Τι είναι το Vsync και πρέπει να το χρησιμοποιείτε;

Το Vsync(Vsync) είναι μια επιλογή που θα δείτε στα περισσότερα βιντεοπαιχνίδια υπολογιστή(PC video games) και μερικές φορές ακόμη και σε άλλες εφαρμογές. Τι είναι όμως το Vsync ; Τι κάνει? Πρέπει να το ενεργοποιήσετε ή να το απενεργοποιήσετε; 

Η απάντηση σε αυτό είναι περίπλοκη, αλλά μόλις καταλάβετε τον σκοπό του Vsync θα ξέρετε πότε να το ενεργοποιήσετε ή να το απενεργοποιήσετε.

Τι είναι το Vsync;

Το πρώτο πράγμα που πρέπει να γνωρίζετε είναι ότι η οθόνη σας μπορεί να εμφανίζει έναν ορισμένο αριθμό διακριτών εικόνων κάθε δευτερόλεπτο. Αυτό είναι γνωστό ως ρυθμός ανανέωσης(refresh rate) , δηλαδή πόσες φορές η οθόνη μπορεί να ανανεώσει πλήρως την εικόνα στην οθόνη με κάτι νέο.

Εάν δεν το γνωρίζετε ήδη, η ψευδαίσθηση των κινούμενων εικόνων σε μια οθόνη δημιουργείται με την ταχεία εμφάνιση μιας ακολουθίας στατικών εικόνων. Κάθε εικόνα δείχνει το θέμα σε διαφορετικό χρονικό διάστημα. Οι περισσότερες ταινίες που παρακολουθείτε στον κινηματογράφο γυρίζονται με 24 καρέ ανά δευτερόλεπτο. Έτσι βλέπετε 24 φέτες χρόνου που εμφανίζονται μέσα σε κάθε δευτερόλεπτο. 

Υπάρχει επίσης άφθονο περιεχόμενο που καταγράφεται στα 30 και 60 καρέ ανά δευτερόλεπτο. Τα πλάνα από κάμερα δράσης(Action camera) , για παράδειγμα, καταγράφονται συνήθως με ταχύτητα 60 καρέ ανά δευτερόλεπτο.

Όσο πιο μοναδικά καρέ μπορούν να εμφανιστούν σε ένα δευτερόλεπτο, τόσο πιο ομαλή και ευκρινή κίνηση εμφανίζεται. Ο εγκέφαλός σας συγχωνεύει τα καρέ μεταξύ τους και την αντιλαμβάνεται ως κινούμενη εικόνα.

Σε ένα σύστημα υπολογιστή, η GPU (μονάδα επεξεργασίας γραφικών) προετοιμάζει τα πλαίσια που θα σταλούν στην οθόνη. Ωστόσο, εάν η οθόνη δεν είναι έτοιμη για ένα νέο πλαίσιο επειδή εξακολουθεί να εργάζεται για τη σχεδίαση του προηγούμενου, μπορεί να προκληθεί μια κατάσταση όπου τμήματα διαφορετικών καρέ εμφανίζονται ταυτόχρονα. Το Vsync(Vsync) προορίζεται να αποτρέψει αυτήν την κατάσταση, συγχρονίζοντας τα καρέ από τη GPU με τον ρυθμό ανανέωσης της οθόνης.

Τυπικοί ρυθμοί ανανέωσης

Ο πιο συνηθισμένος ρυθμός ανανέωσης της οθόνης είναι 60Hz. Δηλαδή 60 ανανεώσεις ανά δευτερόλεπτο. Οι περισσότερες οθόνες υπολογιστών και τηλεοράσεις προσφέρουν τουλάχιστον τόσο πολύ. 

Μπορείτε επίσης να αγοράσετε οθόνες υπολογιστών σε διάφορους ρυθμούς ανανέωσης(refresh rates) , οι οποίοι περιλαμβάνουν: 75 Hz, 120 Hz, 144 Hz, 240 Hz και 300 Hz. Μπορεί να υπάρχουν και άλλοι περίεργοι αριθμοί, αλλά αυτοί είναι τυπικοί, με τα υψηλότερα ποσοστά ανανέωσης να είναι πιο σπάνια εκτός εξειδικευμένων συστημάτων τυχερών παιχνιδιών. 

Οι τηλεοράσεις είναι σχεδόν όλες οι μονάδες 60 Hz, με τα σετ 120 Hz να εισέρχονται πλέον στην κύρια αγορά μαζί με την τελευταία γενιά κονσολών παιχνιδιών που υποστηρίζουν αυτόν τον ρυθμό ανανέωσης.

Αντιστοίχιση ρυθμών καρέ (Rates)με (Frame) ρυθμό(Rate) ανανέωσης

Ο ρυθμός ανανέωσης της οθόνης δεν χρειάζεται να ταιριάζει ακριβώς με τον ρυθμό καρέ του περιεχομένου. Για παράδειγμα, εάν παίζετε βίντεο 30 καρέ ανά δευτερόλεπτο σε οθόνη 60 Hz, τότε απλά πρέπει να εμφανίσετε δύο ίδια καρέ στα 60 Hz, συνολικά 30 μοναδικά καρέ. 

Τα πλάνα 24 καρέ ανά δευτερόλεπτο αποτελούν πρόκληση, καθώς τα 24 δεν χωρίζονται σωστά σε 60. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να το λύσετε αυτό. Ορισμένες οθόνες χρησιμοποιούν μια μορφή μετατροπής βίντεο γνωστή ως "pulldown" που αντισταθμίζει την αναντιστοιχία με το κόστος εκτέλεσης του περιεχομένου με ελαφρώς διαφορετική ταχύτητα από την προβλεπόμενη. 

Πολλές σύγχρονες οθόνες μπορούν επίσης να αλλάξουν σε διαφορετικούς ρυθμούς ανανέωσης. Έτσι, μια τηλεόραση μπορεί να αλλάξει στα 48 Hz ή ακόμα και στα 24 Hz για να έχει τέλειο συγχρονισμό με πλάνα 24 fps. Οι τηλεοράσεις(TVs) 120 Hz δεν χρειάζεται να το κάνουν αυτό, αφού το 24 διαιρείται ομοιόμορφα σε 120.

Πότε να χρησιμοποιήσετε το Vsync

Στα βιντεοπαιχνίδια, τα καρέ δεν παράγονται με τέτοιο τρόπο όπως με φιλμ ή βίντεο. Χωρίς περιορισμούς, η CPU , η GPU και η μηχανή παιχνιδιών προσπαθούν να παράγουν όσο το δυνατόν περισσότερα καρέ. Ωστόσο, δεδομένου ότι ο φόρτος εργασίας που βάζει η μηχανή παιχνιδιού σε αυτά τα εξαρτήματα μπορεί να ποικίλλει, ο ρυθμός καρέ μπορεί να ποικίλλει.

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, όταν η GPU στέλνει καρέ που δεν είναι σε συγχρονισμό με τον ρυθμό ανανέωσης της οθόνης, θα έχετε αυτό το ενδεικτικό σκίσιμο της οθόνης(screen tearing) όπου διαφορετικά μέρη της εικόνας δεν ευθυγραμμίζονται.

Όταν ενεργοποιείτε το Vsync , η GPU σας στέλνει μόνο ένα πλαίσιο που εμφανίζεται όταν η οθόνη είναι έτοιμη να σχεδιάσει ένα νέο πλαίσιο, περιορίζοντας επίσης ουσιαστικά τον ρυθμό με τον οποίο αποδίδονται τα καρέ. Αλλά αυτό μπορεί στην πραγματικότητα να προκαλέσει ένα ακόμη πρόβλημα που προκύπτει από τον τρόπο με τον οποίο τα καρέ είναι "buffer". Στη συνέχεια, θα συζητήσουμε δύο συνήθεις τύπους αποθήκευσης πλαισίων.

Double- Versus Triple- Buffered Vsync

Ένα "buffer" είναι μια περιοχή της μνήμης που ορίζεται ως περιοχή αναμονής για ανάγνωση όταν κάποια άλλη συσκευή ή διεργασία είναι έτοιμη για αυτήν. Όταν η GPU σας αποδίδει ένα πλαίσιο, γράφεται σε ένα buffer. Στη συνέχεια, η οθόνη διαβάζει το πλαίσιο από αυτό το buffer για να το σχεδιάσει. 

Η λεγόμενη «διπλή προσωρινή αποθήκευση» είναι ο κανόνας σήμερα. Υπάρχουν δύο buffer, οι οποίες εναλλάσσονται για να λειτουργήσουν ως "εμπρός" και πίσω" buffer. Η οθόνη αντλεί το πλαίσιο από την μπροστινή προσωρινή μνήμη, ενώ η GPU γράφει στην πίσω προσωρινή μνήμη. Στη συνέχεια, τα δύο buffer αλλάζουν ρόλους και η διαδικασία επαναλαμβάνεται.

Χωρίς Vsync , τα δύο buffer μπορούν να αντικατασταθούν ανά πάσα στιγμή. Επομένως, είναι πιθανό η οθόνη να τραβήξει μέρος κάθε buffer στο πλαίσιο, με αποτέλεσμα να σκίζεται. Όταν ενεργοποιείτε το Vsync , αυτό το σκίσιμο εξαφανίζεται. Ωστόσο, εάν η GPU δεν καταφέρει να ολοκληρώσει την εγγραφή στο back buffer σε 1/60 του δευτερολέπτου, αυτό το πλαίσιο παραλείπεται. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα αποτελεσματικά 30 καρέ ανά δευτερόλεπτο. 

Εκτός εάν ο υπολογιστής σας μπορεί να αποδίδει με συνέπεια 60 καρέ ανά δευτερόλεπτο, ενδέχεται να αντιμετωπίσετε είτε κλειδωμένα 30 καρέ ανά δευτερόλεπτο είτε τρελά ταλαντευόμενους ρυθμούς καρέ μεταξύ 30 και 60.

Η τριπλή προσωρινή(Triple-buffering) μνήμη προσθέτει ένα δεύτερο back buffer, πράγμα που σημαίνει ότι υπάρχει πάντα ένα πλαίσιο έτοιμο για εναλλαγή στο μπροστινό buffer, καθιστώντας δυνατή την ύπαρξη περιττών αριθμών όπως 45 ή 59 καρέ ανά δευτερόλεπτο σε οθόνη 60 Hz. Εάν σας δοθεί η επιλογή, η τριπλή προσωρινή αποθήκευση είναι πάντα μια καλή επιλογή.

Βελτιωμένοι τύποι Vsync

Οι κατασκευαστές καρτών γραφικών συνεχίζουν να αντιμετωπίζουν το σκίσιμο οθόνης και άλλα τεχνουργήματα που προκαλούνται από το σκίσιμο οθόνης. Κάθε μεγάλος κατασκευαστής έχει καταλήξει σε προηγμένες εκδόσεις του Vsync που προσπαθούν να προσφέρουν όλα τα οφέλη χωρίς τα μειονεκτήματα.

Η Nvidia(Nvidia) διαθέτει AdaptiveSync και FastSync , το καθένα με τη δική του έξυπνη προσέγγιση στο Vsync . Το πρώτο ενεργοποιεί το Vsync μόνο εάν ο ρυθμός καρέ ενός παιχνιδιού είναι ίσος ή μεγαλύτερος από τον ρυθμό ανανέωσης. Εάν πέσει κάτω από αυτό, το Vsync είναι απενεργοποιημένο, εξαλείφοντας την καθυστέρηση του buffer. Η τελευταία λύση είναι καλύτερη καθώς επιτρέπει την τριπλή προσωρινή αποθήκευση και παρέχει τον υψηλότερο ρυθμό καρέ χωρίς σκίσιμο.

Η AMD(AMD) έχει Enhanced Sync , που είναι σαν το AdaptiveSync .

Vsync έναντι μεταβλητού ρυθμού ανανέωσης

There’s a powerful alternative to Vsync known as variable refresh rate. Nvidia’s technology is known as G-Sync and AMD has developed FreeSync, but have made it free and open for anyone to use.

Both technologies let the monitor and GPU talk to each other in such a way that frames are synced with near flawless precision. In other words, all drawbacks of Vsync are addressed here. 

Η κύρια προειδοποίηση είναι ότι η ίδια η οθόνη πρέπει να υποστηρίζει την τεχνολογία. Είναι σπάνιο να βρείτε οθόνες που υποστηρίζουν και τα δύο πρότυπα, αλλά η Nvidia εγκατέλειψε πρόσφατα και πρόσθεσε την υποστήριξη FreeSync για ορισμένες οθόνες. Μπορείτε επίσης να επιχειρήσετε να ενεργοποιήσετε το FreeSync(FreeSync) σε οθόνες που δεν περιλαμβάνονται στη λίστα επιτρεπόμενων από τη Nvidia , αλλά τα αποτελέσματα ενδέχεται να μην είναι εξαιρετικά σε ορισμένες περιπτώσεις.

Ας συνοψίσουμε λοιπόν όσα πρέπει να γνωρίζετε σχετικά με τη χρήση του Vsync :

  • Εάν το παιχνίδι σας δεν μπορεί να διατηρήσει ρυθμό καρέ ίσο ή μεγαλύτερο από τον ρυθμό ανανέωσης της οθόνης σας, ενεργοποιήστε την τριπλή προσωρινή αποθήκευση ή μειώστε τον ρυθμό ανανέωσης.
  • Εάν η GPU σας προσφέρει μια πιο προηγμένη έκδοση του Vsync , αξίζει να τη δοκιμάσετε.
  • Το G-Sync(G-Sync) και το FreeSync(FreeSync) είναι επιθυμητές εναλλακτικές λύσεις για το Vsync εάν έχετε πρόσβαση σε αυτά.
  • Εάν θέλετε την ελάχιστη καθυστέρηση εισόδου για ανταγωνιστικά παιχνίδια, απενεργοποιήστε το Vsync και ζωντανά με την οθόνη να σκίζεται, εάν η μεταβλητή ανανέωση δεν είναι διαθέσιμη.

Αυτά είναι τα βασικά του Vsync . Τώρα βγείτε εκεί έξω και διασκεδάστε με μια εμπειρία παιχνιδιού χωρίς δάκρυα.



About the author

Είμαι μηχανικός λογισμικού με περισσότερα από 10 χρόνια εμπειρίας στα προϊόντα Windows, Office και Google. Είμαι ειδικός στο Word, το Excel και το PowerPoint και έχω γράψει αρκετά βιβλία για το θέμα. Στον ελεύθερο χρόνο μου, μου αρέσει να παίζω βιντεοπαιχνίδια, να διαβάζω βιβλία και να βλέπω ταινίες.



Related posts