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简单说说与帧数有关的几个知识

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 楼主| 发表于 2014-11-13 11:12  ·  四川 | 显示全部楼层 |阅读模式
下文基于个人这几天了解到的一些资料而成,有纰漏之处还望见谅

基础知识:

1)显示器刷新率(下称refresh rate,RR):大家使用的显示器(或电视)要显示运动的画面,都需要不停的输出新的画面,即刷新。以显示器为例,大多数显示器都是60Hz的,也即一秒的时间可以刷60幅图片,其中每一幅图片都是以自上而下隔行扫描的形式进行刷新的

2)帧缓冲:在显示输出之前,GPU运算好的图像并不是直接输出到显示器,而是先放在一个缓冲区,然后显示器会从这个缓冲区读取图像数据进行显示

3)FPS:即Frame-per-Second,等同于帧率,与刷新率是不同的东西。刷新率表示的是显示器一秒钟的刷新次数,而帧率则表示GPU一秒钟输出图片的数目

=====

常见问题:
以下将大家平日里会有疑问的几个问题简单说一下

1)为什么会出现画面撕裂的现象?什么是垂直同步?

垂直同步这种情况多发于当FPS大于RR的时候,很容易理解。当FPS较大的时候,帧缓冲里的图片刷新速度大过了显示器的刷新速度。以下面这张图片为例



在显示器的一次刷新里,帧缓冲至少更新了3张图,而具体出现的原因则是,显示器在由上往下刷新时,帧缓冲更新了,于是显示器继续向下刷新,帧缓冲又更新了。。。所以才会出现一次刷新看到多张图片组合在一起的情况,也即画面撕裂

这种情况避免的方法就是开启垂直同步,垂直同步的基本原理就是强制让帧缓存与刷新率的步调完全一致(FPS>60),也就是说一次刷新始终只有一副图片,所以也就避免了画面撕裂的问题了

=====

但是画面撕裂除了由于FPS>RR之外,还会有另外一种原因,也即“步调不一致”,如果你帧缓存渲染图片和显示器刷新的节奏总是对不到一块儿,那么显示器输出的总是没有渲染完成的图像。这也就是一些游戏即使帧数很低但也会出现画面撕裂的原因。

2)帧数不稳定是怎么回事?

我们先以FPS=45的情况来举例
当刷新率在60Hz的时候,45帧即对应为每1.5次刷新的时候帧缓存更新一帧。
我们来看看其中的细节,

第一次刷新:显示第一图
第二次刷新,帧缓存在两次刷新之间更新,显示第二图
第三次刷新,帧缓存更新,显示第三图
第四次刷新,帧缓存未更新,显示第三图
第五次刷新,帧缓存在两次刷新之间更新,显示第四图

由此可见,实际输出的为:ABCCDEEFG...
而假如说游戏渲染时,帧与帧之间的间隔是相等的,那么当你看到的图像序列之间的间隔并不一致,就会导致人的主观感受变差。严重的还会引起身体不适等其他问题

当然,当FPS为其他情况时,也可以套用上面的分析,以目前的情况来看,游戏帧数的问题,很大程度上都和显示器的刷新率有关。无论是因为不同步而引起的画面撕裂,还是因为同步了而引起的帧数浮动

3)既然30帧玩的不爽,60帧要求又太高,那么为什么不能折衷45帧,或者30~60中的某一个帧数呢?

这个问题可以参考第二问

另外再说一下,30帧的时候,每两次刷新对应一帧即可保证帧数的稳定,理论上来说,只要可以把60整除即可,但是20帧以及15帧本身无法满足最基本的可玩性。

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发表于 2014-11-20 11:33  ·  广西 | 显示全部楼层
感谢相关科普,不过我玩游戏,不是很注重些数据了

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发表于 2014-11-20 11:51  ·  江苏 | 显示全部楼层
不错,感谢分享                       

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发表于 2014-11-20 18:00  ·  湖北 | 显示全部楼层
不错,帧数很重要。。。。
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