Moderné videohry prichádzajú so závratným množstvom nastavení grafiky. Väčšina z nich poskytuje lepší výkon alebo kvalitu grafiky. Vertikálna synchronizácia, známejšia ako VSync, je však o niečo zložitejšia.
Samotný VSync nemá žiadny vplyv na grafickú kvalitu, ale jeho umožnenie eliminuje škaredé trhanie obrazovky. Aj keď sa to môže zdať ako zbytočné, môže to tiež znížiť frekvenciu snímok a zvýšiť oneskorenie vstupu – oboje je prekliatím konkurenčného hrania.
Neviete, ako pristupovať k tomuto tajomnému grafickému prostrediu? Poďme zistiť, čo robí VSync kliešť.
Čo je VSync?
VSync je prostriedok na synchronizáciu snímkovej frekvencie videohry s obnovovacou frekvenciou monitora, ktorý ju zobrazuje. Výrobcovia grafických kariet vyvinuli vertikálnu synchronizáciu na odstránenie vizuálneho artefaktu známeho ako trhanie obrazovky. Prejavuje sa ako horizontálne rozdelenie v zobrazenom ráme, takže jedna polovica rámca zaostáva za druhou.
Aj keď sa to môže javiť ako trhlina v časovo-priestorovom kontinuu, váš GPU jednoducho chrlí snímky rýchlejšie, než je maximálna obnovovacia frekvencia vášho monitora. V závislosti od toho, o koľko prekračuje obnovovacia frekvencia vášho GPU obnovovaciu frekvenciu vášho monitora, môžete počas obnovy jedného monitora vidieť dva alebo viac GPU snímok horizontálne spojených.
VSync eliminuje trhanie obrazovky obmedzením snímkovej frekvencie GPU na obnovovaciu frekvenciu monitora. To však samo osebe nestačí na zabránenie roztrhnutiu obrazovky. Toto nastavenie tiež vynúti zobrazenie snímok vykreslených GPU v spojení s obnovovacím cyklom monitora.
Zastavenie viditeľnosti častí viacerých snímok súčasne je kľúčom k eliminácii trhania obrazovky. A VSync to dosahuje tým, že bráni GPU vytlačiť nové snímky uprostred obnovovacieho cyklu monitora.
VSync vytvára viac problémov, ako rieši
Aj keď je VSync zaručenou opravou trhania obrazovky, prichádza na úkor výkonu a odozvy. Aby sme pochopili prečo, pozrime sa na dve hlavné funkcie VSync. Po prvé, spomaľuje snímkovú frekvenciu GPU, aby zodpovedala obnovovacej frekvencii monitora. Po druhé, synchronizuje tiež stimuláciu snímok GPU tak, aby zodpovedala obnovovacej frekvencii monitora.
Všimli ste si, ako oba mechanizmy VSync zahŕňajú spomalenie výstupu GPU, aby zodpovedal obnovovacej frekvencii statického monitora? To je dôležitý detail. Zatiaľ čo sa monitor obnovuje v určitých intervaloch, GPU chrlí snímky rýchlosťou, ktorá je nepriamo úmerná zložitosti vykresľovanej scény v hre.
Vynútenie synchronizácie frekvencie snímok na GPU s obnovovacou frekvenciou monitora mu bráni v prenose najnovšej snímky na monitor. Hráči to opisujú ako oneskorenie vstupu, ktoré je vnímané ako obsah zobrazený na monitore, ktorý zaostáva za skutočnými vstupmi ovládača. Toto oneskorenie vstupu je obzvlášť výrazné v rýchlych hrách FPS, kde nitkový kríž výrazne zaostáva za skutočnými vstupmi myši.
Ako keby oneskorenie nebolo dosť zlé, VSync môže dokonca zvýšiť celkový výkon GPU výrazným znížením snímkovej frekvencie. Súvisí to s jeho tendenciou obmedzovať obnovovaciu frekvenciu GPU na sledovanie obnovovacej frekvencie. Aj keď je to v poriadku, keď je snímková frekvencia GPU vyššia ako obnovovacia frekvencia monitora, máte problémy, keď snímková frekvencia klesne pod prah obnovovacej frekvencie.
Napríklad komplikovaná scéna, ktorá vynúti maximálnu snímkovú frekvenciu GPU na 59 snímok za sekundu, sa na monitore s obnovovacou frekvenciou 60 Hz nezobrazí rýchlosťou 59 snímok za sekundu. The 16,67-milisekundový synchronizačný interval vyžadovaný VSync pre 60Hz monitor spôsobí, že skutočná zobrazená snímková frekvencia klesne z 59 fps na 45 fps.
Aby toho nebolo málo, výkon GPU (a tým aj snímková frekvencia) sa v priebehu videohry veľmi líši. V takýchto prípadoch VSync spôsobí, že niektoré snímky zostanú na obrazovke dlhšie ako iné. Divák to vníma ako koktanie alebo nekonzistentné tempo snímky.
Čo sú Adaptive VSync a Fast Sync?
Našťastie, vlastné problémy VSync neboli stratené na AMD a NVIDIA. Obaja výrobcovia GPU vydali svoje vlastné pokročilé príchute VSync, ktoré zmierňujú vyššie uvedené problémy. Tieto možnosti sú dostupné buď prostredníctvom nastavení v hre, alebo častejšie vynútené prostredníctvom GPU sada ovládačov.
Adaptívny VSync
Adaptive VSync, vyvinutý spoločnosťou NVIDIA, odstraňuje všetky škaredé vstupné oneskorenia a problémy s výkonom spôsobené GPU, ktoré nedrží krok s obnovovacou frekvenciou monitora. Táto implementácia VSync je aktívna len dovtedy, kým GPU dokáže splniť požiadavku na obnovovaciu frekvenciu monitora. Adaptive Sync okamžite vypne VSync v momente, ktorý sa stane neudržateľným. To poskytuje zdravú rovnováhu medzi výkonom videohier a zmiernením trhania obrazovky.
Rýchla synchronizácia
Fast Sync, tiež vyvinutý spoločnosťou NVIDIA, pridáva kúzlo trojitej vyrovnávacej pamäte do Adaptive VSync. Zjednodušene povedané, trojité ukladanie do vyrovnávacej pamäte zahŕňa GPU vykresľovanie ďalšieho rámca. To mu umožňuje vybrať posledný z dvoch vykreslených snímok, ktoré sa majú odoslať na monitor počas čakania na cyklus obnovy monitora. Cieľom je znížiť vstupné oneskorenie zobrazením najnovšej snímky, ale vyžaduje si to aj veľa výkonu GPU.
Vylepšená synchronizácia
Rovnako ako ponuky Adaptive VSync od NVIDIA, aj špecifická AMD Enhanced Sync dokáže vypnúť VSync v momente, keď GPU zaostáva za obnovovacou frekvenciou monitora. Rovnako ako Fast Sync od NVIDIA využíva aj viacnásobné ukladanie do vyrovnávacej pamäte, aby sa znížilo oneskorenie vstupu tým, že sa na monitor odovzdá najnovšia snímka.
Going Beyond VSync
Pozreli sme sa na to, ako VSync eliminuje trhanie obrazovky a nevýhody jej implementácie. Zatiaľ čo NVIDIA a AMD vydali sofistikovanejšie verzie VSync, ktoré zmierňujú tieto problémy, existuje úplne nový prístup k obchádzaniu týchto problémov pomocou technológií G-Sync a FreeSync.
To si však vyžaduje kompatibilné monitory, káble a grafické karty. Pre tých, ktorým chýba fantastický hardvér, je zapnutie alebo vypnutie VSync otázkou rozhodnutia, kde sú vaše priority. VSync funguje dobre, ak je váš GPU dostatočne výkonný, aby zodpovedal obnovovacej frekvencii monitora. Ak však nie ste fanúšikom input lagu, bude vám lepšie bez neho.
