獲得完美游戲效果解析顯卡垂直同步設置

2020-07-19 19:07:58

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供稿：網友

　　垂直同步--這個詞已讓身為菜鳥的我困惑了好多年。我帶著這樣的疑問去找一位資深的"老鳥"級人物，他告訴我：垂直同步一定要關！并打開電腦證明給我看：關閉垂直同步時，CS 1.5的幀速穩在99FPS；但打開垂直同步后，幀速就降到了60FPS。"99FPS絕對比60FPS快吧？"這是他扔給我的最后一句話。
　　幀速是什么？FPS又是什么？連這一點點名詞都搞不清楚的我回家后趕緊爬到網上搜索，在漸漸熟悉這些名詞的過程中我竟然發現了"老鳥"的重大失誤……
　　1. 什么叫做FPS？什么叫做刷新率？他們兩個是一回事嗎？
　　FPS是英文"Frame per second"的縮寫，中文可譯為：每秒鐘畫面更新次數。我們平時所看到的連續畫面都是由一幅幅靜止畫面組成的，每幅畫面稱為一幀，FPS正是對"幀"變化速度的數值描述，單位是"幀/秒"。一般而言，人們認為20FPS是RPG類游戲運行的最低標準，但對CS、極品飛車等高速游戲來說，60FPS才能得到比較理想的效果。
　　刷新率簡單說就是顯示器每秒鐘刷新屏幕的次數，單位是Hz(赫茲)。由于CRT顯示器的熒光屏上涂的是中短余輝熒光材料，每次刷新屏幕后圖像的殘影會滯留在屏幕上漸漸變暗，所以要求電子槍不斷的反復"點亮"熒光點，才能讓我們看到穩定、不閃爍的圖像。對于圖像無閃爍的液晶顯示器來說，刷新率指標一向不被人們重視，不過隨著高速液晶顯示技術的進步，刷新率的重要性再次凸現出來，用戶已不再滿足于液晶顯示器的無閃爍特性，更對其顯示速度與流暢性提出了要求。
　　刷新率與FPS之間的關系是不平等的，打個比方來說：一幅靜態圖片，你可以說這副圖片的FPS是0幀/秒，但絕對不能說刷新率是0Hz，也就是說刷新率不隨圖像內容的變化而變化。顯示器作為人機對話的最后一個設備，它更容易形成顯示速度的瓶頸。打個比方來說，如果顯示器刷新率設置為60Hz而顯卡生成圖像的幀速是100FPS，則最終用戶看到的圖像仍是60FPS。為了平衡這兩者的關系， "垂直同步"的概念應運而生。
2. 什么叫做垂直同步？它對游戲的速度和畫質有什么影響？
垂直同步又稱場同步（Vertical Hold），從CRT顯示器的顯示原理來看，單個象素組成了水平掃描線，水平掃描線在垂直方向的堆積形成了完整的畫面。顯示器的刷新率受顯卡DAC控制，顯卡DAC完成一幀的掃描后就會產生一個垂直同步信號。我們平時所說的打開垂直同步指的是將該信號送入顯卡3D圖形處理部分，從而讓顯卡在生成3D圖形時受垂直同步信號的制約。
當我們選擇"等待垂直同步信號"（即打開垂直同步）時，顯卡繪制3D圖形前會等待垂直同步信號，當該信號到達時，顯卡開始繪制3D圖形，如果顯卡性能較為強勁，在下個垂直同步信號到來之前已經完成了對該幀的渲染，顯卡就會暫停處理，等下個垂直同步信號到來后才開始渲染下一幀。由此可見，當打開垂直同步時，游戲的FPS要受刷新率的制約，對于高端顯卡而言，限制了其性能的發揮。
當我們選擇"不等待垂直同步信號"（即關閉垂直同步）時，3D引擎將全速運行，不再等待垂直同步信號的到來，顯卡性能得到了最大的發揮。所以我們測試顯卡3D性能時，一定要關閉垂直同步。不少的朋友認為在游戲中關閉垂直同步可以得到更高的幀速，其實不然，這虛高的幀速不僅要受到顯示器刷新率的制約，更會對游戲畫面產生不良的影響。一般來說，關閉垂直同步會導致游戲畫面產生以下兩種問題：
（1）畫面撕裂
假設游戲中有一面黑白相間的柵欄墻高速向左運動，顯示器設定的刷新率是100Hz，游戲運行速度為200FPS，則顯示器掃描第1幀圖像至屏幕垂直方向中點時，顯卡已經將第2幀圖像送了過來，由于柵欄墻高速向左運動，第2幀圖像已經左移了一段距離，最終顯示的圖像如圖（圖01）。

獲得完美游戲效果解析顯卡垂直同步設置(2)

圖1
CS 1.5、Quake等大多數PC游戲在關閉垂直同步后都會有這種現象產生。如果你的電腦上裝有CS 1.5游戲，不妨自己證實一下：關閉垂直同步后進入游戲，按下鍵盤上的左箭頭"←"讓視角勻速轉動，是不是看到了"畫面撕裂"的現象？打開垂直同步后做相同的測試，畫面是不是清爽了許多？
（2）跳幀
假如顯示器設定的刷新率是80Hz，顯卡以100FPS循環顯示0-9數字，那么，在開始的0.1秒內，顯卡顯示了10個數字而顯示器只刷新了8次，最終你看到的圖像很可能是這樣的：（表格如圖02）
可見，由于顯示器刷新率跟不上游戲的FPS，只能舍棄一部分畫面，這種現象表現在游戲里就是跳幀。鬼武者3等一些移植到PC上的游戲在關閉垂直同步時通常會出現這種問題。
獲得完美游戲效果解析顯卡垂直同步設置(2)

圖2 通過以上的了解，我們認識到，要想在游戲中獲得更好的畫質，垂直同步一定要開！正是由于垂直同步的存在，游戲才會有完整、穩速、不跳幀的畫面。套用一句廣告語來說："自從開了垂直同步后，畫不破了，幀不跳了，頭也不眩暈了。"
3. 速度與畫質的完美解決之道。
有了以上知識，我們看到，要想獲得完美的游戲效果，"高刷新率＋打開垂直同步"二者缺一不可。不過，令不少用戶頭痛的是：Windows 2000及其以上版本操作系統中，當顯卡運行在Direct 3D或者OpenGL狀態時，刷新率會跳回60Hz，導致游戲最高幀速也被限制在了60FPS。針對這個問題，NVidia和ATI兩大顯卡廠商已經在驅動中內置了刷新率鎖定功能，其他品牌的顯卡也可采用第三方軟件來實現。
1. NVidia篇
NVidia的ForceWare驅動已集成了刷新率鎖定功能，不過從60.××版本開始，NVidia將其隱藏了起來，我們可以用NVtweak來打開。軟件運行后，直接點擊左下角的"Enable All"來打開所有隱藏選項，如圖（圖03）。

獲得完美游戲效果解析顯卡垂直同步設置(3)

圖3
再次進入顯卡控制面板就會發現左邊多出了一個"刷新率超頻"選項，點擊后在右側選擇"指定默認刷新頻率"并為每個分辨率設置合適的刷新率，如圖（圖04）所示。再次進入游戲，你就會發現刷新率已經不再是討厭的60Hz了。

獲得完美游戲效果解析顯卡垂直同步設置(3)

圖4
2. ATI篇
ATI已在催化劑控制中心（Catalyst Control Center）程序中提供了刷新率鎖定功能，首先打開顯卡控制中心，依次進入"圖形設置→顯示選項"，將右側的"3D刷新率覆蓋"設置為顯示器推薦的刷新率，如圖（圖05），確定后生效。

獲得完美游戲效果解析顯卡垂直同步設置(3)

圖5
早期的ATI控制面板（ATI Control Panel）驅動卻沒有提供這項功能，不過我們可以安裝免費的ATI Tray Tools來實現。軟件運行后會在任務欄創建一個紅色圖標，右擊該圖標，依次選擇"Refresh Lock→Customize"，在出現的"Customize Refresh Lock "窗口中選擇分辨率、色深及相應的刷新率并將其添加到列表里，如圖（圖06）所示，最后勾選"Enable Refresh Lock"確定生效。

獲得完美游戲效果解析顯卡垂直同步設置(3)

圖6
3. 其他顯卡篇
其他顯卡廠商通常沒有在驅動程序里提供刷新率鎖定功能，推薦大家下載適用于所有顯卡的Refresh Lock。軟件運行后會自動檢測顯示器在各個分辨率下的最佳刷新率，一般不用手動設置，只需將"刷新覆蓋"打開并設置為"總是為模式使用最快的安全頻率"后點擊"保存"按鈕即可（如圖07），非常方便。
獲得完美游戲效果解析顯卡垂直同步設置(3)