Какую синхронизацию монитора выбрать
Вертикальная синхронизация, как много в этом словосочетании. За время своего активного интернет существования я множество раз встречал довольно яростные холивары среди геймеров на тему стоит ли включать эту опцию, вопросы что эта чудо-штука делает и влияет ли на производительность (по факту нет, не влияет, но в некотором роде ограничивает). Вот и недавно подобное обсуждение вспыло в одном из местных постов и мной был сделан выбор поподробнее изучить данный вопрос. Да и апгрейд, произведенный недавно, сделал проблему актуальной в личном плане. Ну да хватит пафоса.
Особых технических подробностей, как это все работает, в этом посте не будет. При желании можно просто сходить на википедию. Я же просто дам выжимку по всем основным моментам, недостаткам (ибо идеального алгоритма синхронизации на данный момент просто нет) и что с ними делать. А их, этих моментов, три. Тиринг, инпут лаг и статтеринг.
Если кратко, то это разрыв изображения, когда подготовленный видеокартой кадр не синхронизирован с частотой развертки монитора. Любой геймер так или иначе с ним сталкивался.
Именно на борьбу с этой напастью направлены разные алгоритмы синхронизации.
Если тебя подобные артефакты изображения не напрягают, то не спеши закрывать пост и дочитай до конца. Не все так просто. Так или иначе полностью от него избавится при любых значениях фпс может только вертикальная, либо быстрая синхронизация. Но остановимся на каждой из них поподробнее.
Вертикальная синхронизация (Vertical sync)
Работает постоянно. Ограничивает фпс разверткой монитора, либо половиной развертки монитора. При 60Hz - это 60 и 30 фпс соответственно (возьмем по умолчанию в дальнейших примерах, как самую популярную герцовку). Устраивает тирингу экстерминатус. Но с двумя важными но. VS добавляет среднего размера инпут лаг при выдаче картой 60 фпс и выше. Для самых маленьких - это дополнительная задержка между действием игрока и откликом экрана на это действие. В простонародии - кисель ебаный. А так же, в случае, если фпс падает ниже развертки монитора, то он либо сразу лочится на 30, либо остается 45-50-57, но с чудовищным инпут лагом. Зависит от игры. Почему? Я так и не нагуглил, ибо ленивая тварь. Видимо, зависит от движка игры или чего-то подобного. При этом на любом адекватном фпс картинка очень плавная и приятная (на сколько могут быть плавными 30 кадров в секунду - это уже другой вопрос, мб даже отдельного поста).
Вывод? Если у тебя фпс стабильно выше развертки монитора, то можно не запариваться и ставить ее.
Адаптивная вертикальная синхронизация (Adaptive V-Sync)
Алгоритм от Nvidia. Есть ли аналог у красных не в курсах, давно с ними дружба прошла. Практически тоже самое, что и обычный VS, но включается только тогда, когда фпс выше развертки. Имеет два режима работы, синхра с полной разверткой, либо с половинкой. Во втором случае залочит фпс на 30. Как следствие, в обычном режиме при просадках фпс дополнительного киселя не будет. Но появится тиринг.
Вывод? Нормальный вариант, если фпс стабильно выше развертки или с непродолжительными просадками ниже. Хорошо подходит для шутанов и прочих быстрых игор. Если же игра стабильно идет 40-55 кадров, то придется либо терпеть инпут лаг и статтеринг других алгоритмов, либо выбирать половинчатый режим и лочить фпс на стабильные 30, так как на этих значениях VS попросту не работает и все прелести в виде тиринга и статтеринга будут резать глаз.
Быстрая синхронизация (Fast sync)
Новинка от Nvidia. Работает только на максвеллах и паскалях (900 и 1000 серии карт). Лочит фпс на две развертки монитора (120 при 60HZ). Работает на любых значениях кадров. Дает минимальный инпут лаг. Убирает тиринг. И, казалось бы, вот оно - счастье! А хер там плавал. У картинки появляется статтеринг, малозаметный с мышкой и просто ужасный с геймпадом. От него может спасти либо сильный моушен блюр, либо максимум презрения. Чем выше фпс и герцовка, тем меньше статтер, но полностью от него не избавиться. Поэтому ни о какой супер плавности речи и быть не может. И вот тут я выкопал интересный момент. Вроде как у максвеллов такой проблемы нет и страдают сугубо обладатели паскалей.
Вообще замеры по инпут лагам и поглядеть на статтер можно в этом видосе. Статтер на 12:45.
Проблемы с качеством изображения в видеоиграх могут возникнуть у любого геймера. Независимо от того насколько мощный у вас ПК. Хотя на старых «машинах» такое встречается все же чаще. В статье разберем, что такое V-sync и чем отличается от G-Sync или FreeSync.
Tearing
Разрывы кадров (известные также как тиринг, от англ. Tearing), словно некто порезал картинку в игре на части и неровно склеил, могут серьезно попортить нервы геймеру. Не дав вам возможности, не то что с головой погрузиться в игру, но и просто нормально ее пройти. Выглядит это так:
Чтобы понять, как бороться с разрывами изображения, нужно знать причину их появления. Тут все предельно просто — тиринг вызван отсутствием синхронизации работы видеокарты и монитора. То есть видеокарта генерирует кадры с непостоянной частотой (это называется FPS, фреймрейт). Скорость создания новых кадров зависит от сложности 3D-сцены в видеоигре. Монитор же способен выводить кадры только с фиксированной частотой. Вот из этого несоответствия и рождаются разрывы изображения.
Если бы видеокарта по умолчанию успевала бы отрисовывать кадры перед отправкой их на монитор (как показано на схеме), то разрывы картинки канули бы в Лету. Но это недостижимая мечта.
Для плавной картинки, которую способно воспринимать человеческое зрение нужно минимум 25 к/с, иначе задержки становятся видны невооруженным глазом. Например, у вас монитор с частотой обновления 60 Гц (60 к/с). И слабенькая видеокарта, которая не справляется с генерацией кадров. Она не поспевает за монитором — тот обновляет картинку быстрее, чем видеокарта обрабатывает новые сцены. Поэтому, вместо нового целого кадра, который видеочип не успел создать полностью, монитору приходится показывать половину нового и половину старого кадра. Это и есть разрыв изображения.
Понятно, что эта конкретная проблема вызвана программной стороной медали. Поэтому и исправлять ее мы будем тоже программно.
Частота обновления монитора
Но прежде небольшое лирическое отступление про мониторы. Разные модели могут отличаться частотой обновления изображения. Стандартные 60 Гц — для обычных геймеров, максимальные 240 Гц — для киберспортсменов. Чем выше частота (известная также как вертикальная разверстка монитора), тем чаще обновляется изображение. И тем выше шанс, что задержек изображения и разрывов станет меньше. Однако в корне это проблему не решает. Есть куда более изящное решение, не требующее от вас покупки нового «киберспортивного» монитора.
Схема, наглядно показывает разницу во времени для мониторов с разной частотой обновления.
Еще лучше разницу частоты обновления в мониторах демонстрирует данное видео.
V-Sync — вертикальная синхронизация
И тут на сцену выходит технология V-Sync, известная как вертикальная синхронизация. Каждый внимательный геймер находил такой пункт в настройках практически любой видеоигры. При желании ее можно найти и в интерфейсе для вашей видеокарты под названием «Вертикальный синхроимпульс» (для интерфейса Nvidia). Это пригодится, если в настройках игры нет пункта «Вертикальная синхронизация» (такое часто можно наблюдать в инди-играх).
Вертикальная синхронизация — это технология, которая синхронизует работу видеокарты и монитора. При ее включении генерация кадров графическим процессором привяжется к частоте отображения кадров монитора.
Какие плюсы несет игроку такая привязка? Во-первых, гарантированно исчезнут разрывы изображения.Теперь кадры будут поступать на монитор в такт с частотой обновления изображения. Картинка в видеоигре станет плавной и красивой.
Во-вторых, если видеокарта мощная и выдает FPS больше, чем позволяет отобразить стандартный монитор (60 Гц), то вертикальная синхронизация снизит нагрузку на видеочип. Это позволит уменьшить нагрев видеокарты и шум системы охлаждения. Нетрудно догадаться, что это продлит срок службы графического процессора.
Казалось бы, все прекрасно. Врубай V-Sync и наслаждайся игрой. Но не тут то было. Подводные камни вертикальной синхронизации куда больше айсберга, потопившего легендарный Титаник. Большинство геймеров V-Sync выключают и терпят разрывы кадров. Почему?
Схематичная работа видеокарты и монитора при отключенной вертикальной синхронизации. Картинку рвет на две части.
Потому что включенная V-Sync может вызывать задержки вывода картинки (тормоза, фризы, инпут-лаг) во время игры. Это связано с тем, что рендеринг кадра в сложной сцене занимает больше времени, чем цикл отображения изображения на мониторе. И, если без V-Synk монитор покажет нам разорванную картинку из двух кадров, но без задержек, то в обратном случае мы увидим на экране снова старый кадр. То есть игра, хоть и на короткое время, но подвиснет.
Схематичная работа видеокарты и монитора при включенной вертикальной синхронизации. Один и тот же кадр нам показывают два раза. А это означает подвисание картинки.
Чем это хуже разрыва изображения? Тем, что в динамичной игре (особенно онлайн) а-ля CS Go или Doom Eternal вас просто подстрелят во время такого фриза. Или вы не сможете нормально прицелиться и совершить выстрел. Уж лучше разрыв кадра, чем пуля или в лоб или удар энергетическим топором по голове во время фриза. Мародер не даст соврать.
Тогда зачем она нужна? Вертикальная синхронизация хороша для «медленных» игр с одиночным прохождением. Таких, где вопрос визуальной красоты стоит важнее, чем скорость геймплея. Например, The Vanishing of Ethan Carter. Также ее рекомендуют включать, если вы играете в старую игру на мощном ПК (чтоб увеличить срок службы видеочипа).
Существует еще Adaptive Sync — адаптивная синхронизация, которая представляет собой улучшенную версию вертикальной. Она «адаптируется» под ситуацию и работает так: если появились разрывы — убирает их, включая V-Sync. А если картинка сильно тормозит — ускоряет ее, отключая V-Sync. Что приводит к появлению тиринга. Это, своего рода, «костыль», который кардинально проблему не решает.
В итоге игроки оказываются перед выбором: плавная картинка с задержками или рваное изображение, но без тормозов. Куда не кинь — всюду клин. Однако разработчики NVIDIA сумели избавить игровую индустрию и от этой дилеммы.
G-Sync — синхронизация от Nvidia
Отличие G-Sync от V-Sync заключается в том, что за рендеринг кадров и вывод их на монитор здесь полностью отвечает видеокарта. Она генерирует кадры и «приказывает» монитору их выводить только тогда, когда кадр полностью отрисован. При таком подходе частота обновления изображения из постоянной величины превращается в динамическую (при V-Sync или без нее — время обновления всегда жестко фиксировано). То есть, как только кадр готов, он сразу же появляется на экране — игроку не приходится ждать окончания цикла обновления изображения.
Плавность изображения – результат работы G-Synk. Кадры поступают на монитор сразу же после их полной отрисовки
Технология G-Sync избавляет геймера от разрывов изображения, зависаний картинки, рывков и артефактов, связанных с выводом кадров на монитор. Плавная быстрая цельная картинка — предел мечтаний true-геймера, но…
Во-первых, G-Sync имеет ограниченный диапазон использования, выраженный в FPS: от 30 к/с до 240 к/с. Максимальная планка зависит от вашего монитора. Например, 30–60 к/с для стандартного 60 Гц экрана. И если FPS упадет ниже границы и станет 25 к/с, то толку от G-Sync будет не больше, чем от обычной вертикальной синхронизации.
Во-вторых, воспользоваться G-Sync смогут только те пользователи, у которых и видеокарта, и монитор поддерживают данную технологию. И к тому же, оснащены популярным интерфейсом DisplayPort 1.2. И если с видеочипом все просто (G-Sync поддерживают все видеокарты, начиная с GeForce GTX 650 Ti Boost и выше), то монитор, возможно, придется сменить. А модели, поддерживающие данную технологию, стоят дороже, чем устройства без нее. Но и тут у нас есть альтернатива…
FreeSync — синхронизация от AMD
FreeSync — это аналог и ответ компании AMD на технологию Nvidia G-Sync. Она обеспечивает все те же прелести, что и ее предшественник, но за меньшую стоимость. Это объясняется тем, что G-Sync это запатентованная технология от Nvidia, использование которой требует лицензии (то есть дополнительных трат от производителей мониторов). FreeSync от AMD распространяется бесплатно.
Для ее использования вам понадобятся: подходящая видеокарта, монитор и интерфейс DisplayPort. Здесь подойдет видюха, начиная с серии Radeon HD 7000, выпущенной в 2012 году и любые новые экземпляры. Мониторов, поддерживающих данную технологию, тоже немало. И стоят они значительно дешевле, чем их G-Synk конкуренты. Еще один плюс FreeSync — увеличенный диапазон использования от 9 к/с до 240 к/с.
Отметим, что FreeSync можно запустить, даже имея на борту связку — видеокарта Nvidia+FreeSync монитор. Нужна лишь любая видеокарта Nvidia Geforce серии 10 (с архитектурой Pascal) и более новые, поддерживающие DisplayPort Adaptive-Sync. И немного сноровки для включения FreeSync в настройках NVidia.
Существует несколько уровней технологии FreeSync. На скриншоте хороша видна разница между ними.
Оценить разницу в ощущениях от изображения без вертикальной синхронизации, с ней, а также с G-Sync (на FreeSync будет аналогично) можно на видео ниже.
Когда целесообразно использовать G-Sync или FreeSync? Если у вас частота монитора существенно выше FPS. Например, у вас топовый 144 Гц монитор и устаревшая видеокарта выдающая, например, 30 к/с. В таком случае использование этих технологий эффективно и оправдано. Если ситуация обратная — современная видеокарта последних серий и монитор 60 Гц — читаем дальше.
FastSync и Enhanced Sync
Чтобы окончательно вас запутать в ворохе всех этих технологий, добавим, что существуют еще два вида синхронизаций — FastSync (быстрая синхронизация) от Nvidia и Enhanced Sync (улучшенная синхронизация) от AMD. Это две аналогичные технологии, которые условно можно назвать промежуточным звеном между V-Sync и G-Sync (FreeSync).
Преимущества быстрой/улучшенной синхронизаций налицо: они убирают разрывы и задержки изображения и при этом не требуют покупки нового монитора. Только наличие подходящей видеокарты. Для Fast Sync это видеокарты с архитектурой Pascal и Maxwell, включая Geforce GTX 1080, GeForce GTX 1070 и GeForce GTX 1060. Enhanced Sync поддерживается любыми графическими процессорами и их комбинациями на основе архитектуры GCN и (или) дисплеями с поддержкой технологии AMD Eyefinity.
Но и здесь есть свои ограничения. Чтобы вышеупомянутые технологии приносили толк, нужно чтобы FPS был значительно выше, чем частота монитора. Например, при FPS 120 к/с и частоте монитора 60 Гц использовать быструю/улучшенную синхронизацию имеет смысл.
Кому это нужно? Обладателям мощных видеокарт и стандартных мониторов 60 Гц. Если монитор 144 Гц, а видеокарта устаревшая и выдает FPS в 75 к/с, то FastSync и Enhanced Sync вам не нужны. Здесь необходимо использовать G-Sync или FreeSync.
Важный момент! Технологии синхронизации могут работать в связке, выдавая максимальную плавность картинки и отсутствие задержки.FastSync+G-Sync, Enhanced Sync+FreeSync — это лучшие на сегодняшний день сочетания, гарантирующие великолепные впечатления от игрового процесса.
Стоит знать еще и то, что быстрая синхронизация (Fast Sync) пока не поддерживается для игр DX12.
Артефакты изображения
С разрывами, подергиваниями и подвисаниями, связанными с проблемами вывода кадров с видеокарты на монитор разобрались. Все остальные неприятности, вызванные другими причинами — это артефакты изображения.
Они представляют собой различные искажения картинки. Это не разрывы кадра. Чаще всего полосы на экране, точки, квадратные и прямоугольные скопления, фантомы и другие искажения. Отметим, что неполадки должны наблюдаться именно во время запуска игр или других «тяжелых» графических приложений, нагружающих видеокарту. Если точки на мониторе висят постоянно, то это битые пиксели. Не перепутайте!
Вот здесь на скриншоте явно не артефакт изображения:
Артефакты изображения могут иметь программное или аппаратное происхождение (как показывает практика, чаще всего второй вариант).
Что можно сделать, чтобы избавиться от артефактов программно:
Проблема может крыться и в самой игре. Скачали пиратский репак — получили проблему с изображением. Крайне редкое явление, но может случиться. Тут поможет установка другой версии игры.
Большинство аппаратных проблем, вызывающих артефакты изображения, своими руками решить невозможно. Просто перечислим их для развития кругозора:
- Физическое повреждение видеокарты. На глаз определить сложно (если вы не специалист). Например, вздувшиеся конденсаторы заметить можно, (они видны далеко не на всех видеокартах), а вот отслоение графического чипа вы вряд ли заметите.
- Недостаток питания. Мощные видеокарты требуют дополнительного питания. Вставить ее в слот на материнке одно, другое — нужно дополнительно подключить к блоку питания. И может оказаться так, что новую видюху старый БП просто не тянет. Чаще всего видеокарта просто откажется работать, но функционирование вполсилы с артефактами потенциально возможно.
- Неисправность материнской платы или центрального процессора. Могут вызывать проблемы с изображением, только если видеокарта встроенная. Последние — для гейминга не лучший вариант, но для старых игр — вполне сгодятся.
Но и здесь стоит понимать, что если графический процессор устаревший и не справляется с современными играми, то хоть лед к нему приложите (так делать точно не стоит) — кардинально ситуацию это не исправит.
В случае возникновения подозрения, что шалит именно «железо», несем его в специализированный сервисный центр.
Заключение
Если вы заядлый геймер или киберспортсмен и сталкмиваетесь с вышеперечисленными проблемами, то покупка монитора с частотой 144 Гц (и выше) с поддержкой G-Sync или FreeSync технологии + соответствующая видеокарта — вопрос решенный.
Если же вы просто играете время от времени и динамичные шутеры — это не про вас, то вполне можно обойтись стандартным монитором 60 Гц и маломощной видеокартой. В таком случае не забудьте включить виртуальную синхронизацию!
В идеальном случае эти два отрезка времени должны быть равны — тогда, когда на мониторе закончится старый кадр, к нему подоспеет новый кадр и они плавно пойдут друг за другом, не создавая проблем. Но видеокарта может «обгонять» монитор.
И тут необходимо понимать, что мониторы работают с определёнными частотами обновления — количеством обновления кадров в секунду. Измеряется частота обновления в герцах. Мониторы с 60 Гц обновляют картинку 60 раз за секунду, 144 Гц — 144 раза за секунду.
Возвращаясь к видеокарте и монитору — значение кадров в секунду, выходящих из видеокарты, плавает, и может быть как меньше 60, так и больше. Оба случая приводят к проблемам.
Если кадры «тяжёлые» (большой взрыв трёх машин в 4K-разрешении, например), то рендер будет долгим и видеокарта может выдать меньше 60 кадров за секунду. Из-за этого монитору не хватает кадров, чтобы воспроизвести одну секунду, и игра компенсирует это и формирует кадры, где действие проходит быстрее, чтобы игровой процесс не замедлился. Но потом «тяжёлые» кадры проходят, и время рендера становится прежним. Но игра ещё не успела перестроиться и по-прежнему заставляет рендерить ускоренные кадры — из-за чего в какой-то момент может пойти смещение и возникнет статтер. Пример работы такого алгоритма — ниже (в верхней части ролика все кадры рендерятся за одинаковое время, в нижней время колеблется).
Обратный вариант: видеокарта рендерит больше кадров в секунду, чем способен показать монитор. Это приводит к тому, что на мониторе может появиться сразу несколько кадров.
Подобные разрывы бросаются в глаза, и их частое появление может вызвать тошноту, боль в глазах или головокружение. В таком случае речь идёт не просто о плавной игре, но и о здоровье человека, потому борьбе с подобным уделено большое внимание. Ниже рассмотрены методы синхронизации видеокарты и монитора, которые позволяют избавиться от подобных проблем.
Вертикальная синхронизация — дёшево и сердито
Вертикальная синхронизация (Vertical Synchronization, V-Sync) — своеобразный «костыль», редко помогающий сам по себе. Принцип работы прост: он замедляет видеокарту, заставляя её выпускать столько кадров в секунду, сколько может производить монитор. Таким образом, «лишних кадров» не появляется и видеокарта синхронизирована с монитором. Но проблемы есть: если возможный FPS значительно превышает заданный синхронизацией, то игра хуже реагирует на действия игрока — многие жалуются, что кажется, будто персонаж (независимо от игры) двигается «как в молоке».
Тем не менее, не решается проблема и с кадрами, которые рендерятся дольше и из-за которых видеокарта выдаёт в секунду меньше, чем может показать монитор. Потому что V-Sync в таком случае сокращает число выводимых кадров до кратного частоте монитора. Например, если у вас монитор с 60 Гц, а видеокарта выводит 55 кадров в секунду, то V-Sync срежет выводимое число кадров до 30, чтобы картинка шла плавнее. В результате FPS падает и ощущения становятся ещё хуже.
Адаптивная синхронизация — старший брат V-Sync
Nvidia разработала адаптивную синхронизацию на замену вертикальной. Принцип её действия прост — если видеокарта выдаёт больше 60 кадров в секунду, V-Sync включается автоматически. Если кадров меньше необходимого — вертикальная синхронизация отключается. Если частота выше — работает вертикальная синхронизация и убирает разрыв изображения. Если частота ниже — она не блокируется на конкретном значении и (в теории) всё работает хорошо.
Однако на практике подобный метод помогает не всегда и проблемы вертикальной синхронизации всё ещё могут встречаться.
G-Sync — дорого, но эффективно
Ещё один способ от Nvidia. Компания разработала специальные мониторы G-Sync, которые подстраивают свою частоту под частоту видеокарты. То есть, если на монитор G-Sync с частотой 120 Гц подаётся 80 FPS, то монитор снизит свою частоту до 80 Гц.
Убирая все минусы вертикальной синхронизации (статтеринг, разрыв изображения, задержку управления), G-Sync является очень хорошим вариантом. Но, вместе с этим, очень дорогим, так как G-Sync работает только на мониторах с предустановленным чипом от Nvidia и требует повышенной мощности.
FreeSync — упрощённая G-Sync
После G-Sync, основным порогом которой стала цена, AMD представила свой вариант — Radeon FreeSync. Принцип работы FreeSync не отличается от G-Sync: монитор синхронизируется с видеокартой и работает на её частоте.
Однако свои отличия есть. Если G-Sync продолжает работать по этому принципу на низких FPS, мониторы с FreeSync начинают использовать «традиционные» методы синхронизации, возвращая старые помехи — и статтер, и разрыв изображения, и задержку управления.
Но если G-Sync использует свой собственный чип, FreeSync работает на DisplayPort — уже разработанной до этого технологии. Говоря кратко: для FreeSync тоже нужен специальный монитор, но FreeSync-монитор будет дешевле монитора с G-Sync.
VRR и совместимость FreeSync с G-Sync
На CES 2019 Nvidia представила новое внедрение G-Sync — теперь синхронизация монитора будет обеспечена функцией Variety Refresh Rate (VRR, присутствует в HDMI 2.1) и видеокартами Nvidia GTX 10 поколения или Nvidia RTX 20 поколения. Для такой технологии требуется монитор с FreeSync.
Это значительно расширяет список подходящих мониторов, а также даёт шанс, что любой монитор сможет работать с G-Sync.
Новые технологии FreeSync и G-Sync положат конец разрывам, «фризам» и ошибкам отображения у приложений, требовательным к графике. Специалисты CHIP расскажут, как они работают.
Тот, кто использует свой ПК для игр, знаком с чувством разочарования многих геймеров, когда видеокарта и монитор действуют каждый в собственном ритме. Несмотря на достаточную производительность компьютера, динамичные сцены «тормозят» на мониторе и отдельные изображения искажаются до неузнаваемости. Причиной этого является отсутствие синхронизации видеокарты и монитора. Монитор настроен на фиксированную частоту обновления — 60 Гц. Он «ожидает», что видеокарта 60 раз в секунду (т. е. каждые 16,7 миллисекунд) будет отправлять ему полностью обсчитанное отдельное изображение, которое он «отрисует» построчно сверху вниз. Такой принцип неплохо работает на настольном ПК, с играми это получается хуже.
Разрывы изображения и зависания
Причина всех проблем состоит в том, что графические процессоры «отрисовывают» картинку не с фиксированными скоростями. Частота кадров в игре похожа на поездку на «американских горках», в зависимости от того, какое количество деталей необходимо «обсчитать» в одном изображении. Характерно, что мощные видеокарты в диапазоне Full-HD достигают максимальной частоты кадров свыше 100 fps (кадров в секунду), однако в отдельных сценах, требующих большого объема вычислений, частота падает значительно ниже необходимых 60 кадров в секунду. Если заглянуть в «список сильнейших» по версии Chip, видно, что даже видеокарты топ-класса в сравнительном тесте 4К достигают максимального значения всего 50 fps. Независимо от разрешения (HD или даже 4К) проблема одна и та же: вывод изображения видеокартой и его воспроизведение на мониторе рассинхронизированы.
Только через DisplayPort пока работают G-Sync и FreeSync, поддержка HDMI планируется в будущем
Если видеокарта создает более 60 кадров в секунду, монитор во время формирования одного изображения уже переключается на следующее. Следствием являются неприглядные эффекты «разрыва изображения». Если изображение построено наполовину и в этот момент происходит обновление отображения следующего изображения, то в верхней части монитора еще видно предыдущую картинку, а под ней уже создается новая; и изображение буквально «разрывается». Совершенно другая проблема возникает в том случае, если видеокарта не может достаточно быстро рассчитывать необходимые изображения. В этом случае одинаковые изображения должны быть переданы несколько раз, что приводит к «торможению» эпизодов игры.
Синхронизация монитора и видеокарты
Технологии FreeSync (AMD) и G-Sync (nVidia) призваны покончить с названными проблемами. Они просто изменяют тактику и «приспосабливают» монитор к частоте кадров видеокарты. При этом происходит динамическая синхронизация с выходным сигналом графического процессора. Что для этого требуется? Помимо соответствующей видеокарты — сертифицированный монитор и драйвер. Ассоциация стандартизации видеоэлектроники (VESA, Video Electronics Standards Association) называет Adaptive Sync технологией, при которой видеокарта обрабатывает каждое изображение столько времени, сколько необходимо, и немедленно отправляет результат на монитор, который «ожидает» его. Если видеокарта создает (как в нашем примере с разрешением 4К) только 50 изображений в секунду, монитор также выдает только 50 кадров в секунду. Если видеокарта создает 135 кадров, то и монитор работает с частотой 135 fps. FreeSync представляет собой официальную реализацию стандарта Adaptive Sync.
Компания nVidia с технологией G-Sync подхватила только основную идею, однако разработала собственное решение. Поэтому обе технологии во многом схожи, однако существуют и различия. G-Sync охватывает диапазон частот от 30 до 144 Гц. Технология FreeSync в теории осуществляет синхронизацию в диапазоне 9-240 Гц, однако FreeSync-мониторы пока поддерживают только диапазон 40-144 Гц.
В G-Sync-мониторы встроен собственный аппаратный модуль (преобразователь) с процессором обработки изображений и памятью, с помощью которого осуществляется управление т. н. «вертикальным интервалом гашения». Этот термин относится к промежутку между двумя кадрами, а именно — времени от вывода последней строчки кадра «n» до вывода первой строки кадра «n+1».
В случае если расчет следующего кадра еще не завершен, модуль G-Sync может просто отображать существующий кадр. Если кадр уже рассчитан видеокартой, она посредством модуля G-Sync проверяет, занят ли монитор формированием изображения или находится в интервале гашения. Видеокарта передает новый кадр только в том случае, если изображение не формируется в данный момент. FreeSync-мониторы работают по-другому: им не требуется дополнительный аппаратный модуль, однако они оснащены контроллером сигнализации в разъеме DisplayPort, которым, однако, оборудованы не все мониторы. Контроллер управляет длительностью вертикального интервала гашения.
![Скажи «нет» артефактам: как работают технологии G-Sync и FreeSync]()
В одно и то же время: быстро и медленно
Технологии FreeSync и G-Sync предъявляют высокие требования к мониторам. С одной стороны востребованными являются малые периоды срабатывания для эксплуатации с частотой 144 Гц, с другой стороны, мониторы также должны работать, даже если видеокарта формирует кадры с малой частотой. В режиме 30 Гц одно изображение поступает примерно каждые 33 мс. В этом случае жидкие кристаллы очень быстро возвращаются в свое исходное состояние, и изображение теряет яркость. Для предотвращения этого мониторы используют особую функцию увеличения производительности (Overdrive), которая в «скоростном» режиме обеспечивает скачок напряжения при отклике. При отсутствии функции Overdrive время отклика монитора, напротив, весьма значительное.
ФОТО: AOC; Asus; MSI; Acer СКРИНШОТЫ: Electronic Arts aus «Star Wars: Battlefront» (эффект «разрыва» — симуляция)
Читайте также: