Vsync هو خيار ستراه في معظم ألعاب فيديو الكمبيوتر وأحيانًا في التطبيقات الأخرى. لكن ما هو Vsync؟ ماذا تعمل، أو ماذا تفعل؟ هل يجب عليك تشغيله أم إيقاف تشغيله؟
الإجابة على ذلك معقدة ، ولكن بمجرد فهمك للغرض من Vsync ، ستعرف متى تقوم بتشغيله أو إيقافه.
ما هو Vsync؟
أول شيء تحتاج إلى معرفته هو أن شاشتك يمكنها عرض عدد معين من الصور المنفصلة كل ثانية. يُعرف هذا باسم معدل التحديث، وهو عدد المرات التي يمكن فيها للشاشة تحديث الصورة على الشاشة تمامًا بشيء جديد.
إذا كنت لا تعرف بالفعل ، يتم إنشاء وهم الصور المتحركة على الشاشة من خلال العرض السريع لسلسلة من الصور الثابتة. تُظهر كل صورة الموضوع في فترة زمنية مختلفة. يتم تصوير معظم الأفلام التي تشاهدها في السينما بمعدل 24 إطارًا في الثانية. لذلك ترى 24 شريحة زمنية معروضة في كل ثانية.
هناك أيضًا الكثير من المحتوى المُسجل بمعدل 30 و 60 إطارًا في الثانية. كاميرا الحركة لقطات ، على سبيل المثال ، يتم تسجيلها عادةً بمعدل 60 إطارًا في الثانية.
كلما زادت الإطارات الفريدة التي يمكن عرضها في ثانية واحدة ، تظهر الحركة الأكثر سلاسة ووضوحًا. يدمج دماغك الإطارات معًا ويدركها كصورة متحركة.
In_content_1 all: [300x250] / dfp: [640x360]->في نظام الكمبيوتر ، تقوم GPU (وحدة معالجة الرسومات) بإعداد الإطارات لإرسالها إلى الشاشة. ومع ذلك ، إذا لم تكن الشاشة جاهزة لإطار جديد لأنها لا تزال تعمل على رسم الإطار السابق ، فقد يتسبب ذلك في موقف يتم فيه عرض أجزاء من إطارات مختلفة في نفس الوقت. تهدف Vsync إلى منع هذا الموقف ، من خلال مزامنة الإطارات من وحدة معالجة الرسومات مع معدل تحديث الشاشة.
معدلات التحديث النموذجية
معدل تحديث العرض الأكثر شيوعًا هو 60 هرتز . أي 60 تحديثًا في الثانية. تقدم معظم شاشات الكمبيوتر وأجهزة التلفزيون هذا القدر على الأقل.
يمكنك أيضًا شراء شاشات كمبيوتر في مجموعة متنوعة من معدلات التحديث ، والتي تشمل ؛ 75 هرتز ، 120 هرتز ، 144 هرتز ، 240 هرتز ، 300 هرتز. قد تكون هناك أرقام غريبة أخرى أيضًا ، ولكنها نموذجية ، حيث تكون معدلات التحديث الأعلى نادرة خارج أنظمة الألعاب المتخصصة.
أجهزة التلفزيون كلها تقريبًا وحدات 60 هرتز ، مع مجموعات 120 هرتز تدخل الآن السوق السائدة جنبًا إلى جنب مع أحدث جيل من وحدات تحكم الألعاب التي تدعم معدل التحديث هذا.
مطابقة معدلات الإطارات مع معدل التحديث
ليس من الضروري أن يتطابق معدل تحديث الشاشة مع معدل الإطارات للمحتوى تمامًا. على سبيل المثال ، إذا كنت تشغل 30 إطارًا في الثانية من الفيديو على شاشة 60 هرتز ، فأنت تحتاج فقط إلى عرض إطارين متطابقين عند 60 هرتز ، بإجمالي 30 إطارًا فريدًا.
تمثل لقطة24 إطارًا في الثانية تحديًا ، نظرًا لأن 24 لا تقسم بدقة إلى 60. هناك طرق مختلفة لحل هذه المشكلة. تستخدم بعض الشاشات شكلاً من أشكال تحويل الفيديو يُعرف باسم "المنسدلة" التي تعوض عن عدم التطابق بتكلفة تشغيل المحتوى بسرعة مختلفة قليلاً عن السرعة المقصودة.
يمكن للعديد من شاشات العرض الحديثة قم أيضًا بالتبديل إلى معدلات تحديث مختلفة. لذلك قد يتحول التلفزيون إلى 48 هرتز أو حتى 24 هرتز للحصول على مزامنة مثالية مع لقطات 24 إطارًا في الثانية. لا يتعين على أجهزة التلفزيون 120 هرتز القيام بذلك ، حيث يتم تقسيم 24 بالتساوي إلى 120.
متى تستخدم Vsync
مع ألعاب الفيديو ، لا يتم إنتاج الإطارات بطريقة مرتبة مثل مع فيلم أو فيديو. إذا تركت بدون أي محددات ، تحاول وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات ومحرك اللعبة إنتاج أكبر عدد ممكن من الإطارات. ومع ذلك ، نظرًا لأن عبء العمل الذي يضعه محرك اللعبة على هذه المكونات يمكن أن يتغير ، فقد يتقلب معدل الإطارات.
كما ذكر أعلاه ، عندما ترسل وحدة معالجة الرسومات إطارات غير متزامنة مع معدل تحديث الشاشة ، ستظهر لك هذه الحكاية تمزيق الشاشة حيث لا تصطف أجزاء مختلفة من الصورة.
عند تنشيط Vsync ، يرسل GPU إطارًا ليتم عرضه عندما تكون الشاشة جاهزة لرسم إطار جديد ، مما يحد بشكل فعال من معدل عرض الإطارات. ولكن يمكن أن يتسبب هذا في الواقع في مشكلة أخرى ناتجة عن كيفية "تخزين" الإطارات مؤقتًا. بعد ذلك ، سنناقش نوعين شائعين من التخزين المؤقت للإطارات.
Double- vs Triple- Buffered Vsync
"المخزن المؤقت" هو منطقة من الذاكرة تم تعيينها كمنطقة انتظار يمكن قراءتها عندما يكون جهاز أو عملية أخرى جاهزة لذلك. عندما تعرض وحدة معالجة الرسومات إطارًا ، تتم كتابتها في مخزن مؤقت. ثم تقرأ الشاشة الإطار من ذلك المخزن المؤقت لرسمه.
ما يسمى بـ "التخزين المؤقت المزدوج" هو المعيار السائد اليوم. هناك نوعان من المخازن المؤقتة ، يتناوبان ليكونا بمثابة المخزن المؤقت "الأمامي" و "الخلفي". تقوم الشاشة برسم الإطار من المخزن المؤقت الأمامي ، بينما تكتب وحدة معالجة الرسومات إلى المخزن المؤقت الخلفي. ثم يقوم المخازن المؤقتة بتبديل الأدوار وتتكرر العملية.
بدون Vsync ، يمكن تبديل المخزنين المؤقتين في أي وقت. لذلك من الممكن أن ترسم الشاشة جزءًا من كل مخزن مؤقت في الإطار ، مما يؤدي إلى تمزق. عندما تقوم بتشغيل Vsync ، فإن هذا التمزق يختفي. ومع ذلك ، إذا لم تتمكن وحدة معالجة الرسومات من إنهاء الكتابة إلى المخزن المؤقت الخلفي في 1/60 من الثانية ، فسيتم تخطي هذا الإطار. ينتج عن هذا 30 إطارًا فعالاً في الثانية.
ما لم يكن الكمبيوتر قادرًا على يتم عرض 60 إطارًا في الثانية باستمرار ، وستكون عرضة لتجربة إطارات مؤمنة بمعدل 30 إطارًا في الثانية أو تتأرجح بشكل كبير وتتأرجح بين 30 و 60 إطارًا.
يضيف التخزين المؤقت الثلاثي مخزنًا مؤقتًا خلفيًا ثانيًا ، مما يعني وجود إطار جاهز للتبديل إلى المخزن المؤقت الأمامي ، مما يجعل من الممكن الحصول على أرقام فردية مثل 45 أو 59 إطارًا في الثانية على شاشة 60 هرتز. إذا تم منحك الخيار ، فإن التخزين المؤقت الثلاثي يعد دائمًا خيارًا جيدًا.
أنواع Vsync المحسّنة
يواصل صانعو بطاقات الرسومات التعامل مع تمزق الشاشة والتشوهات الأخرى الناتجة عن تمزق الشاشة. ابتكرت كل شركة مصنّعة كبرى إصدارات متقدمة من Vsync تحاول تقديم جميع المزايا دون عيوب.
تمتلك Nvidia AdaptiveSync و FastSync ، ولكل منهما أسلوبه الذكي الخاص في Vsync. الأول يقوم بتشغيل Vsync فقط إذا كان معدل عرض الإطارات للعبة يساوي أو أعلى من معدل التحديث. إذا انخفض إلى أقل من ذلك ، فسيتم تعطيل Vsync ، مما يلغي زمن انتقال المخزن المؤقت. الحل الأخير أفضل لأنه يتيح التخزين المؤقت الثلاثي ويوفر أعلى معدل إطار دون تمزق.
تتمتع AMD بمزامنة محسّنة ، مثل AdaptiveSync.
Vsync مقابل معدل التحديث المتغير
هناك بديل قوي لـ Vsync يُعرف باسم معدل التحديث المتغير. تُعرف تقنية Nvidia باسم G- سينك وقد طورت AMD FreeSync ، ولكنها جعلتها مجانية ومفتوحة لأي شخص لاستخدامها.
تسمح كلتا التقنيتين للشاشة و GPU يتحدثان مع بعضهما البعض بطريقة تتم فيها مزامنة الإطارات بدقة لا تشوبها شائبة. بمعنى آخر ، يتم هنا تناول جميع عيوب Vsync.
التحذير الرئيسي هو أن الشاشة نفسها يجب أن تدعم التقنية. من النادر العثور على شاشات تدعم كلا المعيارين ، لكن Nvidia تراجعت مؤخرًا وأضافت دعم FreeSync لشاشات معينة. يمكنك أيضًا محاولة تنشيط FreeSync على الشاشات التي لم يتم إدراجها في القائمة البيضاء بواسطة Nvidia ، ولكن قد لا تكون النتائج رائعة في بعض الحالات.
لذا دعونا نلخص ما تحتاج إلى معرفته حول استخدام Vsync:
هذه هي أساسيات Vsync. الآن انطلق إلى هناك واستمتع ببعض المرح مع تجربة ألعاب خالية من الدموع.