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簡單科普VRR技術:遊戲電視有人歡喜有人愁

2022-09-26由 Colin科林數碼 發表于 林業

電視上跑步的遊戲怎麼弄

一、VRR歷史

可能是因為一個叫顯示卡直通功能開始迅速普及,筆記本的VRR不再需要硬G-sync晶片,遊戲筆記本的玩家也開始普遍享受到了VRR的好處,曾經大火的神舟戰神遊戲本,也因為不支援顯示卡直通被廣大玩家唾棄,我也是因此不再寫遊戲本相關的回答。

能夠消除畫面撕裂的VRR可變重新整理率技術最早是由NVIDIA在2013年釋出的G-sync,後來AMD跟進推出了freesync。不過早期VRR技術不管是NVIDIA的G-sync還是AMD的freesync,都要求使用DP介面。但是電視行業是站臺HDMI介面的,沒有電視會搭載DP介面,電視遊戲機當然也只有HDMI介面,直到2018年三星與AMD合作,將freesync技術搭載到了自家使用HDMI2。0介面的QLED量子點電視上,同一年微軟的XBOXONEX遊戲機實現對freesync的支援,或者說可能三星電視的VRR最早就是給XBOX準備的。

不過其實絕大部分XBOXONEX遊戲也是鎖60幀或鎖30幀遊戲,且幀率穩定,VRR實際影響輕微。

簡單科普VRR技術:遊戲電視有人歡喜有人愁

再後來的事情我們都知道了,最新的HDMI2。1介面標準也已經支援了VRR技術。

二、VRR可變重新整理率的作用

VRR技術本身並沒有增加遊戲幀率的功能。

VRR可變重新整理率在遊戲幀率低於顯示裝置重新整理率時起效,使顯示裝置重新整理率與遊戲幀率同步。以120Hz螢幕為例,如果遊戲幀率能一直穩定在60幀、120幀、40幀、30幀,也就是能被120的整除的幾個數字,那就不需要VRR,可幀率穩定太理想了,很難實現。

如果遊戲幀率和電視重新整理率不同步,就會出現前一幀和後一幀遊戲畫面同時出現在螢幕的情況,導致畫面撕裂

過去會使用一種V-sync垂直同步的技術,掉幀時就讓前一幀影象多停留一兩幀,等待顯示卡渲染完下一幀,也可以避免撕裂。但是這樣的“等待”會在掉幀時讓每幀畫面停留時間不同,導致出現畫面抖動感。

影視愛好者應該想到了一個類似情況了吧,那就是拿60hz電視看24幀的電影。垂直同步就類似於3:2pulldown,因為每幀畫面停留時間不同,遊戲掉幀時畫面是會抖動的。VRR就類似於24P防抖動技術,遊戲掉幀時畫面不抖。人眼其實對五六幀甚至十幾幀的掉幀不夠敏感,但對每幀停留時間不同帶來的卡頓抖動感更敏感。

那麼120Hz重新整理率為什麼對VRR重要呢?是因為VRR是有起效範圍的,液晶電視一般是48Hz以上,也就是說遊戲幀率要高於48幀才行。為了解決這一問題,顯示卡和遊戲機採取了一種叫“LFC低幀率補償”的技術,一旦遊戲幀率降到了47幀,顯示卡和XSX遊戲機會自動將幀率插重複幀倍幀到94幀,以94Hz輸出遊戲,確保VRR繼續起效,顯然60Hz的電視就做不到這點了。(OLED電視起效範圍可以低至40Hz)

有些玩家的顯示裝置可以實時顯示重新整理率,開啟VRR後驚喜的發現原來4K30幀的遊戲突然顯示成了120Hz,也別高興太早,可能是40幀的遊戲執行了LFC低幀率補償。(開VRR能讓《微軟模擬飛行》執行到真4K80幀的傳聞就來於此)

三、對未來的主機遊戲有何影響

原本最佳化好的遊戲幀數可能幀數提高或者不變,原本最佳化差的遊戲該咋掉幀還咋掉幀,只是VRR能有助於消除抖動感。

未來的主機遊戲開發者將不必拘泥於4K60幀,可以搞更高的浮動幀率,過去鎖幀率反而浮動解析度的主機遊戲最佳化模式將會減少;

方便了《艾爾登法環》一類最佳化很爛的遊戲擺爛,我以前《艾爾登法環》玩的就是XSX版,開著VRR一樣會卡頓。

極端XBOX玩家可以嘲諷PS5玩家的點又少了一個,身為PC玩家當時看到那些爭論真的感覺好笑。不過XBOX多一個freesync的支援,PS5只支援HDMI論壇VRR,它們都不支援G-sync。

四、首批PS5的VRR遊戲

首批PS5支援VRR的遊戲有14個,其實VRR應該是遊戲機和顯示器之間全域性的功能。所謂的遊戲新增VRR的支援,其實就是關閉垂直同步,必要時解除原來的遊戲幀率限制,改為浮動幀率。PS5實際上也支援在未新增VRR支援的遊戲中強制開啟VRR,只是不保證效果,這點與XBOX其實是一樣的。

14個遊戲有:

· 《宇宙機器人無線控制器使用指南》

· 《使命召喚18 先鋒》

· 《使命召喚17 黑色行動 冷戰》

· 《死亡迴圈》

· 《命運2》

· 《鬼泣5 特別版》

· 《塵埃5》

· 《神之隕落》

· 《漫威蜘蛛俠:高畫質版》

· 《漫威蜘蛛俠:邁爾斯莫里萊斯》

· 《瑞奇與叮噹:時空跳轉》

· 《生化危機8 村莊》

· 《小緹娜的奇幻之地》

· 《彩虹六號 圍攻》

· 《米德加爾的部落》

14個遊戲中《使命召喚18:先鋒》《使命召喚17:黑色行動冷戰》《命運 2》《鬼泣 5 特別版》《塵埃 5》《彩虹六號:圍攻》是有支援120fps模式的。

《使命召喚17:黑色行動冷戰》幀率不穩,會有從120幀掉到低於100幀的情況,玩家其實不容易察覺遊戲幀率從120幀掉到100幀,但沒有VRR功能時,影象會因為掉幀而抖動,有了VRR就察覺不到了。

然後就是次世代遊戲主機很重要光線追蹤,對畫質有很大影響,也會大大降低幀數。

《蜘蛛俠邁爾斯莫拉萊斯》和《瑞奇與叮噹:時空跳轉》是支援光線追蹤的遊戲。

原本《蜘蛛俠邁爾斯莫拉萊斯》支援4K30幀的光追模式和約2K解析度60幀的光追模式,4月26日《蜘蛛俠邁爾斯莫拉萊斯》更新了4K40幀模式(需要120Hz,不要求VRR)。有了VRR以後,我估計大約可以玩到4K45幀左右浮動的光追遊戲。而以2K解析度渲染的RT效能模式可以到達90幀;至於PS4版《蜘蛛俠》的HD復刻版,實測真4K模式可以達到50幀。

PS5上以前最需要4K120Hz電視+HDMI2。1介面的遊戲其實是《瑞奇與叮噹》,而不是那些120fps遊戲,《瑞奇與叮噹》最早支援4K鎖40幀光追模式,該模式需要4K120Hz電視+HDMI2。1介面,因為120是40的整數倍,不需要依靠VRR就可以無抖動遊玩。《瑞奇與叮噹:時空跳轉》本來也是4K30幀光追模式和2K左右60幀光追模式兩種,後來覺得浪費效能,增加了4K鎖40幀的光線追蹤模式。我猜:在PS5支援VRR後,鎖40幀可以解除,可能會提升至45幀左右浮動,而以2K浮動解析度渲染的RT光追效能模式可以到達90幀,PS5的效能也就那樣。

五、有人歡喜有人愁

重新整理率大範圍波動會導致電視的伽馬響應出問題,連LG的OLED電視都無法避免這個這個問題。不過情況也是有輕有重的。

歡喜的應該是兩類人:

一類是買了OLED電視的高階遊戲玩家,伽馬偏移是相對比較小的問題,開VRR後電視畫質依然優秀。代表電視有索尼A80J、LG C1、LG C2等

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另一類是買了低端無局域光控低亮度的4K120Hz遊戲電視的的遊戲玩家,本來對遊戲畫質就沒太大的期待,開了VRR玩更爽。代表電視有雷鳥S515D、TCL T7E、Vidda X65、Redmi X65 2022款(小米目前有隻支援48~60Hz的BUG,工程師正在修)等:

愁的也是兩類人:

一類是被4K120Hz模糊問題困擾的玩家,包括索尼X90H、索尼X85J、OPPO S1、創維S81pro、創維S82、小米電視6至尊版、小米電視大師OLED 77寸等使用MT9950晶片的電視。原本PS5採用重新整理率自動切換機制,玩4K60fps遊戲不以120Hz輸出,大部分遊戲也最高60fps,根本不會觸發模糊問題。前文也說了,現在想用VRR,PS5上40幀的遊戲也需要120Hz輸出畫面以啟用LFC低幀率補償,此類電視一樣會模糊。

二類是一部分真HDR液晶電視,索尼和海信兩家的高階液晶電視在開啟VRR後會選擇關閉局域光控,動態對比度和峰值亮度大幅下降,嚴重影響了HDR遊戲的表現力。TCL的電視雖開VRR後不關局域光控,但是有些型號會在遊戲重新整理率大範圍波動時背光閃爍。已知開VRR沒明顯閃爍又有局域光控的電視是TCL 98T7E、TCL X11、三星QN85A。到底要HDR還是要VRR,是個大問題。要我選,我是會選HDR,畢竟索尼第一方遊戲幀數還是挺穩的,4K鎖40幀或者60幀又不是不能玩