Znaczenie liczby klatek na sekundę i częstotliwości odświeżania w wydajności gier

Wielu graczy dąży do wysokiej liczby klatek na sekundę, nie zdając sobie sprawy z wagi odpowiadającej jej częstotliwości odświeżania. Aby osiągnąć płynną rozgrywkę, kluczowe jest zrozumienie różnicy między liczbą klatek na sekundę a częstotliwością odświeżania, a także ich znaczenia w rozgrywce.

Co to jest liczba klatek na sekundę?

Szybkość klatek, wyrażona w klatkach na sekundę (FPS), wskazuje całkowitą liczbę klatek (obrazów), które wyświetlacz pokazuje co sekundę. Im wyższa wartość FPS, tym bardziej płynna wydaje się animacja.

W grach wideo FPS wpływa na wygląd animacji i wpływa na reakcję na dane wejściowe. Gdy liczba klatek na sekundę jest wystarczająca do obsługi animacji gry, zobaczysz płynne przejścia bez zacięć i przeskoków.

Z drugiej strony, niski FPS skutkuje słabo renderowanymi animacjami lub nawet całkowitymi pominięciami. Na przykład, w szybkiej grze, szybki sprint postaci może wydawać się teleportacją z powodu opóźnienia niskiego FPS.

GPU i CPU urządzenia dyktują przede wszystkim liczbę FPS, a GPU wykonuje większość ciężkiej pracy w codziennych grach. Jednak wydajność CPU może mieć kluczowe znaczenie w niektórych typach gier, które w dużym stopniu opierają się na mocy procesora, takich jak te obejmujące symulacje fizyki, AI lub rozległą grafikę otwartego świata.

Liczba klatek na sekundę wynosząca 30 FPS jest ogólnie akceptowalna w przypadku mniej intensywnych gier, podczas gdy większość tytułów dąży do 60 FPS, aby zapewnić płynną rozgrywkę. Wyższe wartości FPS, takie jak 120/144 i wyższe, zapewniają znaczące korzyści w wysoce konkurencyjnych scenariuszach gier, w których liczy się każda milisekunda.

Co to jest częstotliwość odświeżania?

Częstotliwość odświeżania, mierzona w hercach (Hz), odnosi się do tego, jak często ekran aktualizuje obraz. Chociaż z punktu widzenia użytkownika może wydawać się podobna do FPS, występuje po stronie monitora i zależy od jego specyfikacji.

Ekran może wydawać się stale podświetlony podczas wyświetlania treści, ale jest stale odświeżany, zapewniając wrażenia podobne do odtwarzania wideo.

Aby to zobrazować, spróbuj szybko przesunąć kursor myszy po ekranie. Zamiast zobaczyć płynną linię, kursor wydaje się przeskakiwać w małych odstępach. Dzieje się tak, ponieważ ruch kursora jest śledzony w odstępach czasu zgodnych z częstotliwością odświeżania ekranu, co daje wrażenie „teleportacji”.

Standardowa częstotliwość odświeżania wynosi 60 Hz (aktualizacja obrazów 60 razy na sekundę) na większości monitorów, co jest wystarczające do codziennych zadań i okazjonalnych gier. Jednak wiele monitorów do gier ma częstotliwość odświeżania 120 Hz, 144 Hz, a nawet 165 Hz. Modele premium mogą osiągać 240 Hz lub więcej, chociaż ultrawysokie częstotliwości odświeżania często mają ograniczoną wartość dla okazjonalnych użytkowników.

Kluczowe różnice między szybkością wyświetlania klatek a częstotliwością odświeżania

Zarówno liczba klatek na sekundę, jak i częstotliwość odświeżania ostatecznie wpływają na płynność obrazu, ale istnieje kilka kluczowych różnic między nimi:

Metoda pomiaru

Szybkość klatek: mierzona w klatkach na sekundę (FPS). Na przykład 60 FPS oznacza, że ​​urządzenie renderuje 60 obrazów w ciągu jednej sekundy.

Częstotliwość odświeżania: mierzona w hercach (Hz). Częstotliwość odświeżania 60 Hz oznacza, że ​​wyświetlacz odświeża obraz 60 razy na sekundę.

Zależność sprzętowa

Szybkość klatek: głównie zależna od GPU, ponieważ obsługuje renderowanie klatek. Procesor odgrywa również rolę w przetwarzaniu logiki gry, AI i fizyki, zmieniając się w zależności od gry.

Częstotliwość odświeżania: określana wyłącznie przez technologię monitora. Nie ma na nią wpływu obciążenie gry ani możliwości innych komponentów sprzętowych; można jednak obniżyć częstotliwość odświeżania za pomocą ustawień systemu operacyjnego.

Zależność od siebie

Częstotliwość klatek: praktycznie, częstotliwość klatek nie może przekroczyć częstotliwości odświeżania. Niedopasowanie może prowadzić do artefaktów wizualnych, w tym rozrywania ekranu.

Częstotliwość odświeżania: zazwyczaj ustalona zgodnie z możliwościami monitora. Niemniej jednak monitory wyposażone w G-Sync lub FreeSync mogą dostosować częstotliwość odświeżania do FPS, co czyni je zależnymi od FPS.

Możliwość uaktualnienia

Liczba klatek na sekundę: można ją poprawić poprzez modernizację procesora graficznego i procesora głównego lub modyfikację ustawień systemu operacyjnego i gry.

Częstotliwość odświeżania: w dużej mierze ograniczona przez specyfikacje monitora. Aby osiągnąć wyższe częstotliwości odświeżania, może być konieczne uaktualnienie do monitora, który je obsługuje. Podczas gdy niektóre monitory można podkręcić, może to spowodować ryzyko uszkodzenia i unieważnienia gwarancji przy minimalnych zyskach.

Wpływ na reakcję na dane wejściowe

Częstotliwość klatek: wyższe częstotliwości klatek bezpośrednio zwiększają responsywność wejścia. Niska częstotliwość klatek może powodować opóźnienia wejścia, ponieważ gra może czekać na renderowanie klatek przed zaakceptowaniem dodatkowych danych wejściowych.

Częstotliwość odświeżania: wpływa głównie na wizualizację. Nawet jeśli niska częstotliwość odświeżania powoduje zacinanie się obrazu, gra będzie nadal akceptować dane wejściowe i działać płynnie, dopóki system będzie w stanie sobie z tym poradzić.

Dlaczego liczba klatek na sekundę i częstotliwość odświeżania mają znaczenie w grach

Aby uzyskać optymalne efekty wizualne, liczba klatek na sekundę i częstotliwość odświeżania muszą być ściśle dopasowane lub co najmniej liczba klatek na sekundę (FPS) powinna stanowić ułamek częstotliwości odświeżania. Takie rozwiązanie zapewnia, że ​​każda klatka jest wyświetlana jednocześnie, bez nakładania się lub pomijania. Na przykład, jeśli masz 60 klatek na sekundę (FPS) na monitorze 120 Hz, ekran wyświetli dwie klatki przy każdym odświeżeniu, zachowując integralność wizualną.

Nieprawidłowe ustawienie może prowadzić do zakłóceń wizualnych, takich jak rozrywanie i zacinanie. Jeśli liczba klatek na sekundę (FPS) jest zbyt wysoka w porównaniu do częstotliwości odświeżania, wyświetlacz może renderować wiele klatek w ramach jednego odświeżenia, co prowadzi do rozrywania. I odwrotnie, jeśli liczba klatek na sekundę (FPS) jest zbyt niska w porównaniu do częstotliwości odświeżania, monitor może powtarzać tę samą klatkę kilka razy, co powoduje efekt zacinania.

Jak osiągnąć równowagę między liczbą klatek na sekundę a częstotliwością odświeżania

Aby uzyskać optymalną wydajność, sprawdź częstotliwość odświeżania monitora i ręcznie dostosuj liczbę klatek na sekundę (FPS) w grze. Jeśli monitor ma częstotliwość odświeżania 60 Hz, ustaw liczbę klatek na sekundę (FPS) w grze na 60.

Niestety, nie zawsze możesz mieć możliwość wyboru liczby klatek na sekundę, która pokrywa się z częstotliwością odświeżania monitora. Być może Twój komputer nie może dostarczyć pożądanej liczby klatek na sekundę, gra nie ma funkcji wyboru liczby klatek na sekundę lub liczba klatek na sekundę waha się z powodu wymagań gry i innych procesów działających na Twoim komputerze.

Tutaj właśnie pojawiają się technologie VSync i G-Sync/FreeSync:

• VSync (synchronizacja pionowa): gdy komputer generuje klatki znacznie przekraczające częstotliwość odświeżania monitora, VSync wymusza dopasowanie FPS do częstotliwości odświeżania, zapobiegając w ten sposób rozrywaniu ekranu. Niestety, VSync może powodować niewielkie opóźnienie wejściowe, ponieważ sprawia, że ​​GPU czeka na wyrenderowanie każdej klatki przed kontynuowaniem. Możesz włączyć VSync w ustawieniach gry lub panelu sterowania karty graficznej.
• G-Sync/FreeSync: Te technologie mają podobne funkcje, ale pochodzą od różnych producentów. Synchronizują częstotliwość odświeżania monitora z różnymi FPS, aby wyeliminować rozrywanie obrazu bez wprowadzania opóźnienia wejściowego, które powoduje VSync.

W zależności od konfiguracji możesz wykorzystać dowolną z tych funkcji, aby uzyskać optymalną równowagę między liczbą klatek na sekundę (FPS) a częstotliwością odświeżania, co przełoży się na doskonałe wrażenia z gry.

Ważne jest, aby pamiętać, że wszelkie dodatkowe klatki renderowane przez komputer poza częstotliwością odświeżania monitora zostaną zmarnowane, zużywając zasoby systemowe. Znalezienie właściwej równowagi między częstotliwością klatek a częstotliwością odświeżania jest kluczowe nie tylko dla płynnych efektów wizualnych, ale także dla zapobiegania przegrzewaniu się komputera.

Źródło obrazu: Vecteezy . Wszystkie zrzuty ekranu autorstwa Karrar Haider.

Źródło