Что такое частота кадров (FPS)?
Чтобы решить эту проблему, давайте разберем ее на простом примере. Возьмем в качестве примера фотографии. Если у нас есть набор картинок действия, но каждая картинка в этой группе статична. Если мы хотим заставить ее двигаться, нам нужно быстро переключать эти картинки.
В этом наборе постоянно переключающихся изображений каждое изображение представляет собой кадр. Скорость переключения между каждым изображением делится на общее время. Это частота кадров, также называемая частотой кадров (сокращение: ФПС). В концепции графического процессора он представляет собой количество обновлений в секунду, обычно выражаемое в единицах FPS.
На рисунке выше мы видим, что частота 60 FPS переключается чаще, чем 24 FPS, поэтому отображаемый эффект изображения более плавный.
Что такое частота обновления (Гц)?
Частота обновления — это количество раз, которое дисплей отображает изображения в секунду, и обычно выражается в герцах (Гц).
Чем выше частота обновления, тем стабильнее будет эффект отображения. Поэтому частота обновления некоторых мониторов, предназначенных для киберспорта, была увеличена до 240 Гц, что может лучше решать такие проблемы, как размытие и пропуск кадров во время игр.
Самая большая разница между частотой кадров и частотой обновления
Поскольку оба связаны с количеством изображений в секунду, их легко спутать по определению. Однако после тщательного сравнения мы можем обнаружить, что частота кадров относится к количеству переключений между изображениями, тогда как частота обновления относится ко времени прорисовки каждого изображения, поэтому эти два понятия не равны.
Если частота кадров ниже частоты обновления, на мониторе может отображаться одна и та же картинка, что приводит к замиранию изображения; если частота кадров выше частоты обновления, появляется слишком много недействительных кадров, и экран не справляется.
В результате некоторые изображения не могут быть отображены. Именно это неравное соотношение вызывает разрывы экрана, задержку и другие явления.
Более того, количество кадров, выводимых видеокартой, может быть бесконечно большим, в то время как частота обновления будет ограничена аппаратным обеспечением дисплея.
Например, мы используем монитор 60 Гц для просмотра 150-кадровой картинки, но на самом деле 90 кадров картинки являются недействительными кадрами, и эти недействительные номера кадров заставят нас почувствовать очевидную задержку. Поэтому, только чем выше частота обновления, тем больше эффективных кадров, тем более плавной будет отображаемая картинка.
В заключение мы упомянем технологию V-Sync (вертикальная синхронизация), которая может улучшить ощущение разрывов изображения на экране, когда частота кадров не соответствует частоте обновления. К современным технологиям вертикальной синхронизации относятся в основном FreeSync от AMD и G-Sync от NVIDIA.
Технология синхронного обновления между FPS и частотой обновления
Функция V-Sync заключается в синхронизации частоты кадров и частоты обновления для достижения наилучшего эффекта монитора. Эта технология изначально была разработана производителями видеокарт для решения проблемы неровного или разрывного качества экрана.
Технология V-Sync рассчитает оптимальную частоту обновления монитора и компьютера и обеспечит одинаковую частоту между ними.
Однако это всего лишь профилактическая технология, которая не может улучшить качество изображения. Более того, если частота обновления, поддерживаемая компьютером, сильно отличается от частоты обновления, поддерживаемой монитором, вы все равно увидите разрывы экрана во время игр.
Здесь необходимо упомянуть технологии NVIDIA G-Sync и AMD FreeSync, которые эффективно решают проблему разрывов изображения, возникающих при использовании V-Sync. Мы проведем дальнейший анализ этих двух технологий.
G-синхронизация
G-Sync — это технология, разработанная производителем видеокарт NVIDIA для предотвращения разрывов изображения на экране. Она использует переменную частоту обновления (также известную как VRR или динамическая частота обновления), которая синхронизирует минимальную и максимальную частоту обновления с частотой кадров видеокарты NVIDIA.
Это означает, что когда он обнаруживает, что максимальная частота обновления между монитором и компьютером недостаточна для поддержки отображения, он одновременно снижает частоту обновления обоих устройств, чтобы всегда отображать изображение в наилучшем состоянии.
Поскольку это уникальная производительность видеокарт NVIDIA, она не поддерживает ранние мониторы с чипами AMD и поддерживает только некоторые определенные мониторы, выпущенные после 2019 года.
В этом конкретном мониторе используется технология адаптивной синхронизации для работы мониторов G-Sync, которая страдает от разгона, смещения и т. д. по сравнению с мониторами, использующими исключительно NVIDIA.
FreeSync
FreeSync — это ещё одна технология с переменной частотой обновления, разработанная производителем видеокарт AMD. В основном она используется для тестирования технологии NVIDIA G-Sync.
По сравнению с технологией G-Sync, технология FreeSync не требует лицензионных отчислений, что означает, что вы можете использовать или владеть технологией бесплатно в течение длительного времени.
Почему переменная частота обновления более эффективна для предотвращения разрывов изображения на экране?
Потому что при рендеринге сложных игр и видео сверхвысокой четкости внутренняя нагрузка на графический процессор меняется.
Если частота обновления монитора не может достичь частоты кадров видеокарты, изображение на экране замедляется, что приводит к несоответствию изображения отображаемому на экране, что приводит к несоответствию качества изображения и ощущению разрывов изображения невооруженным глазом.
Как мы уже упоминали ранее, технология V-Sync появилась для того, чтобы обеспечить согласованность двух параметров и избежать проблемы разрывов изображения. Однако, как только разница в частоте кадров между монитором и компьютером становится слишком большой, эффект улучшения от технологии V-Sync становится неочевидным. Только с появлением технологии G-Sync от NVIDIA использование переменной частоты обновления позволило решить эту проблему.
Функция переменной частоты обновления больше не требует синхронизации частоты кадров монитора и компьютера. Вместо этого монитор передает предыдущий кадр в буфер кадров видеокарты, прежде чем получить новую команду рендеринга.
Когда обнаруживается, что получен новый кадр, ранее кэшированный кадр будет освобожден из буфера кадра, тем самым достигая бесшовного переключения и делая его невидимым для пользователя. Это классная вещь в переменных частотах обновления.
Позже FreeSync производства AMD добавила на этой основе технологию адаптивного обновления. Эта технология не только имеет переменную частоту обновления, но и снижает частоту обновления контроллера синхронизации (TCON) и панели дисплея, что делает ее более энергоэффективной, имеет более простой интерфейс и даже совместима с дисплеями, работающими по технологии G-Sync.
Каковы ключевые факторы получения удовольствия от игры?
Конфигурация оборудования
В общем, чем выше частота обновления монитора, тем выше частота кадров, которую он может достичь, и тем более плавный игровой процесс он обеспечит. Это играет важную роль в некоторых шутерах и экшенах, которые чрезвычайно сложны в управлении.
Кроме того, чем выше разрешение картинки, тем выше требования к видеокарте. Например, если игра идет в разрешении 2К, то среднее разрешение кадров составляет 30.
Если та же конфигурация переключена на 4К, разрешение кадра обычно будет немного выше 2K, а среднее разрешение кадра может достигать 35 или даже 40.
Поэтому, если вы не слишком гонитесь за качеством изображения, вы можете соответствующим образом снизить разрешение и соответствующим образом увеличить разрешение кадра, что улучшит игровой процесс.
Операционная система
Основные игровые компьютерные системы в основном разрабатываются с использованием Windows. Другие типы продуктов, такие как телевизоры, мобильные телефоны и другие игровые системы, в основном основаны на Android. Хотя системы различаются, используемые частоты обновления и частоты кадров одинаковы.
Однако следует отметить, что для получения наиболее гладкого опыта попробуйте обновить систему до последней версии. Поскольку последняя версия системы не только устраняет некоторые уязвимости системы, но и постоянно добавляет новые функции, мы всегда должны обновлять систему.
Определить производительность оборудования
Иногда частота обновления экрана зависит не только от монитора. Например, монитор поддерживает частоту обновления 120 Гц, но некоторые ноутбуки могут использовать только 60 Гц. В этом случае частота обновления монитора не имеет значения, поскольку он способен воспроизводить только 60 Гц.
Нам необходимо использовать какое-то аппаратное программное обеспечение для считывания частоты обновления компьютера и монитора, чтобы не тратить больше денег, но и не получить соответствующего эффекта, поскольку они не соответствуют друг другу.
Монитор соответствует видеокарте
Как мы уже говорили, технологии, используемые разными производителями видеокарт, не одинаковы. Если вы купите несоответствующие монитор и видеокарту, будет сложно получить максимальную производительность от монитора. Обычно, когда мы покупаем компьютер или монитор, производитель отмечает это где-то.
Применение частоты кадров и частоты обновления в светодиодном дисплее
На Светодиодный дисплей, Частота кадров обычно относится к свойствам видеофайла на момент записи. Нам не нужно уделять ей слишком много внимания. Если видео воспроизводится нормально на нашем компьютере, частота кадров находится в разумных пределах.
На что нам нужно обратить внимание, так это на частота обновления светодиодного дисплея. Хотя разницу между продуктами с низкой частотой обновления невозможно увидеть невооруженным глазом, под камерой будет видна очевидная рябь на воде.
Поэтому выбор светодиодного дисплея с высокой частотой обновления может дать лучшие результаты. Далее давайте рассмотрим, как рассчитывается частота обновления светодиодного дисплея.
Метод расчета частоты обновления светодиодного дисплея
Не принимая во внимание конструкцию со стороны системы, мы предполагаем, что время прохождения тока через Светодиодная лампа-бусина постоянна, то частота обновления будет определяться системной формулой между временем адресации и скоростью тока, протекающего через светодиодную лампу, выражаемой как:
Горизонтальная синхронная строка развертки * частота кадров = частота обновления
С помощью этой формулы можно рассчитать частоту обновления большинства светодиодных дисплеев. Стоит отметить, что частота обновления светодиодного дисплея устанавливается на заводе и не может быть изменена принудительно. Поэтому, если нам нужно сделать светодиодный дисплей Чтобы достичь более высокой частоты обновления, мы можем только заменить светодиодную лампу на более качественные шарики.
