Давным-давно, когда игры только начали получать популярность, они были реализованы с низкими частотами кадров. Однако, с развитием технологий и улучшением графических возможностей компьютеров и консолей, появилась потребность в увеличении частоты кадров.
Частота кадров играет ключевую роль в создании плавности и реалистичности игрового процесса. Недостаток кадров может привести к рывкам и ощущению «медленного» движения. Именно поэтому 60 fps (кадров в секунду) считается оптимальной частотой для геймплея.
Однако, радость от высокой частоты кадров может быть омрачена появлением неприятного эффекта под названием «разрыв экрана» или «теаринг». Этот эффект возникает, когда изображение разделяется на две или более части из-за несоответствия кадрового времени и времени обновления экрана.
Чтобы решить проблему теаринга, был разработан метод вертикальной синхронизации (Vsync). Этот метод синхронизирует обновление экрана с кадровой частотой и исключает появление разрыва изображения. При включенной вертикальной синхронизации, смена кадров происходит на каждом новом цикле вертикальной развертки экрана, что обеспечивает плавность и стабильность отображения.
Понятное объяснение
Когда вертикальная синхронизация включена, GPU рисует кадры только тогда, когда экран фактически готов принять новый кадр. Это может произойти только в момент, когда луч сканирования экрана переходит с нижнего края на верхний. В этот момент экран обновляется на новый кадр, и отображаемое изображение становится более плавным и без разрывов.
Частота обновления экрана, измеряемая в герцах (Гц), указывает, сколько раз в секунду экран может обновить изображение. Если частота обновления экрана 60 Гц, это означает, что экран может обновить изображение 60 раз в секунду. Поэтому, чтобы изображение на экране было максимально плавным, GPU должна генерировать 60 кадров в секунду.
Однако, если GPU генерирует более 60 кадров в секунду, то может возникнуть проблема, известная как «разрыв кадров» (tearing). Это происходит, когда GPU начинает рисовать следующий кадр, пока экран все еще отображает предыдущий, что приводит к неравномерности в воспроизведении и артефактам на экране.
Поэтому, при вертикальной синхронизации, GPU ограничивается генерацией кадров только до 60 кадров в секунду, что соответствует частоте обновления экрана. Это помогает предотвращать появление разрывов кадров и обеспечивает максимально плавное воспроизведение изображений на экране.
Оптимальное визуальное восприятие
Одним из основных параметров, влияющих на качество восприятия, является частота обновления изображения на экране или, в терминологии видеоигр, кадров в секунду (FPS).
Оптимальное значение FPS должно быть достаточно высоким, чтобы изображение было плавным и малоутомляемым для глаз. Установление частоты 60 кадров в секунду считается оптимальным для большинства игроков и широко используется в игровой индустрии.
Такой выбор обусловлен несколькими факторами. Во-первых, частота обновления 60 кадров в секунду позволяет достичь достаточно плавной анимации. 60 FPS обеспечивает тактовую частоту 16,67 мс в течение каждого кадра, что воспринимается глазом как непрерывное движение.
Во-вторых, цифра 60 связана с стандартными частотами обновления монитора. В настоящее время большинство мониторов имеют частоту обновления 60 Гц, что означает, что они способны отображать до 60 кадров в секунду. Синхронизация частоты обновления игры с частотой обновления монитора позволяет устранить артефакты, такие как разрывы изображения или «дрожание», которые могут возникать при неправильной синхронизации.
Некоторые игры позволяют пользователю выбирать между различными режимами обновления кадров, включая 30, 60, 90 и 120 FPS, чтобы удовлетворить предпочтения и возможности игрока и оборудования. Однако, при выборе частоты обновления, всегда стоит помнить, что мониторы имеют свои ограничения и не все игры могут достичь максимальной частоты обновления.
В целом, выбор 60 FPS для вертикальной синхронизации обусловлен плавностью восприятия, совместимостью с мониторами и широким распространением в игровой индустрии. Установив такую частоту обновления, игроки смогут насладиться игровым контентом в полном объеме, наслаждаясь плавными движениями и отсутствием артефактов.
Снижение нагрузки на видеокарту
С вертикальной синхронизацией видеокарта отображает новый кадр только тогда, когда предыдущий кадр полностью сканирован и выведен на экран. Это позволяет видеокарте работать в более оптимальном режиме и снижает нагрузку на нее. Кроме того, такой режим работы позволяет избежать появления артефактов на экране в виде разрывов изображения или искажений.
Важно отметить, что снижение нагрузки на видеокарту за счет вертикальной синхронизации может быть полезно не только для игр, но и для других вычислительных задач, где требуется интенсивная работа с графикой. Например, при работе с видео или 3D-моделями вертикальная синхронизация может помочь сохранить стабильную производительность и качество изображения.