Cos'è il frame rate (FPS)?
Per risolvere questo problema, cerchiamo di capirlo da un semplice esempio. Prendiamo le immagini come esempio. Se abbiamo una serie di immagini in azione, ma ogni immagine in questo gruppo è statica. Se vogliamo farla muovere, dobbiamo cambiare rapidamente queste immagini.
In questo set di immagini in continuo cambiamento, ogni immagine rappresenta un fotogramma. La velocità di passaggio tra ogni immagine è divisa per il tempo totale. Questo è il frame rate, chiamato anche frame frequency (abbreviazione: Sparatutto in prima persona). Nel concetto di GPU, rappresenta il numero di aggiornamenti al secondo, solitamente espresso in unità FPS.
Dall'immagine sopra, possiamo vedere che 60 FPS cambia più frequentemente di 24 FPS, quindi l'effetto dell'immagine visualizzato è più fluido.
Cos'è la frequenza di aggiornamento (Hz)?
La frequenza di aggiornamento indica il numero di volte in cui il display visualizza immagini al secondo e solitamente è espressa in Hertz (Hz).
Maggiore è la frequenza di aggiornamento, più stabile sarà l'effetto del display. Pertanto, la frequenza di aggiornamento di alcuni monitor specifici per gli e-sport è stata aumentata a 240 Hz, il che può risolvere meglio problemi come sbavature e salti di fotogrammi durante i giochi.
La differenza più grande tra frame rate e frequenza di aggiornamento
Poiché entrambi sono correlati al numero di immagini al secondo, i due sono facilmente confusi per definizione. Tuttavia, dopo un attento confronto, possiamo scoprire che la frequenza dei fotogrammi si riferisce al numero di passaggi tra le immagini, mentre la frequenza di aggiornamento si riferisce al tempo di disegno di ciascuna immagine, quindi i due non sono uguali.
Quando la frequenza dei fotogrammi è inferiore alla frequenza di aggiornamento, il monitor potrebbe visualizzare la stessa immagine, bloccandola; quando la frequenza dei fotogrammi è superiore alla frequenza di aggiornamento, ci sono troppi fotogrammi non validi e la visualizzazione sullo schermo non riesce a tenere il passo.
Di conseguenza, alcune immagini non possono essere visualizzate. È questa relazione non uniforme che causa lo screen tearing, il lagging e altri fenomeni.
Inoltre, il numero di fotogrammi in uscita dalla scheda grafica può essere infinitamente alto, mentre la frequenza di aggiornamento sarà limitata dall'hardware del display.
Ad esempio, utilizziamo un monitor da 60 Hz per guardare un'immagine da 150 fotogrammi, ma in realtà 90 fotogrammi dell'immagine sono fotogrammi non validi e questi numeri di fotogrammi non validi ci faranno percepire un evidente ritardo. Pertanto, solo più alta è la frequenza di aggiornamento, più fotogrammi efficaci, più fluida sarà l'immagine visualizzata.
Infine, menzioneremo la tecnologia V-Sync (sincronizzazione verticale), che può migliorare l'effetto di tearing dello schermo quando il frame rate non corrisponde alla frequenza di aggiornamento. Le attuali tecnologie di sincronizzazione verticale includono principalmente FreeSync di AMD e G-Sync di NVIDIA.
Tecnologia di aggiornamento sincrono tra FPS e frequenza di aggiornamento
La funzione di V-Sync è quella di sincronizzare il frame rate e il refresh rate per ottenere il miglior effetto del monitor. Questa tecnologia è stata originariamente sviluppata dai produttori di schede grafiche per risolvere il problema della qualità dello schermo frastagliata o strappata.
La tecnologia V-Sync calcola la frequenza di aggiornamento ottimale del monitor e del computer e interviene per garantire che la frequenza sia la stessa tra loro.
Tuttavia, questa è solo una tecnologia preventiva e non può migliorare la qualità dell'immagine. Inoltre, se la frequenza di aggiornamento supportata dal computer è molto diversa dalla frequenza di aggiornamento supportata dal monitor, vedrai comunque uno schermo che si strappa quando giochi. .
A questo proposito, è doveroso menzionare le tecnologie G-Sync di NVIDIA e FreeSync di AMD, che migliorano efficacemente il problema del tearing dello schermo causato dal V-Sync. Analizzeremo più nel dettaglio queste due tecnologie.
Sincronizzazione G
G-Sync è una tecnologia sviluppata dal produttore di schede grafiche NVIDIA per prevenire il tearing dello schermo. Utilizza una frequenza di aggiornamento variabile (nota anche come VRR o frequenza di aggiornamento dinamica) che sincronizza la frequenza di aggiornamento minima e massima con il frame rate della scheda grafica NVIDIA del sistema.
Ciò significa che quando rileva che la frequenza di aggiornamento massima tra il monitor e il computer non è sufficiente a supportare la visualizzazione, ridurrà contemporaneamente la frequenza di aggiornamento di entrambi, in modo da poter sempre visualizzare l'immagine nel miglior stato possibile.
Poiché si tratta delle prestazioni esclusive delle schede grafiche NVIDIA, non supporta i primi monitor che utilizzano chip AMD e supporta solo alcuni monitor specifici prodotti dopo il 2019.
Questo particolare monitor utilizza una tecnologia di sincronizzazione adattiva per gestire i monitor G-Sync, che soffrono di overclocking, shifting, ecc. rispetto ai monitor che utilizzano esclusivamente NVIDIA.
Sincronizzazione gratuita
FreeSync è un'altra tecnologia con frequenza di aggiornamento variabile sviluppata dal produttore di schede grafiche AMD. Si tratta principalmente di un benchmark per la tecnologia G-Sync di NVIDIA.
Rispetto alla tecnologia G-Sync, la tecnologia FreeSync è esente da royalty, il che significa che puoi utilizzare o conservare la tecnologia gratuitamente per molto tempo.
Perché la frequenza di aggiornamento variabile è più efficace nel prevenire lo screen tearing?
Perché durante il rendering di giochi complessi e video ad altissima definizione, il carico interno della GPU varia.
Quando la frequenza di aggiornamento del monitor non riesce a raggiungere il frame rate della scheda grafica, la visualizzazione sullo schermo rallenta, non riuscendo a tenere il passo con la schermata visualizzata, con conseguente discrepanza nella qualità dell'immagine e una sensazione di lacrimazione a occhio nudo.
Come accennato in precedenza, la tecnologia V-Sync è nata per mantenere la sincronizzazione tra monitor e computer ed evitare il problema del tearing dello schermo. Tuttavia, quando la differenza di frame rate tra monitor e computer è eccessiva, l'effetto migliorativo della tecnologia V-Sync non è evidente. Solo con l'avvento della tecnologia G-Sync di NVIDIA, l'utilizzo di frequenze di aggiornamento variabili ha risolto questo problema.
La frequenza di aggiornamento variabile non impone più la sincronizzazione tra il monitor e la frequenza di aggiornamento del computer. Invece, il monitor invia il frame precedente al frame buffer della scheda grafica prima di ricevere un nuovo comando di rendering.
Quando viene rilevato che è stato ricevuto un nuovo frame, il frame precedentemente memorizzato nella cache verrà rilasciato dal frame buffer, ottenendo così una commutazione senza soluzione di continuità e rendendolo invisibile all'utente. Questa è la cosa interessante delle frequenze di aggiornamento variabili.
Successivamente, FreeSync prodotto da AMD ha aggiunto la tecnologia di refresh adattivo su questa base. Questa tecnologia non solo ha una frequenza di refresh variabile, ma riduce anche la frequenza di refresh del controller di temporizzazione (TCON) e del pannello di visualizzazione, rendendolo Ha un'efficienza energetica inferiore, ha un'interfaccia più semplice ed è persino compatibile con i display che utilizzano la tecnologia G-Sync.
Quali sono i fattori chiave per divertirsi giocando?
Configurazione hardware
In generale, più è alta la frequenza di aggiornamento del monitor, più è alto il frame rate che può raggiungere e più fluida sarà l'esperienza di gioco che offrirà. Questo gioca un ruolo fondamentale in alcuni giochi di tiro e d'azione che sono estremamente difficili da gestire.
Inoltre, più alta è la risoluzione dell'immagine, più alti sono i requisiti per la scheda grafica. Ad esempio, se un gioco gira a una risoluzione di 2K, la risoluzione media dei fotogrammi è 30.
Se la stessa configurazione viene commutata su 4K, la risoluzione dei fotogrammi sarà solitamente leggermente superiore a 2K e la risoluzione media dei fotogrammi può raggiungere 35 o persino 40.
Pertanto, se non si punta molto sulla qualità dell'immagine, è possibile abbassare opportunamente la risoluzione e aumentare opportunamente la risoluzione del fotogramma, il che migliorerà l'esperienza di gioco.
sistema operativo
I sistemi di gioco per computer mainstream sono sviluppati principalmente utilizzando Windows. Altri tipi di prodotti, come TV, telefoni cellulari e altri sistemi di gioco, sono basati principalmente su Android. Sebbene i sistemi siano diversi, le frequenze di aggiornamento e i frame rate utilizzati sono gli stessi.
Tuttavia, è opportuno notare che per ottenere l'esperienza più fluida, provare ad aggiornare il sistema all'ultima versione. Poiché l'ultimo sistema non solo migliora alcune vulnerabilità del sistema, ma aggiunge anche continuamente nuove funzioni, dovremmo sempre mantenere il sistema aggiornato.
Determinare le prestazioni dell'attrezzatura
A volte la frequenza di aggiornamento non dipende interamente dal monitor. Ad esempio, un monitor supporta una frequenza di aggiornamento di 120 Hz, ma alcuni notebook possono funzionare solo a 60 Hz. In questo caso, la frequenza di aggiornamento del monitor non ha importanza perché quest'ultimo è in grado di riprodurre solo immagini a 60 Hz.
Dobbiamo utilizzare un software di lettura hardware per testare la frequenza di aggiornamento del computer e del monitor, in modo da non spendere più soldi senza ottenere l'effetto corrispondente perché non corrispondono tra loro.
Il monitor corrisponde alla scheda grafica
Come abbiamo già detto, le tecnologie utilizzate dai diversi produttori di schede grafiche non sono le stesse. Se si acquista un monitor e una scheda grafica non abbinati, sarà difficile ottenere le migliori prestazioni dal monitor. Di solito, quando si acquista un computer o un monitor, il produttore lo contrassegna da qualche parte.
Applicazione della frequenza dei fotogrammi e della frequenza di aggiornamento nel display LED
Sul Schermo LED, La frequenza dei fotogrammi si riferisce generalmente alle proprietà del file video al momento della registrazione. Non è necessario prestarvi troppa attenzione. Finché il video viene riprodotto normalmente sul nostro computer, la frequenza dei fotogrammi rientra in un intervallo ragionevole.
Ciò a cui dobbiamo prestare attenzione è il frequenza di aggiornamento del display LEDSebbene la differenza tra prodotti con bassa frequenza di aggiornamento non possa essere vista a occhio nudo, sotto la telecamera si noteranno evidenti increspature dell'acqua.
Pertanto, scegliere un display LED con frequenza di aggiornamento elevata può ottenere risultati migliori. Ora, diamo un'occhiata a come viene calcolata la frequenza di aggiornamento del display LED.
Metodo di calcolo della frequenza di aggiornamento del display LED
Senza considerare la progettazione lato sistema, assumiamo che il tempo necessario alla corrente per passare attraverso il Perlina lampada LED è costante, quindi la frequenza di aggiornamento sarà determinata da una formula di sistema tra il tempo di indirizzamento e la velocità della corrente che scorre attraverso la perla della lampada LED, espressa come:
Linea di scansione sincrona orizzontale * frame rate = frequenza di aggiornamento
Con questa formula possiamo calcolare la frequenza di aggiornamento della maggior parte dei display a LED. È importante notare che la frequenza di aggiornamento del display a LED è impostata in fabbrica e non può essere modificata forzatamente. Pertanto, se abbiamo bisogno di realizzare un display LED Per raggiungere una frequenza di aggiornamento più elevata, possiamo solo sostituire la lampada LED con perle di qualità migliore.
