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画面撕裂终极解决方案 G-SYNC对比实测
2017年07月20日 10时57分 作者:ZOL 编辑: 杨玉斌

 

1、如何做到杜绝画面撕裂?

  作为一名游戏爱好者,有两点是最不能忍的,一个是卡顿,另一个就是撕裂。

  画面卡顿的的解决方法无外乎两种,一种是更换性能更强的显卡,另一种是降低游戏特效;而解决画面撕裂,玩家们最常用的便是开启垂直同步(V-SYNC)选项。

  不过垂直同步是一个饱受诟病的功能,其原理是让显卡强行与显示器的刷新率同步,这就大大限制了显卡性能的发挥,甚至可能弄巧成拙。

  事实上绝大多数的网友都将关注的焦点放在了显卡上,而忽略了显示器所扮演的重要角色。

  别忘了,即使显卡渲染的画面再流畅,帧数再高,但最终呈现出来的显示效果还是得看显示器。

  在以前,显卡和显示器是单独的个体,并且分工明确:显卡将画面渲染生成,然后将数据传给显示器就不管后事了,而显示器则是将显卡传来的数据展现出来,不管自身能否胜任,有多少帧画面就尽力去显示多少帧。


↑↑↑画面撕裂原理图

  由于显卡的性能越来越高,所渲染出来的帧数也越来越多,而大部分显示器的刷新率只有60Hz,这就造成了画面的输入和输出差值巨大,越好的显卡撕裂问题越严重。

  上图说的便是画面撕裂的机制,由于显卡性能强,所以生成的画面较多,而受限于刷新率,显示器能显示的画面有限,这就造成了画面刷新后的错位,而这种错位就被称为画面撕裂。


↑↑↑较为明显的画面撕裂

  前文说到,为了解决画面撕裂就需要开启垂直同步,而这个诞生于CRT时代的技术显然已经跟不上时代的潮流了。

  其原理可以理解为强制显卡只输出60帧,这样就匹配了大部分液晶显示器的刷新率从而解决撕裂。

  但是该方案不智能在于,一旦游戏场景复杂对显卡要求升高,显卡不能保证60帧输出时就会自动降到30帧输出,这种帧数断崖式的下降和上升会造成画面卡顿。

  这也就是说好不容易做到不撕裂了,可又发生了更让人闹心的卡顿。


↑↑↑G-SYNC芯片

  那么除了V-SYNC,难道就没有鱼与熊掌兼得的技术了么?你别说,还真有,那就是广受好评的G-SYNC技术。

  G-SYNC是NVIDIA 开发的一个从硬件上解决游戏画面撕裂的技术,通过在显示器中内置一个独立芯片,协调显卡和显示器之间的数据同步,使显卡的帧输出延迟和屏幕刷新率一致,减少乃至杜绝画面错位。

  相信很多DIY新手们还不太了解这个技术,那么接下来就让我给大家详细讲讲G-SYNC的工作原理。

2、软件做不好的事让硬件来

  其实解决垂直同步表现不给力的思路很简单,就是让帧数调节变成动态的,而不是一个固定数值。

  事实上,按照动态刷新率思路,NVIDIA 在Kepler时代引入了自适应垂直同步技术,自适应垂直同步技术可根据帧速率动态调整垂直同步。

  不仅可以防止撕裂效果,还能够减少迟滞现象的产生,为玩家提供更加流畅的游戏体验。

  然而这只是个软件方案,并不能完美解决撕裂和卡顿的问题,于是在2013年的NVIDIA  editor's day上,老黄正式宣告了G-SYNC技术的诞生。


↑↑↑G-SYNC原理

  G-SYNC技术在显示器中内置一枚可与GeForce显卡直接通讯的芯片,这枚自带缓存的芯片可以协调显示器与GPU输出缓冲之间的数据同步。

  通过G-SYNC芯片的控制,显示器的刷新延迟将可以与GPU帧输出延迟保持完全一致,支持G-SYNC技术的显示器会根据GPU当前的性能水平自动调节刷新率。

  在G-SYNC芯片侦测到GPU的帧输出延迟大于16ms时,它便会自动延长显示器的刷新延迟,避免传统的帧丢弃问题所导致的视觉卡顿现象。


↑↑↑搭载G-SYNC技术的笔记本

  G-SYNC是一种硬件方案,或者说软硬件结合。它会集成在显示器内部,但也提供独立的扩展卡,搭配高性能的GeForce显卡来控制显示器的可变刷新率。

  在G-SYNC系统中,显示器只有从GPU那里获取了新的画面帧之后才会刷新,刷新率范围30-240Hz,真正做到确保GPU所渲染的每一帧都显示出来。值得一提的是,G-SYNC还支持SLI,让多卡用户也可以轻松使用。


↑↑↑G-SYNC是高端显示器的重要卖点

  G-SYNC对于游戏画面体验的改善是革命性的,它进一步延展并最终达到了自适应垂直同步所要达到的目的,最终实现了真正意义上的画面连贯性和完整性。

  G-SYNC的改进不仅提升了游戏过程中的视觉体验,而且也让GPU的性能变得更加有意义了。

  不过由于目前可以搜到的文章大多是展示G-SYNC可以带来的优秀体验,但却鲜有用数据说明G-SYNC同V-SYNC相比究竟优势何在的文章。因此接下来吉吉我就通过我们常用的显卡评测软件和游戏来看看G-SYNC究竟有多厉害。

3、测试平台环境一览

  为保证测试能够发挥显卡的最佳性能,本次测试平台采用全新7代酷睿芯——Intel酷睿i7-7700K处理器、技嘉 Z270芯片组主板、阿斯加特DDR4-2133 32GB双通道内存、安钛克1000w钛金电源组建而成。

  此外,由于是为了验证G-SYNC功能的测试,我们此次选择了目前市面上最高端的G-SYNC显示器,拥有240Hz刷新率的宏碁掠夺者XB251HQT,详细硬件规格如下表所示:


↑↑↑测试用主板:技嘉 GA-Z270X-Gaming 9


↑↑↑测试用显卡:iGame GTX1080 Vulcan X OC


↑↑↑测试用显示器:宏碁掠夺者XB251HQT

  在测试成绩方面,理论性能测试用得分来衡量性能,数值越高越好,游戏测试用帧数来衡量性能,同样越高越好。测试时采用显卡的高频bios,即一键超频按钮弹起时的状态。

4、理论对比测试

  首先进行的是用来衡量显卡理论DX11性能的3DMark FireStrike测试,在三种模式下分别在开启G-SYNC、开启V-SYNC和关闭同步技术下跑分,三种模式分别对应的是1080p、2K和4K分辨率,测试结果如下:


↑↑↑3DMark FireStrike测试结果


↑↑↑3DMark FireStrike Extreme测试结果


↑↑↑3DMark FireStrike Ultra测试结果

  通过测试可以看出,在开启了G-SYNC后,不光不会发生撕裂,在三种场景下的得分居然比关闭同步技术的情况下还要高一点点。

  而对比V-SYNC我们可以看到,在三种场景下G-SYNC的得分分别领先前者28.7%、11.7%和5.4%,也就是说在理论测试中分辨率越低,实际帧数越高的情况下,G-SYNC的优势越明显。

5、游戏对比测试

  测试完理论性能,我们再来看一下G-SYNC在游戏中的表现,我们选择了三个代表性的游戏,分别代表三种不同程度的显卡需求,里面有网游,有单机大作,也有显卡杀手,以下便是测试结果: 


↑↑↑《守望先锋》测试结果

  首先是对显卡性能需求较低的《守望先锋》,为了匹配GTX 1080的强大性能,我将渲染倍率设定为200%,从结果可以看出,G-SYNC的成绩依旧微微领先于默认状态,并且帧数领先开启V-SYNC的状态约11.9%。


↑↑↑《杀手6》测试结果

  接下来测试的是《杀手6》,其为主流单机游戏的代表作。在该游戏中G-SYNC的成绩依旧微微落后于默认状态,但帧数依旧领先开启V-SYNC的状态约15.4%。


↑↑↑《杀出重围:人类分裂》测试结果

  最后我们测试的是号称新一代显卡杀手的《杀出重围:原始杀戮》,其对显卡要求极为苛刻,GTX1080在特效全开状态下也不能在主流分辨率下达到60帧。

  在该游戏中G-SYNC的成绩与默认状态相差不大,帧数还是领先开启V-SYNC的状态有11.2%。

  看了以上的结果大家可能会说:G-SYNC同V-SYNC相比好像差距并不是很悬殊嘛,帧数也就领先10-15%而已。

  这是因为现在的游戏大都支持前文说到的自适应垂直同步技术,因而帧数不再限定于60、30这样的固定档,因此开启后性能下降并不是很严重,但依旧有着一定程度的损失,同毫无影响的G-SYNC相比还是不尽人意。

6、的确是堪称完美的方案

  从理论和游戏性能对比来看,G-SYNC的效果还是非常令人满意的,在所有测试项目中,开启G-SYNC后帧数并没有发生显著变化,而传统的V-SYNC会出现帧数下降的情况。

  在之前G-SYNC技术只支持到最大144Hz,当帧数高于144时,G-SYNC会由于刷新率限制而停留在144帧,不过随着技术的提升,G-SYNC已经可以支持到240Hz了,因此目前该技术可以说是毫无短板和限制。


↑↑↑G-SYNC钟摆测试

  G-SYNC实际的效果无法用数据来展现,只能通过肉眼去观察。

  开启了G-SYNC之后不再会出现画面分割线,也就是撕裂的情况,这对于玩场景复杂切换视角频繁的游戏来说意义较大,尤其是那些电竞类游戏,画面撕裂会对游戏体验造成无可挽回的影响。

  可能因为一个撕裂就输掉了一场比赛,因此现在的很多大型电竞赛事都会使用NVIDIA 旗舰级显卡搭配G-SYNC显示器,让硬件不会限制选手发挥。


↑↑↑G-SYNC显示器广泛用于电竞赛事中

  此外,由于G-SYNC显示器的刷新率远高于一般的显示器,开启同步后的延迟也比60Hz的普通显示器要好很多,这对于专注于操控性的游戏来说比较关键。

  例如吉吉我喜爱的FPS游戏,能够达到的帧数越高,画面也就越流畅,玩起来的感觉才会越舒服。G-SYNC可以保证这类游戏拥有开启V-SYNC效果,同时还能避开高延迟的弊端,这正是G-SYNC最大的优势。


↑↑↑目前G-SYNC显示器的价格仍旧处在高位

  虽然G-SYNC可以说是目前最优秀的画面撕裂解决方案,但搭载该技术的显示器的价格却让一般消费者难以接受。

  一款支持G-SYNC的显示器最便宜的在3000左右,而贵的甚至要上万元,此外玩家还需要一款性能够强的GeForce显卡,综合投入成本会很高。

  当然,同几年前相比,G-SYNC显示器的价格已经有了大幅降低,如果未来G-SYNC显示器的价格能降至2000元左右,想必会有更多用户愿意去使用。




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