这些你都了解吗？详解帧数与显示器刷新率的关系

    帧数这个词想必大家一定不会陌生，无论是电影视频还是玩游戏，都离不开帧数，尤其对于游戏玩家来时说，花费大量的金钱去提升电脑配置，就是为了提高帧数，然而实际帧数又与显示器刷新率有密不可分的关系。今天笔者就来为大家详解一下这二者之间的关系。

帧数和显示器刷新率的概念

    帧数：就是在1秒钟时间里传输的图像质量，也可以理解为图形处理器（GPU）每秒钟能够渲染出新图像的次数，通常用FPS表示，英文Frame Per Second（这里大家要注意我们通常所指的第一人称射击游戏时First Person Shooting）。每一帧都是显卡渲染出的静止图像，快速连续的播放显示帧变呈现出动态影像的假象。简而言之，帧数就是改变图像的速度，只要显卡性能强大，图像就会越来越流畅。

    显示器刷新率：显卡所渲染出来的画面与我们直接的视觉感官之间，需要用显示器来进行传递，所以显示器刷新率对我们的视觉体验有很大影响。显示器刷新率就是指每秒刷新画面的次数，也就是频率，单位是Hz。现在我们所用的液晶显示器，一般都是60Hz的刷新率，也有更高的适用于电竞游戏的85Hz、144Hz甚至是240Hz。

帧数和刷新率的关系

    其实是这样的，电脑每显示一张画面是分两个步骤完成的，第一步是CPU和显卡把所要显示的画面数据计算出来，第二步是示器把这些数据写入到屏幕上去。这两步都是需要时间的，并且两个过程可以同时完成（因为具体实现这两个过程的硬件是相对独立的）。 

    但是这两个过程所花费的时间并不是相同的。显卡每秒能计算出的画面数量是根据硬件性能决定的，而显示器的每秒刷新频率是固定的。比如一个60Hz的显示器，每过16.67ms（毫秒）就会刷新一次。所以这时就产生了一个问题，显卡输出画面的数量低于或者高于显示器刷新率会怎么样呢？这就引出了另一个概念：垂直同步。

垂直同步是做什么的？

    如果我们开启垂直同步，显卡绘制3D图形前会等待垂直同步信号，当该信号到达时，显卡开始绘制3D图形，如果显卡性能较为强劲，在下个垂直同步信号到来之前已经完成了对该帧的渲染，显卡就会暂停处理，等下个垂直同步信号到来后才开始渲染下一帧。通俗的来讲，垂直同步就是让显卡每秒输出的帧数等于显示器的刷新率。垂直同步是用来防止画面撕裂的，反之，关闭垂直同步就会出现撕裂、跳帧的情况。

    下面来说一下上面提出的问题。垂直同步会把显卡帧率锁定为预期的显示器刷新率（通常是60Hz），当我们显卡输出的帧数高于显示器刷新率时，会有一部分的帧数不会呈现在显示器上，也就是会有浪费帧的情况。如果我们的显卡功能不够每秒渲染60幅画面的能力，垂直同步功能会把显卡帧率下调到能整除60的数字，可能是30或者更低，这时也就没有再开启垂直同步的必要了。

    其实显示器刷新的时候，并非是整个屏幕同时进行，而是从最上面的一行像素开始，逐行向下刷新，所以从顶端到最底部是有时间差的，虽然这个时间很短，但是在高速运动的游戏当中，就会被放大并且被我们感知到，特别是在帧数高于刷新率的时候尤为明显。所以就会出现当显示靠上部分开始显示下一帧时，靠下的部分还停留在上一帧的图像，也就是画面撕裂。所以这时需要垂直同步技术，也就是等到整个画面在垂直方向上完全刷新完成，电脑才会渲染下一帧的图像，以保证每幅画面都能完整的显示出来。

怎么避免撕裂感？

    从上面的解释来看，开启垂直同步可以让我们从视觉上有更为流畅的体验，所以是不是开启了垂直同步就会更好呢？这个问题很难回答，就要因人而异了，每个人的电脑与显示器性能不同，感知能力和所处的环境也不尽相同，当你感觉画面裂的没法看时，可能别人并不觉得，所以当我们不觉得画面有撕裂感时，就可以不用打开垂直同步。

    即使垂直同步的概念不是所有人都有深入的了解，但是在大家平时进行游戏时，或多或少都会从网上看到一些信息，或是听朋友建议不要打开垂直同步。虽说垂直同步能在一定程度上减轻画面撕裂，但会给我们操作上带来延迟，在FPS类的竞技游戏中，这种现象尤为明显。所以很少人会去开启这项功能。

    如果我们想要去追求更高的帧数和刷新率的话，在选择更好的显卡和高刷新率的显示器同时，还要注意选择支持G-Sync和Free-Sync功能的显示器。

    其实如果我们很少去玩FPS竞技类游戏，60Hz的显示器是完全足够我们使用的，若想要追求极致的画面，可以选择2K甚至4K的设备。经过上面这些说明，想必大家对帧数和显示器刷新率这二者有一些了解了。在选择硬件时也可以更偏向自己倚重的方面。■