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一篇全看懂!游戏撕裂/垂直同步/FreeSync到底都是啥?!!

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发表于 2018-10-23 16:50:51 | 显示全部楼层 |阅读模式

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QQ截图20181020060031.png

本文合计约6000字,共有图片60张,手机阅读大约需要流量40M(可能不止?)

引言
TIM截图20181013002044.png
开门见山的说,这年头从小白水平起步学电脑是真不容易,身边的大佬动不动就给你整一堆专业词汇,比如Aura Sync/Mystic Light Sync/H sync/Free Sync/G-Sync……
TIM图片20181016024850.gif
大佬你说的都是啥啊,我家百度已经反应不过来了。
TIM截图20181016025324_看图王.png

好好好我努力控制住自己的笑意(?)给你详细介绍一下游戏撕裂、垂直同步和FreeSync这几种东西的关系吧。

哦对了,考虑到理论部分内容可能比较枯燥,我尽可能用幽默一点的语气来讲哦~~

什么是画面撕裂?
画面撕裂演示.png

想要搞清楚这几样东西的关系,首先一定得知道什么是画面撕裂/为什么画面会撕裂?

简单来说的话,就是在玩游戏的过程中,游戏画面可能突然出现上下部分的画面产生明显错位,就好像是两张图片随机叠在一起一样。

比如上面图中示例的游戏画面,就是上下发生了明显的画面错位,也就是产生了撕裂(感谢我国最大搜索引擎开发商赞助的图片素材)。

为什么会有画面撕裂?
421390788_0_0_0_EF538120D84F18AFBF52E49B1DB8C4EF_.jpg
好问题,不过这个问题解释起来解释起来有点麻烦,我们要从游戏FPS(也就是实时刷新率)说起。
合成-1.gif

首先我们看这样一张图,如果我把下面的字遮起来的话,你能说出来哪个Logo演化的过程更流畅呢?

其实这原本是一个非常流畅的小动画,但是我把他的帧率分别调整成了60/30/15,多去的帧全部去掉(也就模拟出了游戏画面分别在60/30/15FPS时的效果),然后就不难发现——30FPS和60FPS虽然相差一般,但是肉眼不太容易直接看出区别;而相比之下15FPS的画面看起来总感觉很“肉”,虽然画面长度是完全一样的但是就是觉得15FPS觉得比其他的慢一些。

那么怎么解决这种低FPS下画面“反应迟钝”的问题呢?没错就是通过性能把FPS硬给怼上去!

TIM图片20181016031017.jpg

可是很遗憾,死命怼FPS是会带来副作用的。

画面正常刷新.gif

我们应该知道,显示器在显示每一帧画面的时候,是按照从上到下从左到右的顺序一个像素一个像素地更新画面元素,并且像素刷新的过程快到肉眼看不见,然后我们的肉眼看到的只有连贯的游戏画面(如上图,不同画面在不断刷新给肉眼传递信息)。

这在理想状态下当然没什么问题,因为显示器的速度足够完成这个过程(事实证明我们的肉眼还真就看不到单个像素在刷新的过程),但是随着游戏硬件性能突飞猛进,显示器接收到的画面帧率越来越高的时候,问题就产生了。

帧率不同步演示.gif

在过去,绝大部分显示器的刷新率都是60FPS,这个[60FPS]的速率是锁死的——也就是固定每1/60秒刷新一帧画面。

可是很遗憾电脑的计算性能和游戏画面的复杂程度是会产生一定波动的,假定电脑主机在1秒内正好渲染出60帧画面,但是每两帧之间的生成时间其实是完全不对等的——比如说电脑可能前半秒已经渲染出了50帧画面,而剩下半秒只渲染了10帧画面。

显示器:我去你不要突然塞进这么多啊我反应不过来!

主机:没关系马上我就没有这么多了。

显示器:你怎么回事啊我丢,现在又送过来5帧让我当20帧用?你打发讨饭的呢???

于是乎,显示器就只能对着主机这么没羞没臊(?)地瞎搞,主机送的帧数太多就私吞一点,送的太少就把仅有的帧数重复好几遍凑数。

于是,显示器说主机有锅,主机便有了锅。

在主机生成帧数太少的时候,画面因为在重复仅有的一些帧数,所以肉眼观察会觉得画面卡顿很明显。

所以你哔哔了半天还是没说撕裂是什么东西!

哎哟看官别急啊这就讲到了。

画面错误刷新.gif

前面说了生成帧率远低于显示器刷新率的时候会造成卡顿,可是生成帧率太高也会把显示器玩坏的(?)。

在大多数情况下,显示器可能在刷新第二帧画面的过程中已经接收到了第三帧的信息,第二帧的剩余部分就被硬生生忽略开始直接刷新第三帧(如上图),这一刷是不要紧,但是如果帧率非常高呢?想象一下,一个720行像素的画面,显示器刷了100行的画面A,第101行开始整画面B,然后第250行接收到了画面C而又跳过了画面B……

是不是一下子感觉显示器很菜?

那我的游戏画面是不是已经没救了?我回家就把那个辣鸡显示器砸了然后卖掉我的Vega64/GTX1080 。

别着急嘛,这不是还有垂直同步和FreeSync解除画面撕裂不是。

剩下的需要用实机测试说明
DSC05123.jpg
要讲FreeSync,没有支持FreeSync的显示器可是不行的,而在下虽然手上有一台,但是考虑到是比较老的款式,所以问隔壁楼富二代借来用一下他的,飞利浦旗下的328M6。
DSC05128.jpg
这是一款31.5寸的曲面屏,曲率1800R;画面最高支持2560*1440@144Hz,同时支持HDR和FreeSync。
DSC05130.jpg
由于是借来的所以开箱我就少说点,包装箱顶部除了功能介绍的图样之外还有一个飞利浦显示器官方号的二维码。
DSC05133.jpg
我手上这款确切的型号是328M6FJR(所以说到底为什么要设计这么长的名字?),Made in China!
DSC05137.jpg
DSC05140.jpg
打开包装后,包装用的泡沫真的是相当厚实,附赠的相关线材也应有尽有,除了基础的电源之外,一根DP+一个HDMI还有一个公对公音频转接线。
DSC05144.jpg
DSC05146.jpg
数据显示这台显示器实际运作功率大概是90W的样子,另外这根音频转接线两端都带有抗干扰的消磁环,点个赞。
DSC05148.jpg
然后就是显示器本体辣~显示器背面的标签上有不得拆解的警示,另外通过接口下方的小字可以看出虽然显示器有两个HDMI接口,实际上只有一个HDMI2.0,另一个的带宽只有HDMI1.4,需要使用HDMI连接的小伙伴不要插错了。
DSC05151.jpg
嗯,一群现代化接口中混进了一个蓝色的奸细(DVI:你们现在这些厂家怎么回事?我不要面子的?)
DSC05152.jpg
背部的支架安装处同时也是壁挂支架的安装点,另外这个支架安装的时候只要按一下下面这个按钮就可以了,毫不费力的说~~
装支架.gif
拆支架.gif
以防万一还是放两个GIF吧,这样就简单明了辣~~
DSC05153.jpg
另外,这款显示器整个机身就只有这一个摇杆,需要关闭显示器的话得按住这个摇杆大概三到五秒的样子。
DSC05157.jpg
装好以后就是这个样子辣。
DSC05168.jpg
显示器面板的左下角贴着一条主要功能的贴纸,另外可以看出这款显示器的外边框(不考虑黑边)相当窄,基本做到了“视觉无边框”的程度。
GIF.gif
显示器的支架我没有单独拍照片,不过做了一个GIF表现他的升降和旋转功能,可动的范围还是不小的,不过这个支架在装上屏幕的时候不能左右旋转,稍微有那么一点可惜。
DSC05170.jpg
我不知道是我的黑卡太菜还是我人太菜,显示器下方其实是有一段支持RGB的灯条的,这样可以保证在光线很差的室内长时间使用也不会伤到眼睛,可惜调了好多参数都拍不好那个灯光,记这个没法在暗处拍RGB的菜鸡黑卡一个仇(真香)!
深红概述.png
显示器介绍完了提一嘴测试平台,我用了自家的Ryzen R7 2700X+RX580 8G主机,Windows10版本号1803(为什么我前两天更新过可是没有变1809?被微软安排了??),在电脑的电源策略设置中选择“高性能”模式。
显示设置.png
显示器接上主机后默认是60Hz模式的,需要手动设置一下,另外我发现在低分辨率的时候显卡驱动最高可以开启12Bit色深度,但是在打开2K+144Hz之后最高就只能开启8Bit了,瞬间感觉不那么美滋滋了!
Freesync标签.png

在Radeon驱动设置中,FreeSync的选项最开始是默认关闭的,需要用户手动打开。在打开FreeSync之后,真的可以感受到电脑画面变得比之前好舒服,如果说不开FreeSync的画面是砂砾在坡道上匀速滚动的话,那么打开了FreeSync之后的画面就真的是水在坡面上不收阻力地流动了。

【原谅我手上的设备不足以将FreeSync的真实体验拍摄下来,而且本文更多还是偏向于科普为主,但是FreeSync开启之后那种如丝般润滑的感觉真的是非得亲身体验一波才能知道的畅快啊】

另外这个48至144Hz,在早期的FreeSync只支持60Hz以上才能起作用,帧数太低是无效的,不过前不久AMD更新了向下兼容的FreeSync2(也就是只要你的硬件支持FreeSync一代,他就可以支持FreeSync2),增加了HDR支持的同时拓宽了FPS的支持范围,很棒棒哦。

震惊!FreeSync和垂直同步竟有这样的区别

说起来你可能不信,垂直同步在诸多场景下都是会影响电脑性能发挥的。不信我给你跑两个游戏给你看看,
csgo_2018_10_16_00_50_59_459.bmp
一般越是射击类的快节奏游戏,就越需要跑到高帧数,CS:GO无疑是所有FPS类游戏中最为经久不衰的一款(想测PUBG来着,但是PUBG帧数拉不开CS:GO这么大的差距遂罢手)了,在游戏中开启除垂直同步以外的所有画面效果,在1080P分辨率下进行性能测试。
2K.bmp
2K.jpg
2K.jpg
嗯…上面三张图分别是打开FreeSync关闭垂直同步/同时关闭FreeSync和垂直同步以及关闭FreeSync打开垂直同步的帧数图,可以看出在不开启垂直同步的前提下,开或不开FreeSync对显卡的性能并不会带来什么明显的影响,但是打开垂直同步则会将显卡输出的帧率强制锁定为显示器的刷新频率。
2018.10.gif
另外我一定要吹一波A卡的这个Alt+R组合键,可以在任何界面瞬间呼出Radeon驱动的侧边栏,紧急拯救自己忘记修改的显卡选项!直播模式也能用!录屏模式也能用!我如果没有这个开关的话,这次测试要多浪费一大堆开关游戏+重新设置的时间!
1080P.jpg
1080P.jpg
1080P.jpg

那么1080P下的帧数超级高,换成2K的1440P又如何呢?

还是上方一样的图片顺序,可以看出的是两次测试下FreeSync都没有对电脑性能造成什么影响,而垂直同步则将显卡的帧率强制锁定为显示器的刷新频率了。

NeedForSpeedPayback_2018_10_16_01_24_37_880.jpg

要是在所有赛车竞速游戏里面挑的话,极品飞车(NFS)系列不一定是最受好评的,但绝对是知名度最高的。本身赛车游戏也有着画面节奏超快/场景变化大的特点,所以用来测试一下也是相当不错的。

1080.jpg

1080.jpg

1080.jpg

当主机输出帧率高于显示器刷新率,垂直同步会锁定出显示器的刷新率,那么如果输出帧率达不到显示器的刷新率的?事实证明垂直同步在某种程度上还是会对游戏的FPS产生一定影响的,不过这个影响倒没有想象中那么大。

1440.jpg

1440.jpg

1440.jpg

然后再看看2K下的FPS读数,这次垂直同步似乎没有带来什么性能方面的影响了,和开启FreeSync的体验基本一致。

另外有意思的是,在第二轮NFS的测试中,肉眼可以感觉的2K分辨率的撕裂要比1080P下面要严重一些。这是为什么呢?

TIM截图20181016054507.png

现在我可以回答几个问题了

为什么会“感觉的2K分辨率的撕裂要比1080P下面要严重”?

理论上来讲这存在一个间接关系,因为一般2K分辨率下的FPS没有1080P下的高——导致了就算同样出现了撕裂的画面,2K撕裂画面的存在时间也比1080P的撕裂画面要长——撕裂存在时间长所以感觉上更明显一些。

FreeSync和垂直同步是通过什么手段实现的画面不撕裂?

前面我们讲清楚了为什么画面会产生撕裂,现在就是讲如何解决这个问题,撕裂说白了,就是显示器的刷新率和显卡的输出帧率不匹配造成的,那么解决这个问题理论上也很简单——让显示器的刷新率和显卡的输出帧率匹配就能完美避免撕裂。

只不过作为诞生在过去旧时代的技术,垂直同步没法在显示器层面“动手动脚”,就只能通过特定命令,强制让显卡把显示器刷新率作为自己的工作指导帧率,以求“显卡跟着显示器走”的效果。

但是FreeSync不一样,FreeSync逆其道而行之,通过显卡和显示器互联来给显示器添加一个叫做“动态刷新率”的技术,显卡输出了多少的帧率,显示器就会试试变更为多少的刷新率,刷新帧数跟着输出画面的帧数走,也能达到防止撕裂的目的。

既然垂直同步能达到类似FreeSync的效果,我为什么还要考虑FreeSync嘞?

这个问题很好。

通过前面的数据我们可以看出来,垂直同步在很多情况下都或多或少会影响到电脑的游戏性能,导致实际输出的FPS比正常满血性能要低一些。这在FPS远超显示器刷新率的情况下其实没有任何问题,随便用无所谓。可是如果你的电脑性能本来就达不到显示器自带的刷新频率,那就很难受了。

垂直同步在FPS过高时会压低自己的FPS以求频率同步,可是自身FPS如果太低那可没法增加吖,显示器刷新率120,本来能跑100的显卡开启垂直同步只能跑90FPS了,那么到了显示器输出时,中间有30个帧都是重复的画面,就很容易出现“我FPS很高啊可是就是觉得卡”的情况。

而FreeSync技术本身没有什么额外的算法负担,基本不需要担心性能损耗问题,再者是通过让显示器跟着显卡节奏走的方法干活,所以在电脑技能并不能完全喂饱显示器刷新率的时候,FreeSync的实际体验就会完爆垂直同步辣。

FreeSync和G-Sync什么关系?

其实这个问题我本来是不打算讲的,但是在写稿的时候瞅了一眼网上各路显示器参差不齐的售价,还是决定多说两句。
京东电竞显示器.png

其实理论上讲,FreeSync和G-Sync基本是一个东西,都是通过变更显示器的刷新率来适配显卡的实时FPS帧率,可能有些小伙伴已经看过前段时间NV显卡通过特定方法可以直接支持FreeSync的新闻了。

可是有一个问题,有不止一个款式的显示器,FreeSync款的售价可能要2XXXX,G-Sync款的价格却高达4XXX甚至5XXX,这是什么鬼?

问题的根源在于成本,目前AMD的FreeSync技术还是开源并且免费的,理论上只要显示器出场的时候厂家给驱动板加段代码就支持的级别,但是G-Sync则不然,G-Sync的相关显示器在出厂时是需要交付一笔相关的技术授权费的,所以导致G-Sync显示器的价格一般要大幅高于FreeSync显示器。

AMD不是更新了FreeSync2吗,我看支持FreeSync2的显示器好像就没几个啊?

重申一遍,FreeSync2向下兼容所有支持FreeSync一代的设备,买FreeSync一代显示器一样可以享受FreeSync2的畅快。

那么最后

FreeSync值不值得我花钱?

不知道你们了解不了解那些玩耳机的发烧友,很多人每天吆喝着自己是“木耳”,反正买回来都是听个响随意随便用,但是大手子在一根耳机怎么换线芯上都能讲出不少门道。

我觉得这是一样的道理。

对于那些已经体验过FreeSync并且近期打算升级装备的玩家来说,你们肯定已经回不去那种没有FreeSync的生活了;对于那些用过一段时间垂直同步但是还没有真正试过FreeSync的人来说,FreeSync其实是个不错的选择,对你将来的游戏体验还是可以带来不小的提升的(未来还可以更好地支持HDR)。那么对于一些用的很普通设备/显示器的休闲玩家来说呢?可能你每天就打个牌、偶尔玩玩英雄联盟?那么我觉得你可能得稍微考虑一下再入手,因为FreeSync这类技术对于那些极度轻度的游戏来说很难带来什么明显的体验提升,你现在的游戏不开垂直同步都是一样玩,那你就算升级了FreeSync,可能开不开你也感受不出来的。


所以还是那句话,值不值得买,取决于自己是否真的需要他,当然如果你觉得自己好像需要却由于该不该买的时候,起码买了肯定不会后悔哦~~~


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“AMD又开始挤牙膏了,唉,还是intel好,又便宜还不换接

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发表于 2018-10-24 21:46:11 | 显示全部楼层
我的144hz显示器也可以开freesync??换了vega咋还是画面撕裂,二呆妹快给我解释一下
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发表于 2018-10-26 20:41:58 | 显示全部楼层
本帖最后由 天天阳光 于 2018-10-26 20:45 编辑

冰崶318那篇的
序言:
、、、freesync 2 可以让普通显示器也能获得HDR高清效果,其支持在SDR/HDR两种模式间自动切换,这可以让显示器获得相比于sRGB色域超过2倍的亮度和色彩表现力。


freesync 2 可以让普通显示器也能获得HDR高清效果(让显示器获得相比于sRGB色域超过2倍的亮度和色彩表现力)?   真的假的?
支持在SDR/HDR两种模式间自动切换?     真的假的?


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发表于 2018-10-30 09:25:25 | 显示全部楼层
天天阳光 发表于 2018-10-26 20:41
冰崶318那篇的
序言:
、、、freesync 2 可以让普通显示器也能获得HDR高清效果,其支持在SDR/HDR两种模式间 ...

我至今还没明白这个原理啊官方是这么说的,不知道有没有错误
DIY...
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