Che cos'è Vsync e dovresti usarlo?

Vsync è un'opzione che vedrai nella maggior parte dei videogiochi per PC(PC video games) e talvolta anche in altre applicazioni. Ma cos'è Vsync ? Che cosa fa? Dovresti accenderlo o spegnerlo? 

La risposta è complicata, ma una volta compreso lo scopo di Vsync saprai quando attivarlo o lasciarlo spento.

Cos'è Vsync?

La prima cosa che devi sapere è che il tuo monitor può mostrare un certo numero di immagini discrete ogni secondo. Questa è nota come frequenza di aggiornamento(refresh rate) , ovvero quante volte il monitor può aggiornare completamente l'immagine sullo schermo con qualcosa di nuovo.

Se non lo sai già, l'illusione di immagini in movimento su uno schermo viene creata visualizzando rapidamente una sequenza di immagini fisse. Ogni immagine mostra il soggetto in un diverso intervallo di tempo. La maggior parte dei film che guardi al cinema vengono girati a 24 fotogrammi al secondo. Quindi vedi 24 intervalli di tempo mostrati in ogni secondo. 

C'è anche un sacco di contenuti registrati a 30 e 60 fotogrammi al secondo. I filmati delle action cam(Action camera) , ad esempio, vengono generalmente registrati a 60 fotogrammi al secondo.

Più fotogrammi unici possono essere mostrati in un secondo, più appare il movimento più fluido e nitido. Il tuo cervello unisce i fotogrammi e lo percepisce come un'immagine in movimento.

In un sistema informatico, la GPU (unità di elaborazione grafica) prepara i frame da inviare al display. Tuttavia, se il display non è pronto per un nuovo fotogramma perché sta ancora lavorando sul disegno del precedente, può causare una situazione in cui parti di fotogrammi diversi vengono visualizzate contemporaneamente. Vsync ha(Vsync) lo scopo di prevenire questa situazione, sincronizzando i frame dalla GPU con la frequenza di aggiornamento del monitor.

Tassi di aggiornamento tipici

La frequenza di aggiornamento del display più comune è 60Hz. Cioè, 60 aggiornamenti al secondo. La maggior parte dei monitor di computer e dei televisori offre almeno questo. 

Puoi anche acquistare monitor per computer con una varietà di frequenze di aggiornamento(refresh rates) , che includono; 75Hz, 120Hz, 144Hz, 240Hz e 300Hz. Potrebbero esserci anche altri numeri strani, ma questi sono tipici, con frequenze di aggiornamento più elevate più rare al di fuori dei sistemi di gioco specializzati. 

I televisori sono quasi tutti unità a 60 Hz, con apparecchi a 120 Hz che stanno entrando nel mercato mainstream insieme all'ultima generazione di console di gioco che supportano quella frequenza di aggiornamento.

Corrispondenza dei frame rate alla (Rates)frequenza(Rate) di aggiornamento

La frequenza di aggiornamento dello schermo non deve corrispondere esattamente alla frequenza dei fotogrammi del contenuto. Ad esempio, se stai riproducendo un video a 30 fotogrammi al secondo su un display a 60 Hz, devi solo visualizzare due fotogrammi identici a 60 Hz, per un totale di 30 fotogrammi univoci. 

Le riprese a 24 fps rappresentano una sfida, dal momento che 24 non si dividono esattamente in 60. Esistono diversi modi per risolverlo. Alcuni schermi utilizzano una forma di conversione video nota come "pulldown" che compensa la mancata corrispondenza al costo di eseguire il contenuto a una velocità leggermente diversa da quella prevista. 

Molti display moderni possono anche passare a frequenze di aggiornamento diverse. Quindi una TV potrebbe passare a 48 Hz o addirittura 24 Hz per ottenere una perfetta sincronizzazione con filmati a 24 fps. I televisori(TVs) a 120 Hz non devono farlo, poiché 24 si divide equamente in 120.

Quando usare Vsync

Con i videogiochi, i fotogrammi non vengono prodotti in modo così ordinato come con film o video. Lasciati senza alcun limitatore, CPU , GPU e motore di gioco cercano di produrre il maggior numero di frame possibile. Tuttavia, poiché il carico di lavoro che il motore di gioco applica a questi componenti può variare, la frequenza dei fotogrammi potrebbe fluttuare.

Come accennato in precedenza, quando la GPU invia fotogrammi che non sono sincronizzati con la frequenza di aggiornamento del monitor, otterrai quell'aspetto rivelatore di tearing dello schermo(screen tearing) in cui diverse parti dell'immagine non si allineano.

Quando attivi Vsync , la tua GPU invia un frame da visualizzare solo quando il monitor è pronto per disegnare un nuovo frame, limitando anche efficacemente la velocità di rendering dei frame. Ma questo può effettivamente causare un altro problema che deriva dal modo in cui i frame vengono "bufferizzati". Successivamente, discuteremo di due tipi comuni di frame buffering.

Vsync con doppio buffer contro triplo(Versus Triple- Buffered Vsync)

Un "buffer" è una regione di memoria designata come area di attesa da leggere quando un altro dispositivo o processo è pronto per questo. Quando la tua GPU esegue il rendering di un frame, viene scritto in un buffer. Quindi lo schermo legge il frame da quel buffer per disegnarlo. 

Il cosiddetto "doppio buffering" è la norma oggi. Ci sono due buffer, che si alternano per fungere da buffer "front" e back". Il display disegna il frame dal buffer anteriore, mentre la GPU scrive nel buffer posteriore. Quindi i due buffer cambiano ruolo e il processo si ripete.

Senza Vsync , i due buffer possono essere scambiati in qualsiasi momento. Quindi è possibile che lo schermo disegnerà parte di ciascun buffer nel frame, provocando uno strappo. Quando accendi Vsync , lo strappo scompare. Tuttavia, se la GPU non riesce a terminare la scrittura sul buffer posteriore in 1/60 di secondo, quel frame viene saltato. Ciò si traduce in 30 fotogrammi al secondo effettivi. 

A meno che il tuo computer non sia in grado di eseguire costantemente il rendering di 60 fotogrammi al secondo, è possibile che si verifichino 30 fps bloccati o framerate estremamente oscillanti tra 30 e 60.

Il triplo buffering(Triple-buffering) aggiunge un secondo buffer posteriore, il che significa che c'è sempre un frame pronto per essere scambiato nel buffer anteriore, rendendo possibile avere numeri dispari come 45 o 59 frame al secondo su uno schermo a 60 Hz. Se ti viene data la possibilità, il triplo buffer è sempre una buona opzione.

Tipi di Vsync migliorati

I produttori di schede grafiche continuano a confrontarsi con lo screen tearing e altri artefatti causati dallo screen tearing. Ogni grande produttore ha ideato versioni avanzate di Vsync che cercano di offrire tutti i vantaggi senza gli svantaggi.

Nvidia ha AdaptiveSync e FastSync , ognuno con il proprio approccio intelligente a Vsync . Il primo attiva Vsync solo se la frequenza dei fotogrammi di un gioco è uguale o superiore alla frequenza di aggiornamento. Se dovesse scendere al di sotto, Vsync è disabilitato, eliminando la latenza del buffer. Quest'ultima soluzione è migliore in quanto consente il triplo buffering e fornisce il frame rate più elevato senza tearing.

AMD ha Enhanced Sync , che è come AdaptiveSync .

Vsync contro frequenza di aggiornamento variabile

Esiste una potente alternativa a Vsync nota come frequenza di aggiornamento variabile. La tecnologia di Nvidia è nota come G-Sync e AMD ha sviluppato FreeSync , ma l'ha resa gratuita e aperta a chiunque.

Entrambe le tecnologie consentono al monitor e alla GPU di dialogare tra loro in modo tale che i frame siano sincronizzati con una precisione quasi impeccabile. In altre parole, qui vengono affrontati tutti gli svantaggi di Vsync

L'avvertenza principale è che il monitor stesso deve supportare la tecnologia. È raro trovare monitor che supportino entrambi gli standard, ma Nvidia ha recentemente ceduto e aggiunto il supporto FreeSync per alcuni monitor. Puoi anche provare ad attivare FreeSync su monitor non autorizzati da Nvidia , ma i risultati potrebbero non essere eccezionali in alcuni casi.

Quindi riassumiamo ciò che devi sapere sull'utilizzo di Vsync :

  • Se il tuo gioco non riesce a sostenere una frequenza fotogrammi uguale o superiore alla frequenza di aggiornamento del monitor, abilita il triplo buffering o riduci la frequenza di aggiornamento.
  • Se la tua GPU offre una versione più avanzata di Vsync , vale la pena provare.
  • G-Sync e FreeSync sono alternative desiderabili a Vsync se hai accesso ad essi.
  • Se desideri il minimo di ritardo di input per i giochi competitivi, disattiva Vsync e vivi con lo screen tearing, se l'aggiornamento variabile non è disponibile.

Queste sono le basi di ciò che è Vsync . Ora esci e divertiti con un'esperienza di gioco senza strappi.



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