问题

假如有显卡能跑 144 帧,但屏幕刷新率只有 60 帧,那我实际看到的是多少帧?

回答
哈哈,这个问题问得太实在了!你算是问到点子上了,这就像你家里囤了好多好多好吃的,结果冰箱一次只能放那么一点点一样。

咱们慢慢聊,我给你说得透透的。

你说的“显卡能跑 144 帧”,简单来说,就是你的显卡这台“生产线”运转得特别快,每一秒钟能“制造”出 144 张画面。这些画面就是咱们在屏幕上看到的图像。

而你的屏幕,“刷新率只有 60 帧”,就好比你的“接收器”或者说“播放器”,它每秒钟最多只能“播放”或者说“更新” 60 次屏幕上的画面。

那么,当你玩游戏或者看视频的时候,显卡这台高速运转的生产线一直在疯狂地生产画面,它会源源不断地把这些画面交给屏幕。但是呢,屏幕这个播放器它有自己的节奏,它每秒钟只能“看”到并显示 60 张画面。

所以,你实际看到的是多少帧?答案就是 60 帧。

为啥呢?这就像流水线一样。生产线那边生产了 144 辆车,但码头上只有 60 个车位。码头工人每秒只能把 60 辆车搬到船上去运走。剩下的那些车,虽然生产出来了,但因为码头的容量有限,它们只能堆积在仓库里,等下一次船来了再搬。

在电脑里也是类似:

1. 显卡(生产线): 不管显卡多牛,它生产出来的帧都会先被一个叫做“显存”的地方暂存一下。显卡会不断地将新生成的帧塞进显存。
2. 屏幕(播放器): 屏幕会根据它自己的刷新率(60Hz),每隔一段时间(大约 1/60 秒)就去显存里“抓”一张最新的画面来显示。
3. 结果: 如果显卡生产速度(144帧/秒)快于屏幕刷新速度(60帧/秒),那么屏幕每秒钟从显存里抓到的就都是显卡最新生成的那些画面,而且它是以每秒 60 次的频率在抓的。多余的画面(144 60 = 84 张)虽然被显卡生产出来了,但因为屏幕来不及显示它们,它们就会被“丢弃”或者“覆盖”。

那么,这样会有什么影响呢?

虽然你看到的是 60 帧,但因为你的显卡能跑到 144 帧,这意味着:

画面比纯粹的 60 帧显示器更好: 你仍然能享受到比那些只能稳定跑到 60 帧的显卡更流畅的画面。因为你的显卡有余力,它能更稳定地提供 60 帧,并且在某些瞬间(比如场景变化不大的时候)可能会有更快的响应速度。
可能出现“画面撕裂”(Screen Tearing): 这是最常见的问题。想象一下,屏幕正在显示第 50 帧的画面,而显卡已经生产好了第 51 帧,并把它塞进了显存。屏幕还没来得及完全显示完第 50 帧,它就“偷看”到了第 51 帧。结果就是,屏幕上半部分显示的是第 50 帧,下半部分已经开始显示第 51 帧,这两者之间就会出现一条明显的“裂缝”,看起来很不协调。
输入延迟(Input Lag)可能略微增加: 虽然不绝对,但在没有开启垂直同步(VSync)的情况下,画面撕裂可能会伴随着更低的输入延迟,因为屏幕不需要等待显卡完成一整帧才开始显示。但如果开了垂直同步,情况又会不一样了。

为了解决这些问题,人们通常会做什么呢?

1. 垂直同步(VSync): 这是最常见的办法。开了 VSync 后,显卡会“听话”一些。它会等到屏幕显示完当前这一帧,并且屏幕发出信号说“我准备好了”,显卡才会把下一帧画面交给屏幕。这样就能完全避免画面撕裂,但是坏处是,如果显卡实际帧数低于屏幕刷新率的时候,画面会变得卡顿;就算显卡能跑到 144 帧,为了匹配 60 帧的屏幕,它也只能强制以 60 帧的速度工作,这会浪费显卡很多性能,而且输入延迟可能会增加。
2. 快速同步(Fast Sync)或即时模式(Immediate Mode): 这些是 N卡和A卡提供的一些类似技术,它们允许显卡继续快速输出,但屏幕只显示它最新的那一帧,同时会丢弃掉旧的帧。这样可以避免画面撕裂,并且输入延迟比 VSync 低。
3. GSync / FreeSync: 这是目前最好的解决方案!如果你的屏幕支持 GSync(NVIDIA)或 FreeSync(AMD),并且你的显卡也支持相应技术,那么屏幕的刷新率就会跟显卡的帧数实时同步。也就是说,当显卡跑出 80 帧时,屏幕就会以 80 帧的刷新率来显示;当显卡跑出 120 帧时,屏幕就会以 120 帧的刷新率来显示。这样不仅能避免画面撕裂,还能保持非常低的输入延迟,最大化发挥显卡的性能。

总而言之, 你的显卡虽然能跑 144 帧,但由于屏幕的限制,你实际看到的画面更新频率最高就是 60 次/秒,也就是 60 帧。但你的显卡能跑到 144 帧,说明它有足够的实力,配合一个高刷新率的显示器(比如 120Hz、144Hz 或更高),你就能真正体验到那份丝滑的流畅感了!

网友意见

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那么多高票答案把简单问题复杂化,啧啧…

答案是打开垂直同步的话你看到的就是60桢,不多不少。此时不存在114桢需要决定哪一桢显示在哪个渲染周期的问题,因为显卡渲染频率会定在60桢,也就是GPU会故意闲着,没必要给你渲染你看不见的桢。

关闭垂直同步的话你看到的还是60桢,但你会遇到画面撕裂的问题,也就是上一桢和下一桢混在一个刷新周期里凑一块。

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看了下回答,有些是错的,有些不全面,想起还在上大学时在CPU吧看到的一个帖子,来回答一下,就算转载了。

先说结论:实际看到的帧数在2帧到60帧这个范围内。

1、游戏画面和电影画面

第一部分当然还是老生常谈

电影画面每帧是动态的,也可以说是模糊的,每秒60帧电影,每帧记录的是0.167秒内画面内所有物体运动轨迹影像,胶片或数码感光元件就像眼睛一张会有视觉残留。

而游戏画面是静态的,均匀60帧的游戏画面,是每隔0.167秒计算出游戏1个瞬间的画面,画面是清晰的,不会有曝光时间过长导致的视觉残留。

所以同帧数下电影画面的流畅度,是游戏画面所无法比拟的,游戏画面因为都是瞬间的单幅图像一幅幅输出,所以60帧流畅这个说法本来就是不靠谱的。

还有说24帧就看不出来的,基本就是概念混淆了。

2、帧时间

英文叫做Frame time,也叫做帧延迟,

显卡显示的原理就是不停的计算出一幅幅的静态画面,连在一起形成动态画面,计算每个画面所需时间就叫做“帧时间”。

因为游戏中图像会一直改变,计算每帧所需的性能也就不同,但显卡性能是固定的,这样也就导致每帧的帧时间也就不同。

因为GPU架构、驱动、游戏优化等问题,帧时间相对均匀的游戏很少,与之对比强烈的就是游戏主机,因为性能问题大多游戏都是30帧封顶,但因为主机硬件配置固定,所以游戏厂商就会对画面性能要求进行优化,让帧时间尽量均匀,

结果就是,主机游戏虽然只有30帧,但实际感受却比PC版30帧流畅多了。

3、显示器刷新率

帧时间是不均匀的,但一个正常的显示器,刷新率一定是均匀的。60Hz就是每秒刷新60次,也就是每隔1÷60=0.0167(秒)刷新一次。

我们假定一个帧时间不太均匀的60帧的游戏,在一个60Hz刷新率的显示器上,取1秒中的10帧,来看看与刷新率的关系:

第3帧与第4帧因为帧时间低,出现在同一个刷新延迟中,这样第3帧就会被舍弃,直接显示第4帧。

第7、8帧同理

而刷新上,第4次刷新与第5次刷新中没有帧生成,所以第5次刷新依然是第4帧的画面,而第5帧画面到第6次刷新才能显示出来。

这也就是显示60帧的游戏,在60Hz的显示器上,然而你实际看到的帧数根本没有60帧的原因!不过两幅画面堆在同一个刷新延迟中是有缓解方法的,这个缓解方法就叫做:垂直同步!

4、垂直同步

上面说到,60帧在60Hz下,除非帧时间非常之均匀,否则根本不可能真的达到60帧,所以“60Hz的显示器,60帧以上也是有用的”。

而“垂直同步”又是怎么一回事儿呢?

垂直同步一般理解很简单,就是解决画面撕裂。进阶理解,就是过高帧数时,减少GPU使用率,从而降低温度和节能,垂直同步的原理实际上就是帧数受刷新率制约,同一个刷新延迟之间只会输出1帧,计算完第2帧后如果还有剩余时间,那GPU就闲置,直到第2次刷新延迟时,才会输出第2帧。

但是垂直同步也不是什么都能解决,帧时间突然翻倍是当今游戏大作非常常见的情况,如果刚巧中间空了一次刷新延迟,那这次刷新延迟就无法获得新的画面,只能重复显示上一帧的画面。

所以说,为什么某些优化及其垃圾的游戏需要100帧、200帧才会觉得流畅不卡呢?

如果帧数达到2倍:

这样,虽然有很多“多余的”帧并不能显示出来,但显示器每一次刷新都稳定得到一个有效帧,所以游戏的流畅度也就得到了保障!

上面我们说到的都是60Hz的显示器接下来我们来说说144Hz的显示器。

5、144Hz显示器

144Hz的显示器一般都伴随着1ms灰阶响应,也就是所谓“电竞显示器”。144Hz优势很明显,最高能显示144帧,而60Hz最高能显示60帧。更高的帧数在电子竞技游戏中优势非常明显,这种高度集中的游戏,些许跳帧可能就会决定战局的成败。

接下来我们来看看,如果显卡只能跑60帧的话,在144Hz显示器下有没有优势?

把刷新率的格子一分为二,这样应该算是120Hz,但意思是一样的。

这个假定的帧数,原来在60Hz下会出现2个丢帧,但变成120Hz后,因为刷新频率快了一倍,原来丢掉的帧数,也就顺利的被刷新出来了!

所以说,即便是低帧数游戏,显示器刷新率越高,你实际获得的有效帧数也就越高了!

6、连贯图像的人眼识别极限

上面说过,电影24帧每帧记录了41ms的动态内容,所以你实际获得的连贯感觉是不止24帧的。闪光灯1/1000秒,只要眼睛不瞎应该都能看见。虽然连贯图像不至于需要1ms这么高,但60Hz显示器,16.7ms这么大的刷新间隔,帧数大幅变动,还是很容易分辨出来的,尤其是在音乐游戏中,

另外,帧数需求跟画面大小也很有关系。

十年前的手机,1.5寸屏,放个9帧的视频都觉得挺流畅的,主要原因是它在你视野中,占的面积非常小。而最近突然变火的VR,60Hz刷新率都会头晕,很多厂商甚至直言90Hz才是入门,144Hz才算够用。

原因也很简单,VR要占据100度左右的视野,手机小屏中画面变动可能就几毫米几厘米,而VR中就要几米甚至十几米了。

你看到的东西能否流畅,跟帧数和刷新率的关系就非常大了。(有些人晕3D就是这个道理,屏幕太大,刷新率太低,部分天选之人能分辨出这些差别,就会感觉不流畅,就会晕。)

8、画面撕裂

垂直同步主要目的就是解决画面撕裂。

画面撕裂的原因很简单

显示器刷新为逐行扫描,也就是说刷新是一个过程,虽然很短,但如果这时候正好下一帧生成完毕传输过来,屏幕上半截可能还是上一帧画面,而下半截就变成下一帧画面了。垂直同步开始后,显卡不会在同一个刷新延迟中输出1帧以上的画面,更不会在刷新中输出画面,它会等待刷新完毕后,再传输下一帧图像,此前GPU会处于空闲状态,GPU使用率(时间)会降低,从而还能达到节能降温目的。但好显卡买回来不是为了节能降温的,标准显示器不管是60Hz、75Hz还是144Hz,刷新过程都是固定的,显卡只能监测显示器的刷新状态而不能控制它,所以G-Sync和FreeSync就出现了!

9、Sync

G-Sync和FreeSync分别为NV和AMD的垂直同步技术。

同步的原理差不多,就是显示器刷新延后等待新帧生成,让每一次刷新都会有一幅新画面:

但是这种技术并不能解决游戏本身帧时间过高问题,7~8帧的显示距离较近,实际距离并不能缩短。

另外,60Hz的这种特殊显示器,刷新间隔并不能低于16.7ms,也就是说,这是一种“智能降刷新率功能”,帧数挨的太紧,还是得需要传统垂直同步也就是V-Sync,去延迟帧输出。

所以说这种技术的前提是游戏帧时间要相对来说均匀,大毛病肯定是解决不了,小毛病确实可以优化一下。

最后说下,这个技术,兼容性并不是那么好。很多买完G-Sync或FreeSync显示器的发现开启这玩意儿游戏卡的根本没法玩而两家也不定时在驱动中进行优化,但这两三年下来感觉根本火不起来,这技术还真是前途堪忧。总之,如果想买的话,建议144Hz的,60Hz的就不要考虑了。

最后结论就很明确了:

就算帧数超过了刷新率,显卡性能也是越强越好;就算显卡性能跟不上显示器刷新率,也是显示器刷新率越高越好!

基于3、4,回答题主的问题:题主看到的有效帧在2到60这个范围内。

附上原帖链接:tieba.baidu.com/p/46863

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无论显卡能跑多少帧,都不能超过屏幕刷新率的上限。

鉴于大家最常见的屏幕分辨率基本都在 60-165 之间,所以超过这个范围的显卡性能意义并不大。

只要保证最卡顿的场景能达到显示器水平就行。超过显示器刷新率的显卡帧数并无实际意义。关掉垂直同步更多情况下只是为了解决某些兼容上的渲染错误,而并不能够提升视觉刷新率。

同样,打开垂直同步也同样是为了解决某些情况下渲染出现异常的问题。具体的原因多种多样,可以另外看专题学习。

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