垂直同步--这个词已让身为菜鸟的我困惑了好多年。我带着这样的疑问去找一位资深的"老鸟"级人物,他告诉我:垂直同步一定要关!并打开电脑证明给我看:关闭垂直同步时,CS 1.5的帧速稳在99FPS;但打开垂直同步后,帧速就降到了60FPS。"99FPS绝对比60FPS快吧?"这是他扔给我的最后一句话。 帧速是什么?FPS又是什么?连这一点点名词都搞不清楚的我回家后赶紧爬到网上搜索,在渐渐熟悉这些名词的过程中我竟然发现了"老鸟"的重大失误……
1. 什么叫做FPS?什么叫做刷新率?他们两个是一回事吗?
FPS是英文"Frame per second"的缩写,中文可译为:每秒钟画面更新次数。我们平时所看到的连续画面都是由一幅幅静止画面组成的,每幅画面称为一帧,FPS正是对"帧"变化速度的数值描述,单位是"帧/秒"。一般而言,人们认为20FPS是RPG类游戏运行的最低标准,但对CS、极品飞车等高速游戏来说,60FPS才能得到比较理想的效果。
刷新率简单说就是显示器每秒钟刷新屏幕的次数,单位是Hz(赫兹)。由于CRT显示器的荧光屏上涂的是中短余辉荧光材料,每次刷新屏幕后图像的残影会滞留在屏幕上渐渐变暗,所以要求电子枪不断的反复"点亮"荧光点,才能让我们看到稳定、不闪烁的图像。对于图像无闪烁的液晶显示器来说,刷新率指标一向不被人们重视,不过随着高速液晶显示技术的进步,刷新率的重要性再次凸现出来,用户已不再满足于液晶显示器的无闪烁特性,更对其显示速度与流畅性提出了要求。
刷新率与FPS之间的关系是不平等的,打个比方来说:一幅静态图片,你可以说这副图片的FPS是0帧/秒,但绝对不能说刷新率是0Hz,也就是说刷新率不随图像内容的变化而变化。显示器作为人机对话的最后一个设备,它更容易形成显示速度的瓶颈。打个比方来说,如果显示器刷新率设置为60Hz而显卡生成图像的帧速是100FPS,则最终用户看到的图像仍是60FPS。为了平衡这两者的关系, "垂直同步"的概念应运而生。
2. 什么叫做垂直同步?它对游戏的速度和画质有什么影响?
垂直同步又称场同步(Vertical Hold),从CRT显示器的显示原理来看,单个象素组成了水平扫描线,水平扫描线在垂直方向的堆积形成了完整的画面。显示器的刷新率受显卡DAC控制,显卡DAC完成一帧的扫描后就会产生一个垂直同步信号。我们平时所说的打开垂直同步指的是将该信号送入显卡3D图形处理部分,从而让显卡在生成3D图形时受垂直同步信号的制约。
当我们选择"等待垂直同步信号"(即打开垂直同步)时,显卡绘制3D图形前会等待垂直同步信号,当该信号到达时,显卡开始绘制3D图形,如果显卡性能较为强劲,在下个垂直同步信号到来之前已经完成了对该帧的渲染,显卡就会暂停处理,等下个垂直同步信号到来后才开始渲染下一帧。由此可见,当打开垂直同步时,游戏的FPS要受刷新率的制约,对于高端显卡而言,限制了其性能的发挥。
当我们选择"不等待垂直同步信号"(即关闭垂直同步)时,3D引擎将全速运行,不再等待垂直同步信号的到来,显卡性能得到了最大的发挥。所以我们测试显卡3D性能时,一定要关闭垂直同步。不少的朋友认为在游戏中关闭垂直同步可以得到更高的帧速,其实不然,这虚高的帧速不仅要受到显示器刷新率的制约,更会对游戏画面产生不良的影响。一般来说,关闭垂直同步会导致游戏画面产生以下两种问题:
(1)画面撕裂
假设游戏中有一面黑白相间的栅栏墙高速向左运动,显示器设定的刷新率是100Hz,游戏运行速度为200FPS,则显示器扫描第1帧图像至屏幕垂直方向中点时,显卡已经将第2帧图像送了过来,由于栅栏墙高速向左运动,第2帧图像已经左移了一段距离,最终显示的图像如图(图01)。
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图1
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CS 1.5、Quake等大多数PC游戏在关闭垂直同步后都会有这种现象产生。如果你的电脑上装有CS 1.5游戏,不妨自己证实一下:关闭垂直同步后进入游戏,按下键盘上的左箭头"←"让视角匀速转动,是不是看到了"画面撕裂"的现象?打开垂直同步后做相同的测试,画面是不是清爽了许多?