis durch FreeSync von AMD eine adaptive Bildwiederholfrequenz hinzugefügt. Diese Technologie verfügt nicht nur über eine variable Bildwiederholfrequenz, sondern reduziert auch die Bildwiederholfrequenz des Timing Controllers (TCON) und des Anzeigefelds, wodurch sie weniger energieeffizient ist, eine einfachere Benutzeroberfläche hat und sogar mit Displays kompatibel ist, die G-Sync-Technologie ausführen.
Was sind die Schlüsselfaktoren für den Spielspaß?
Hardwarekonfiguration
Generell gilt: Je höher die Bildwiederholfrequenz des Monitors, desto höher die erreichbare Bildfrequenz und desto flüssiger das Spielerlebnis. Dies spielt eine entscheidende Rolle bei einigen Shooter- und Actionspielen, die extrem anspruchsvoll zu bedienen sind.
Darüber hinaus sind die Anforderungen an die Grafikkarte umso höher, je höher die Auflösung des Bildes ist. Wenn ein Spiel beispielsweise mit einer Auflösung von 2K läuft, beträgt die durchschnittliche Bildauflösung 30.
Wird die gleiche Konfiguration auf 4K, die Bildauflösung liegt normalerweise etwas über 2K und die durchschnittliche Bildauflösung kann 35 oder sogar 40 erreichen.
Wenn Ihnen die Bildqualität nicht so wichtig ist, können Sie daher die Auflösung entsprechend verringern und die Bildauflösung entsprechend erhöhen, was das Spielerlebnis verbessert.
Betriebssystem
Mainstream-Computerspielsysteme werden hauptsächlich unter Windows entwickelt. Andere Produkttypen wie Fernseher, Mobiltelefone und andere Spielsysteme basieren hauptsächlich auf Android. Obwohl die Systeme unterschiedlich sind, sind die verwendeten Bildwiederholraten und Frameraten gleich.
Es ist jedoch zu beachten, dass Sie versuchen sollten, das System auf die neueste Version zu aktualisieren, um ein möglichst reibungsloses Erlebnis zu erzielen. Da das neueste System nicht nur einige Systemschwachstellen behebt, sondern auch kontinuierlich neue Funktionen hinzufügt, sollten wir das System immer auf dem neuesten Stand halten.
Bestimmen Sie die Geräteleistung
Manchmal hängt die Bildwiederholfrequenz nicht ausschließlich vom Monitor ab. Beispielsweise unterstützt der Monitor eine Bildwiederholfrequenz von 120 Hz, manche Notebooks können aber nur 60 Hz verarbeiten. In diesem Fall spielt die Höhe der Bildwiederholfrequenz des Monitors keine Rolle, da das Notebook ohnehin nur 60 Hz unterstützt.
Wir müssen eine Hardware-Lesesoftware verwenden, um die Bildwiederholfrequenz des Computers und des Monitors zu testen, damit wir nicht mehr Geld ausgeben, aber nicht den entsprechenden Effekt erzielen, weil sie nicht zueinander passen.
Monitor passt zur Grafikkarte
Wie wir bereits erwähnt haben, sind die von verschiedenen Grafikkartenherstellern verwendeten Technologien nicht identisch. Wenn Sie einen Monitor und eine Grafikkarte kaufen, die nicht zueinander passen, wird es schwierig sein, die beste Leistung aus dem Monitor herauszuholen. Normalerweise vermerkt der Hersteller dies irgendwo, wenn wir einen Computer oder Monitor kaufen.
Anwendung von Bildfrequenz und Bildwiederholfrequenz in der LED-Anzeige
Auf der LED Anzeige, Die Bildfrequenz bezieht sich üblicherweise auf die Eigenschaften der Videodatei zum Zeitpunkt der Aufnahme. Wir müssen ihr keine allzu große Bedeutung beimessen. Solange das Video auf unserem Computer problemlos abgespielt werden kann, liegt die Bildfrequenz in einem akzeptablen Bereich.
Worauf wir achten müssen, ist die Bildwiederholrate der LED-Anzeige. Obwohl der Unterschied zwischen Produkten mit niedriger Bildwiederholrate mit bloßem Auge nicht zu erkennen ist, sind unter der Kamera deutliche Wasserwellen zu sehen.
Daher können durch die Wahl eines LED-Displays mit hoher Bildwiederholrate bessere Ergebnisse erzielt werden. Schauen wir uns als Nächstes an, wie die Bildwiederholrate des LED-Displays berechnet wird.
Berechnungsmethode für die Bildwiederholrate von LED-Anzeigen
Ohne Berücksichtigung des systemseitigen Designs nehmen wir an, dass die Zeit, die der Strom benötigt, um durch das LED-Lampenperle konstant ist, dann wird die Bildwiederholrate durch eine Systemformel zwischen der Adressierungszeit und der Stromgeschwindigkeit bestimmt, die durch die LED-Lampenperle fließt, ausgedrückt als:
Horizontale synchrone Abtastzeile * Bildfrequenz = Bildwiederholfrequenz
Mit dieser Formel können wir die Bildwiederholfrequenz der meisten LED-Anzeigen berechnen. Es ist zu beachten, dass die Bildwiederholfrequenz der LED-Anzeige werkseitig eingestellt wurde und nicht zwangsweise geändert werden kann. Wenn wir also Machen Sie eine LED-Anzeige Um eine höhere Bildwiederholfrequenz zu erreichen, können wir die LED-Lampe nur durch Perlen besserer Qualität ersetzen.
