什么是Vsync（或垂直同步），它是如何影响游戏的？

现代视频游戏有一系列令人眼花缭乱的图形设置。这些设置中的大多数都能提供更好的性能或图形质量。然而，垂直同步，即所谓的VSync，就比较复杂了。

本身，VSync对图形质量没有影响，但启用它可以消除难看的屏幕撕裂。虽然这看起来不费吹灰之力，但它也会降低你的帧率并增加输入延迟--这两种情况都是竞技游戏的祸根。

对如何处理这个神秘的图形设置感到困惑？让我们来弄清楚VSync的原理。

What Is VSync?

VSync是一种使视频游戏的帧率与显示该游戏的显示器的刷新率同步的方法。显卡制造商开发了垂直同步技术，以消除一种被称为屏幕撕裂的视觉伪影。它表现为显示帧的水平分裂，因此帧的一半滞后于另一半。

虽然这可能看起来像时空连续体的撕裂，但这只是你的GPU发出的帧比你的显示器的最大刷新率快。根据你的GPU帧率超过显示器刷新率的程度，你可以看到在一次显示器刷新过程中，有两个或更多的GPU帧被水平拼接。

VSync通过将GPU帧率限制在显示器的刷新率范围内来消除屏幕撕裂现象。然而，这本身并不足以防止屏幕撕裂。该设置还迫使GPU渲染的帧与显示器的刷新周期一起显示。

阻止多个帧的一部分同时显示是消除屏幕撕裂的关键。而VSync是通过防止GPU在显示器刷新周期中推送新帧来实现的。

VSync造成的问题比它解决的多

虽然VSync是解决屏幕撕裂的保证，但它是以牺牲性能和响应性为代价的。为了了解原因，让我们看看VSync的两个主要功能。首先，它降低了GPU的帧率，以配合显示器的刷新率。其次，它还能同步GPU的帧速率以匹配显示器的刷新率。

你是否注意到这两种VSync机制都涉及放慢GPU输出以匹配静态显示器刷新率？这是一个重要的细节。当显示器以特定的时间间隔刷新时，GPU以与正在渲染的游戏场景的复杂性成反比的速度输出帧。

迫使GPU将其帧的节奏与显示器的刷新率同步，可以防止它将最新的帧转发给显示器。玩家将此描述为输入滞后，认为显示器上显示的内容滞后于他们的实际控制器输入。这种输入滞后在快节奏的FPS游戏中尤为明显，十字准线明显滞后于你的实际鼠标输入。

如果滞后还不够糟糕的话，VSync甚至可以通过显著降低帧率来削弱GPU的整体性能。这与它将GPU帧率限制在显示器刷新率的趋势有关。虽然当你的GPU帧率高于显示器刷新率时，这很好，但当帧率下降到刷新率阈值以下时，你就有麻烦了。

例如，一个复杂的场景，如果强迫GPU的最大帧率为59帧，那么在刷新率为60Hz的显示器上就不能以59帧显示。VSync对60Hz显示器要求的16.67毫秒的同步间隔将迫使实际显示的帧率从59帧下降到45帧。

更糟糕的是，在视频游戏过程中，GPU的性能（以及因此而产生的帧率）变化很大。在这种情况下，VSync导致一些帧在屏幕上停留的时间比其他帧长。这被观众认为是卡顿或不一致的帧节奏。

什么是自适应VSync和快速同步？

幸运的是，VSync的固有问题并没有被AMD和NVIDIA所忽视。这两家GPU制造商都发布了自己的高级VSync版本，以缓解上述问题。这些选项可以通过游戏中的设置获得，或者更常见的是通过GPU驱动控制套件强制执行。

自适应VSync

由NVIDIA开发的自适应VSync消除了所有丑陋的输入延迟和因GPU无法跟上显示器的刷新率而带来的性能问题。只有当GPU能够满足显示器的刷新率要求时，这种VSync的实施才是有效的。自适应同步系统会在无法满足的情况下立即关闭VSync。这在视频游戏性能和缓解屏幕撕裂之间提供了一个健康的平衡。

快速同步

快速同步也是由NVIDIA开发的，它为自适应VSync增加了三倍缓冲的魔力。最简单的说法是，三重缓冲涉及GPU渲染一个额外的帧。这允许它在等待显示器刷新周期时，选择两个渲染帧中最新的一个发送到显示器。这个想法是通过显示最近的帧来减少输入延迟，但这也需要大量的GPU能量。

增强的同步性

就像NVIDIA的自适应VSync产品一样，AMD特有的Enhanced Sync可以在GPU落后于显示器刷新率时关闭VSync。与NVIDIA的快速同步一样，它也采用了多重缓冲，通过将最近的帧传递给显示器来减少输入滞后。

超越VSync

我们已经研究了VSync如何消除屏幕撕裂以及实施它的弊端。虽然英伟达和AMD已经发布了更复杂的VSync版本，以缓解这些问题，但有一种全新的方法可以通过G-Sync和FreeSync技术来解决这些问题。

然而，这需要兼容的显示器、电缆和显卡。对于那些缺乏花哨硬件的人来说，打开或关闭VSync是一个决定你的优先事项的问题。如果你的GPU足够强大，能够与显示器的刷新率相匹配，VSync就能正常工作。然而，如果你不喜欢输入延迟，你最好不要使用它。