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G-Sync及Free Sync深入分析

2014-08-01何斌颖《微型计算机》2014年7月上

玩家也许可以容忍在游戏中操作失误导致成绩不佳,这是经验不足或技巧掌握不够所导致,怨不得人。但是,如果在游戏中出现画面不正常的卡顿、延迟甚至撕裂,那种不是由自己导致的挫败感则让人难以接受。为了解决这种问题,显卡双巨头NVIDIA和AMD都做出了很多努力,分别推出了NVIDIA G-Sync和AMD Free Sync技术。此前我们对G-Sync已经有过简单介绍,而相对来说对Free Sync略感陌生。这两者究竟有何区别,在解决画面撕裂、卡顿和延迟的问题上孰优孰劣?下面就为您揭晓……

G-Sync及Free Sync深入分析

对3D游戏来说,游戏帧数固然重要,而画面呈现的稳定性也不容忽视。在一些激烈对抗游戏中,画面的稳定与否直接影响到玩家终成绩。很遗憾的是,在传统的“显卡-显示器”系统中,由于两者之间的工作频率没有强制性的统一标准,长期处于各自为政的状态。所以帧刷新率异步等问题一直存在,并导致时有画面卡顿、撕裂的问题发生。即使是一些搭载顶级显卡的系统,也偶尔会因此让游戏的流畅度不尽如人意。此问题如何解决?这得从产生原因说起。

根本原因:动、静不匹配

画面稳定性欠佳其实是一个由来已久的问题,只是,它在近几年才开始成为玩家关注的焦点。其原因在于经历了3D技术的爆发性发展后,3D渲染技术逐渐成熟,在革命性计算方式诞生前,恐怕游戏画质将难以获得明显改善。因此,影响游戏体验的另一方面—稳定性转而成为大家关注的焦点。

游戏画面从“101010101”的数字信号变为显示器上可见的画面信息,其中经历了复杂的计算过程。在这个过程中,显卡和CPU组成的计算体系承担着计算负荷和信息输出任务。而显示器则忠实地将自己接收到的信息显示在每一个液晶小晶格上(CRT是电子束轰击在屏幕栅格的荧光粉上)。这个过程看起来稀松平常,不存在什么问题。但在实际运行中,显卡和CPU这个计算体系与显示器终还是发生了矛盾。

目前的显示器,无论是液晶还是CRT,它们工作时显示画面的刷新频率都是一个固定值。就目前常见的液晶显示器来说,屏幕画面会稳定的每秒钟刷新60次(即每秒钟显示60张画面)。问题来了,显卡给出画面的速度是动态值。尤其是场景激烈变换的游戏中,显卡无法按照一个固定频率来输出显示画面。它只能根据当前计算的复杂情况,实时调整输出频率。再具体一些来说,显卡内部的数模转换模块(也就是RAMDAC)只会根据显卡当前计算完成的信息来输出相应数量的画面,不可能保证每秒都恰好完成60张画面的渲染(即每秒都是60帧),无法与显示器的固定刷新频率吻合。这也是导致游戏画面出现不稳定的根本原因。

液晶显示器除了固定刷新率,一些基础技术都来自于CRT显示器,包括一些暂时无用的控制信号都被保留。
液晶显示器除了固定刷新率,一些基础技术都来自于CRT显示器,包括一些暂时无用的控制信号都被保留。

动、静不匹配,究竟如何影响画面稳定性?

那么,这种动、静不匹配,究竟是如何导致画面出现不稳定现象的呢?这得话分两头说:

画面撕裂会明显影响游戏体验,甚至影响游戏成绩。
画面撕裂会明显影响游戏体验,甚至影响游戏成绩。

显卡输出帧和显示器显示帧不同步,是撕裂出现的根本原因。

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