获得完美游戏效果 解析显卡垂直同步设置
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2023-02-16 23:40:45
获得完美游戏效果 解析显卡垂直同步设置 垂直同步--这个词已让身为菜鸟的我困惑了好多年。我带着这样的疑问去找一位资深的"老鸟"级人物，他告诉我：垂直同步一定要关！并打开电脑证明给我看：关闭垂直同步时，CS 1.5的帧... 09-04-21...
垂直同步--这个词已让身为菜鸟的我困惑了好多年。我带着这样的疑问去找一位资深的"老鸟"级人物，他告诉我：垂直同步一定要关！并打开电脑证明给我看：关闭垂直同步时，cs 1.5的帧速稳在99fps；但打开垂直同步后，帧速就降到了60fps。"99fps绝对比60fps快吧？"这是他扔给我的最后一句话。
帧速是什么？fps又是什么？连这一点点名词都搞不清楚的我回家后赶紧爬到网上搜索，在渐渐熟悉这些名词的过程中我竟然发现了"老鸟"的重大失误……
1. 什么叫做fps？什么叫做刷新率？他们两个是一回事吗？
fps是英文"frame per second"的缩写，中文可译为：每秒钟画面更新次数。我们平时所看到的连续画面都是由一幅幅静止画面组成的，每幅画面称为一帧，fps正是对"帧"变化速度的数值描述，单位是"帧/秒"。一般而言，人们认为20fps是rpg类游戏运行的最低标准，但对cs、*飞车等高速游戏来说，60fps才能得到比较理想的效果。
刷新率简单说就是显示器每秒钟刷新屏幕的次数，单位是hz(赫兹)。由于crt显示器的荧光屏上涂的是中短余辉荧光材料，每次刷新屏幕后图像的残影会滞留在屏幕上渐渐变暗，所以要求电子枪不断的反复"点亮"荧光点，才能让我们看到稳定、不闪烁的图像。对于图像无闪烁的液晶显示器来说，刷新率指标一向不被人们重视，不过随着高速液晶显示技术的进步，刷新率的重要性再次凸现出来，用户已不再满足于液晶显示器的无闪烁特性，更对其显示速度与流畅性提出了要求。
刷新率与fps之间的关系是不平等的，打个比方来说：一幅静态图片，你可以说这副图片的fps是0帧/秒，但绝对不能说刷新率是0hz，也就是说刷新率不随图像内容的变化而变化。显示器作为人机对话的最后一个设备，它更容易形成显示速度的瓶颈。打个比方来说，如果显示器刷新率设置为60hz而显卡生成图像的帧速是100fps，则最终用户看到的图像仍是60fps。为了平衡这两者的关系， "垂直同步"的概念应运而生。
2. 什么叫做垂直同步？它对游戏的速度和画质有什么影响？
垂直同步又称场同步（vertical hold），从crt显示器的显示原理来看，单个象素组成了水平扫描线，水平扫描线在垂直方向的堆积形成了完整的画面。显示器的刷新率受显卡dac控制，显卡dac完成一帧的扫描后就会产生一个垂直同步信号。我们平时所说的打开垂直同步指的是将该信号送入显卡3d图形处理部分，从而让显卡在生成3d图形时受垂直同步信号的制约。
当我们选择"等待垂直同步信号"（即打开垂直同步）时，显卡绘制3d图形前会等待垂直同步信号，当该信号到达时，显卡开始绘制3d图形，如果显卡性能较为强劲，在下个垂直同步信号到来之前已经完成了对该帧的渲染，显卡就会暂停处理，等下个垂直同步信号到来后才开始渲染下一帧。由此可见，当打开垂直同步时，游戏的fps要受刷新率的制约，对于高端显卡而言，限制了其性能的发挥。
当我们选择"不等待垂直同步信号"（即关闭垂直同步）时，3d引擎将全速运行，不再等待垂直同步信号的到来，显卡性能得到了最大的发挥。所以我们测试显卡3d性能时，一定要关闭垂直同步。不少的朋友认为在游戏中关闭垂直同步可以得到更高的帧速，其实不然，这虚高的帧速不仅要受到显示器刷新率的制约，更会对游戏画面产生不良的影响。一般来说，关闭垂直同步会导致游戏画面产生以下两种问题：
（1）画面撕裂
假设游戏中有一面黑白相间的栅栏墙高速向左运动，显示器设定的刷新率是100hz，游戏运行速度为200fps，则显示器扫描第1帧图像至屏幕垂直方向中点时，显卡已经将第2帧图像送了过来，由于栅栏墙高速向左运动，第2帧图像已经左移了一段距离，最终显示的图像如图（图01）。
图1
cs 1.5、quake等大多数pc游戏在关闭垂直同步后都会有这种现象产生。如果你的电脑上装有cs 1.5游戏，不妨自己证实一下：关闭垂直同步后进入游戏，按下键盘上的左箭头"←"让视角匀速转动，是不是看到了"画面撕裂"的现象？打开垂直同步后做相同的测试，画面是不是清爽了许多？
（2）跳帧
假如显示器设定的刷新率是80hz，显卡以100fps循环显示0-9数字，那么，在开始的0.1秒内，显卡显示了10个数字而显示器只刷新了8次，最终你看到的图像很可能是这样的：（表格如图02）
可见，由于显示器刷新率跟不上游戏的fps，只能舍弃一部分画面，这种现象表现在游戏里就是跳帧。鬼武者3等一些移植到pc上的游戏在关闭垂直同步时通常会出现这种问题。
图2 通过以上的了解，我们认识到，要想在游戏中获得更好的画质，垂直同步一定要开！正是由于垂直同步的存在，游戏才会有完整、稳速、不跳帧的画面。套用一句广告语来说："自从开了垂直同步后，画不破了，帧不跳了，头也不眩晕了。"
3. 速度与画质的完美解决之道。
有了以上知识，我们看到，要想获得完美的游戏效果，"高刷新率＋打开垂直同步"二者缺一不可。不过，令不少用户头痛的是：windows 2000及其以上版本操作系统中，当显卡运行在direct 3d或者opengl状态时，刷新率会跳回60hz，导致游戏最高帧速也被限制在了60fps。针对这个问题，nvidia和ati两大显卡厂商已经在驱动中内置了刷新率锁定功能，其他品牌的显卡也可采用第三方软件来实现。
1. nvidia篇
nvidia的forceware驱动已集成了刷新率锁定功能，不过从60.××版本开始，nvidia将其隐藏了起来，我们可以用nvtweak来打开。软件运行后，直接点击左下角的"enable all"来打开所有隐藏选项，如图（图03）。
图3
再次进入显卡控制面板就会发现左边多出了一个"刷新率超频"选项，点击后在右侧选择"指定默认刷新频率"并为每个分辨率设置合适的刷新率，如图（图04）所示。再次进入游戏，你就会发现刷新率已经不再是讨厌的60hz了。
图4
2. ati篇
ati已在催化剂控制中心（catalyst control center）程序中提供了刷新率锁定功能，首先打开显卡控制中心，依次进入"图形设置→显示选项"，将右侧的"3d刷新率覆盖"设置为显示器推荐的刷新率，如图（图05），确定后生效。
图5
早期的ati控制面板（ati control panel）驱动却没有提供这项功能，不过我们可以安装免费的ati tray tools来实现。软件运行后会在任务栏创建一个红色图标，右击该图标，依次选择"refresh lock→customize"，在出现的"customize refresh lock "窗口中选择分辨率、色深及相应的刷新率并将其添加到列表里，如图（图06）所示，最后勾选"enable refresh lock"确定生效。
图6
3. 其他显卡篇
其他显卡厂商通常没有在驱动程序里提供刷新率锁定功能，推荐大家下载适用于所有显卡的refresh lock。软件运行后会自动检测显示器在各个分辨率下的最佳刷新率，一般不用手动设置，只需将"刷新覆盖"打开并设置为"总是为模式使用最快的安全频率"后点击"保存"按钮即可（如图07），非常方便。
图7 做好以上工作后，你就可以投入到高画质、高帧速的游戏中尽情享受了。只要菜鸟能少一些盲从，多一些怀疑；少一些空谈，多一些求证，你就会发现，通向老鸟的路并不遥远！
帧速是什么？fps又是什么？连这一点点名词都搞不清楚的我回家后赶紧爬到网上搜索，在渐渐熟悉这些名词的过程中我竟然发现了"老鸟"的重大失误……
1. 什么叫做fps？什么叫做刷新率？他们两个是一回事吗？
fps是英文"frame per second"的缩写，中文可译为：每秒钟画面更新次数。我们平时所看到的连续画面都是由一幅幅静止画面组成的，每幅画面称为一帧，fps正是对"帧"变化速度的数值描述，单位是"帧/秒"。一般而言，人们认为20fps是rpg类游戏运行的最低标准，但对cs、*飞车等高速游戏来说，60fps才能得到比较理想的效果。
刷新率简单说就是显示器每秒钟刷新屏幕的次数，单位是hz(赫兹)。由于crt显示器的荧光屏上涂的是中短余辉荧光材料，每次刷新屏幕后图像的残影会滞留在屏幕上渐渐变暗，所以要求电子枪不断的反复"点亮"荧光点，才能让我们看到稳定、不闪烁的图像。对于图像无闪烁的液晶显示器来说，刷新率指标一向不被人们重视，不过随着高速液晶显示技术的进步，刷新率的重要性再次凸现出来，用户已不再满足于液晶显示器的无闪烁特性，更对其显示速度与流畅性提出了要求。
刷新率与fps之间的关系是不平等的，打个比方来说：一幅静态图片，你可以说这副图片的fps是0帧/秒，但绝对不能说刷新率是0hz，也就是说刷新率不随图像内容的变化而变化。显示器作为人机对话的最后一个设备，它更容易形成显示速度的瓶颈。打个比方来说，如果显示器刷新率设置为60hz而显卡生成图像的帧速是100fps，则最终用户看到的图像仍是60fps。为了平衡这两者的关系， "垂直同步"的概念应运而生。
2. 什么叫做垂直同步？它对游戏的速度和画质有什么影响？
垂直同步又称场同步（vertical hold），从crt显示器的显示原理来看，单个象素组成了水平扫描线，水平扫描线在垂直方向的堆积形成了完整的画面。显示器的刷新率受显卡dac控制，显卡dac完成一帧的扫描后就会产生一个垂直同步信号。我们平时所说的打开垂直同步指的是将该信号送入显卡3d图形处理部分，从而让显卡在生成3d图形时受垂直同步信号的制约。
当我们选择"等待垂直同步信号"（即打开垂直同步）时，显卡绘制3d图形前会等待垂直同步信号，当该信号到达时，显卡开始绘制3d图形，如果显卡性能较为强劲，在下个垂直同步信号到来之前已经完成了对该帧的渲染，显卡就会暂停处理，等下个垂直同步信号到来后才开始渲染下一帧。由此可见，当打开垂直同步时，游戏的fps要受刷新率的制约，对于高端显卡而言，限制了其性能的发挥。
当我们选择"不等待垂直同步信号"（即关闭垂直同步）时，3d引擎将全速运行，不再等待垂直同步信号的到来，显卡性能得到了最大的发挥。所以我们测试显卡3d性能时，一定要关闭垂直同步。不少的朋友认为在游戏中关闭垂直同步可以得到更高的帧速，其实不然，这虚高的帧速不仅要受到显示器刷新率的制约，更会对游戏画面产生不良的影响。一般来说，关闭垂直同步会导致游戏画面产生以下两种问题：
（1）画面撕裂
假设游戏中有一面黑白相间的栅栏墙高速向左运动，显示器设定的刷新率是100hz，游戏运行速度为200fps，则显示器扫描第1帧图像至屏幕垂直方向中点时，显卡已经将第2帧图像送了过来，由于栅栏墙高速向左运动，第2帧图像已经左移了一段距离，最终显示的图像如图（图01）。
cs 1.5、quake等大多数pc游戏在关闭垂直同步后都会有这种现象产生。如果你的电脑上装有cs 1.5游戏，不妨自己证实一下：关闭垂直同步后进入游戏，按下键盘上的左箭头"←"让视角匀速转动，是不是看到了"画面撕裂"的现象？打开垂直同步后做相同的测试，画面是不是清爽了许多？
（2）跳帧
假如显示器设定的刷新率是80hz，显卡以100fps循环显示0-9数字，那么，在开始的0.1秒内，显卡显示了10个数字而显示器只刷新了8次，最终你看到的图像很可能是这样的：（表格如图02）
可见，由于显示器刷新率跟不上游戏的fps，只能舍弃一部分画面，这种现象表现在游戏里就是跳帧。鬼武者3等一些移植到pc上的游戏在关闭垂直同步时通常会出现这种问题。
3. 速度与画质的完美解决之道。
有了以上知识，我们看到，要想获得完美的游戏效果，"高刷新率＋打开垂直同步"二者缺一不可。不过，令不少用户头痛的是：windows 2000及其以上版本操作系统中，当显卡运行在direct 3d或者opengl状态时，刷新率会跳回60hz，导致游戏最高帧速也被限制在了60fps。针对这个问题，nvidia和ati两大显卡厂商已经在驱动中内置了刷新率锁定功能，其他品牌的显卡也可采用第三方软件来实现。
1. nvidia篇
nvidia的forceware驱动已集成了刷新率锁定功能，不过从60.××版本开始，nvidia将其隐藏了起来，我们可以用nvtweak来打开。软件运行后，直接点击左下角的"enable all"来打开所有隐藏选项，如图（图03）。
再次进入显卡控制面板就会发现左边多出了一个"刷新率超频"选项，点击后在右侧选择"指定默认刷新频率"并为每个分辨率设置合适的刷新率，如图（图04）所示。再次进入游戏，你就会发现刷新率已经不再是讨厌的60hz了。
2. ati篇
ati已在催化剂控制中心（catalyst control center）程序中提供了刷新率锁定功能，首先打开显卡控制中心，依次进入"图形设置→显示选项"，将右侧的"3d刷新率覆盖"设置为显示器推荐的刷新率，如图（图05），确定后生效。
早期的ati控制面板（ati control panel）驱动却没有提供这项功能，不过我们可以安装免费的ati tray tools来实现。软件运行后会在任务栏创建一个红色图标，右击该图标，依次选择"refresh lock→customize"，在出现的"customize refresh lock "窗口中选择分辨率、色深及相应的刷新率并将其添加到列表里，如图（图06）所示，最后勾选"enable refresh lock"确定生效。
3. 其他显卡篇
其他显卡厂商通常没有在驱动程序里提供刷新率锁定功能，推荐大家下载适用于所有显卡的refresh lock。软件运行后会自动检测显示器在各个分辨率下的最佳刷新率，一般不用手动设置，只需将"刷新覆盖"打开并设置为"总是为模式使用最快的安全频率"后点击"保存"按钮即可（如图07），非常方便。
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