Понимание частоты кадров (FPS) и частоты обновления монитора. Почему они важны для игр?

Многие геймеры гонятся за высокой частотой кадров, не понимая, что соответствующая частота обновления не менее важна. Чтобы добиться плавного игрового процесса, необходимо понимать разницу между частотой кадров и частотой обновления, а также их значение в играх.

Что такое частота кадров?

Частота кадров, измеряемая в кадрах в секунду (FPS), – это общее количество кадров (изображений), отображаемых на экране каждую секунду. Чем выше количество кадров, тем плавнее будет выглядеть анимация.

В видеоиграх частота кадров определяет, как будет выглядеть анимация, а также влияет на отзывчивость ввода. Если частота кадров достаточно высока, чтобы справиться с анимацией игры, вы увидите все анимации плавно, без подвисаний и пропусков.

Низкая частота кадров приведет к тому, что анимация не будет отображаться должным образом или даже будет полностью пропущена. Например, в игре, где персонаж быстро бежит, низкий FPS может показать телепортацию персонажа с небольшой задержкой.

Устройства GPU и CPU в основном влияют на количество FPS, причем в большинстве игр большая часть работы ложится на GPU. Однако производительность CPU может иметь решающее значение в некоторых типах игр, где требуется большая мощность процессора, например, при расчетах физики, работе с искусственным интеллектом или в больших окружениях с открытым миром.

30 FPS считается приемлемым показателем для многих игр, которые не отличаются быстрым темпом или требуют быстрой реакции. Однако 60 FPS – это целевой показатель для большинства игр, обеспечивающий плавность игрового процесса. Более высокие показатели FPS, например 120/144 и выше, могут принести практическую пользу в высококонкурентных играх, где важна каждая миллисекунда.

Что такое частота обновления?

Измеряемая в герцах (Гц), частота обновления – это общее количество раз, которое экран обновляет изображение. С точки зрения пользователя она в чем-то схожа с FPS, но происходит на стороне экрана и зависит от возможностей монитора.

Ваш экран может выглядеть как постоянно освещенный дисплей, на котором отображается событие, но он постоянно обновляется.

Попробуем провести эксперимент, чтобы лучше понять это. Попробуйте быстро перемещать курсор мыши по экрану. Вы заметите, что вместо ровного следа он будет прыгать маленькими шажками, так как движение курсора фиксируется с интервалами, соответствующими частоте обновления экрана, что создает впечатление телепортации по экрану.

Стандартом для большинства мониторов сегодня является частота 60 Гц (обновление 60 раз в секунду), что вполне достаточно для общего использования и повседневных игр. Однако игровые мониторы обычно работают на частотах 120, 144 и 165 Гц. Некоторые высококлассные мониторы могут работать на частоте 240 Гц и выше, но сверхвысокие частоты обновления могут оказаться не слишком удобными для обычного пользователя.

Основные различия между частотой кадров и частотой обновления

Хотя и частота кадров, и частота обновления в конечном итоге определяют плавность изображения, есть ключевые различия, которые отличают их друг от друга:

Метод измерения

Скорость кадров: измеряется в кадрах в секунду (FPS). 60 FPS означает, что ваше устройство отображает 60 изображений в секунду.

Частота обновления: измеряется в герцах (Гц). 60 Гц означает, что ваш экран будет обновлять изображение 60 раз в секунду.

Аппаратная зависимость

Частота кадров: GPU в основном рендерит каждый кадр, поэтому на него приходится большая часть тяжелой работы. CPU обрабатывает игровую логику, ИИ и физику, что варьируется от игры к игре.

Частота обновления: Технология внутри монитора определяет только максимальную частоту обновления. На нее не влияет нагрузка в игре или возможности других компонентов. Однако вы можете уменьшить частоту обновления монитора в настройках ОС.

Зависимость друг от друга

Частота кадров: В практическом использовании, независимо от того, сколько кадров генерирует ПК, частота кадров не может быть выше частоты обновления. Несоответствие может привести к разрыву экрана и артефактам (подробнее об этом позже).

Частота обновления: обычно устанавливается в зависимости от возможностей монитора. Однако мониторы, поддерживающие функции G-Sync или FreeSync, могут регулировать частоту обновления в соответствии с FPS, что делает ее зависимой от FPS.

Возможность обновления

Частота кадров: может быть улучшена путем модернизации GPU и CPU или оптимизации настроек ОС и внутриигровых настроек.

Частота обновления: в основном ограничена возможностями монитора, поэтому вам придется перейти на монитор, поддерживающий более высокую частоту обновления. Хотя некоторые мониторы можно разогнать, обычно это не стоит риска повредить его и лишиться гарантии из-за низкой отдачи.

Влияние на отзывчивость ввода

Частота кадров: Высокая частота кадров напрямую улучшает отзывчивость ввода. Низкая частота кадров может привести к задержкам ввода, так как игра может ждать отрисовки кадра, прежде чем принять новый ввод.

Частота обновления: в основном влияет на визуальные эффекты. Даже если что-то не отображается из-за низкой частоты обновления, игра все равно будет принимать вводимые данные и продолжать работать плавно, если только ПК может это выдержать.

Почему частота кадров и частота обновления важны для игр

В идеале частота кадров и частота обновления должны соответствовать друг другу для плавного отображения картинки, или, по крайней мере, FPS должен составлять долю от частоты обновления. Это гарантирует, что каждый кадр будет отображаться в одно и то же время, без наложения или отсутствия кадров. Если частота обновления составляет долю от частоты – например, 60 FPS на мониторе 120 Гц, – экран будет показывать 2 кадра при каждом обновлении и не будет нарушать визуальное восприятие.

Дисбаланс может вызвать визуальные проблемы, такие как разрывы и задержки. Если FPS слишком высок по сравнению с частотой обновления, это может привести к отображению нескольких кадров за одно обновление, что вызовет разрывы. С другой стороны, если FPS по сравнению с частотой обновления слишком низкий, это может привести к тому, что монитор будет показывать один и тот же кадр несколько раз, вызывая эффект заикания.

Как добиться баланса частоты кадров и частоты обновления

Для достижения наилучших результатов проверьте частоту обновления вашего монитора и подберите FPS игры вручную. Если частота обновления вашего монитора составляет 60 Гц, то измените FPS на 60 во внутриигровых настройках.

К сожалению, вы не всегда можете выбрать частоту кадров, соответствующую частоте обновления монитора. Возможно, ваш компьютер не способен обеспечить столь высокий FPS, или игра не позволяет выбрать точный FPS, соответствующий частоте обновления монитора. А возможно, FPS колеблется из-за внутриигровой нагрузки и других процессов на ПК.

В этом случае вам помогут технологии VSync и G-Sync/FreeSync:

  • VSync (вертикальная синхронизация): если ваш компьютер может генерировать кадры, значительно превышающие частоту обновления монитора, это заставит FPS соответствовать частоте обновления, чтобы предотвратить разрывы экрана. К сожалению, VSync достигает этой цели, заставляя GPU ждать обработки каждого кадра перед созданием нового. Это добавляет небольшую задержку ввода, которая может быть заметна в играх с быстрым темпом. Включить VSync можно в настройках игры или в настройках видеокарты.
  • G-Sync/FreeSync: Обе технологии достигают одной и той же цели, но принадлежат разным производителям. Они синхронизируют частоту обновления монитора с колебаниями FPS для предотвращения разрывов. Поскольку графическому процессору не нужно ждать, пока обновится монитор, он не вносит задержку ввода, которую вносит VSync.

В зависимости от вашей конфигурации вы можете использовать любую из этих функций для балансировки FPS и частоты обновления для оптимальной работы.

Важно отметить, что все дополнительные кадры, которые производит ваш компьютер сверх частоты обновления монитора, будут расходоваться впустую, но все равно будут потреблять ресурсы компьютера. Баланс частоты кадров и частоты обновления не только обеспечит плавность изображения, но и поможет предотвратить перегрев компьютера.

Зарубин Иван Эксперт по Linux и Windows

Парашютист со стажем. Много читаю и слушаю подкасты. Люблю посиделки у костра, песни под гитару и приближающиеся дедлайны. Люблю путешествовать.

Похожие статьи

Комментарии (0)