NVIDIA 發表新顯示驅動技術「G-SYNC」 解決畫面延遲與撕裂等困擾

(GNN 記者 Sam 報導) 2013-10-23 23:58:15

  繪圖處理器大廠 NVIDIA 今(23)日在台舉辦技術說明會,向台灣媒體說明日前發表的 NVIDIA G-SYNC 技術,該技術是為了解決固定更新率顯示器搭配變動成像速度顯示卡所造成的畫面延遲與撕裂等存在已久的問題所提出,替新一代遊戲顯示器提供穩定且流暢的視覺感受。
 
  早期的顯示器採用陰極射線管(CRT)構成顯示畫面的螢幕,採用電子束掃描螢幕內面的螢光物質發光來成像。由於當年主要是配合每秒取樣畫面數固定的電視廣播等應用,因此普遍採用固定的畫面更新率,以每秒 60 次為主流。現今的液晶顯示器(LCD)採用的成像方式已經與 CRT 有所不同,不採用掃描線,而是循序更新整個畫面的內容,實質上已可做到變動的畫面更新率,但因為回溯相容的考量,所以仍採用既有的固定畫面更新率運作模式。
 
  而現今的 GPU 在處理電玩遊戲等動態 3D 繪圖的場合時,會因為每張畫面的處理負荷不一,導致每秒所能繪製出來的畫面數量(即 Frame Per Second = FPS)上下波動。當固定畫面更新率的顯示器碰上變動畫面輸出率的 GPU 時,兩者會因為畫面輸出與顯示的時序不同而發生問題。
 
  • 遊戲的每秒畫面輸出張數是高低起伏的

  • 固定畫面更新率的顯示器碰上變動畫面輸出率的 GPU 會發生的 3 大問題「閃爍」、「延遲」與「撕裂」

  在 GPU 開啟垂直同步(V-SYNC)的狀況下,畫面的輸出與更新必須同步,意即 GPU 必須在顯示器更新畫面前繪製好畫面、更新畫面時即時送出。如果 GPU 繪圖速度跟不上畫面更新速度,會導致畫面來不及在顯示器更新畫面前送出,只能重複顯示之前的畫面,直到下個週期再行更新,這將導致實質的畫面更新率瞬間減半,造成可明顯察覺的延遲(Lag)與閃爍(Stutter)。
 
  • GPU 開啟垂直同步的理想狀況,每張畫面都在顯示器更新之前就繪製完成,不會有任何問題

  • 但只要一有畫面沒辦法在顯示器更新之前繪製完成,就必須多等 1 個週期才能顯示,造成顯著的延遲與閃爍

  當關閉 GPU 的垂直同步時,畫面的繪製將不會配合顯示器的畫面更新率,只要 GPU 一把畫面繪製完成,就會立刻輸出給顯示器。雖然可以避免垂直同步會遭遇到的顯著延遲,但是因為 GPU 輸出畫面與顯示器更新畫面時序不同步,在更新到一半時畫面可能會改變,導致畫面上下部內容不一致的撕裂(Tear)問題。在視點水平移動的場合特別明顯,而這正是電玩遊戲最常見的情境。
 
  • 關閉垂直同步時,雖然畫面一繪製完就能立刻輸出,但是會造成畫面上下部內容不同步的撕裂(俗稱破圖)

  • 《戰地風雲 3》的撕裂實例,發生在第一人稱射擊遊戲常見的視點快速水平移動時

  為了解決長年困擾玩家的畫面閃爍、延遲與撕裂問題,NVIDIA 特別研發出由 GPU 驅動顯示器畫面更新時序的「G-SYNC」技術。該技術可以讓 GPU 在畫面繪製完成之後,才驅動顯示器更新畫面,讓 GPU 的畫面輸出率與顯示器的畫面更新率完全同步,不但能徹底解決閃爍與撕裂問題,而且能大幅減輕延遲問題。每張由 GPU 運算出來的畫面,都能即時完整的呈現在顯示器上。
 
  • 透過 G-SYNC 讓 GPU 繪圖與顯示器更新完全同步,解決惱人的 3 大問題

  由於需要改變更新畫面的時序,因此 G-SYNC 必須在顯示器上配備特別的硬體電路,這部分 NVIDIA 會提供自行研發的 G-SYNC 模組供顯示器廠商使用,目前已經有 ASUS、BenQ、PHILIPS 與 VuewSonic 預定推出支援 G-SYNC 的電玩顯示器產品。GPU 部分須配備 GeForce GTX 650 Ti 以上等級的 Kepler 架構 GPU。現階段只支援 DisplayPort 端子,不支援 DVI 與 HDMI 端子。
 
  • G-SYNC 模組

  • 目前已經有 ASUS、BenQ、PHILIPS 與 VuewSonic 預定推出支援 G-SYNC 的電玩顯示器產品

  G-SYNC 模組可支援到 3840 × 2160 解析度、60~144Hz 更新率的 LCD 面板,不過實際更新率取決於 GPU 的繪圖速度。G-SYNC 無法與 NVIDIA 3D Vision 顯示技術同時運作,只能擇一。
 
  • NVIDIA GPU 驅動程式控制面板中會提供 G-SYNC 選項,所有遊戲都能適用

  • 實機示範低於 60fps 的畫面在關閉 / 開啟 G-SYNC 時的觀感,能感覺到畫面穩定度與流暢度有明顯提升

知名遊戲開發者感言

 
「過去 10 年來遊戲開發商和設計師打造越來越複雜的 3D 遊戲場景和環境是藉由大幅提升的 GPU 著色和顯示功能。然而,就算是最高階的 PC 系統,逼真影像的呈現也會因為螢幕的破圖和閃爍問題而大打折扣。採用 G-SYNC 技術螢幕所呈現的影像,其穩定度和逼真度都令人驚豔。G-SYNC 確實讓所有的畫面都有更好的視覺呈現。 」-EPIC Games 創辦人 Tim Sweeney
 
「NVIDIA 的 G-SYNC 技術對於電腦影像長久以來的限制是一項真正創新的解決方案,它讓玩家終於享有完美的遊戲畫面,並確保將延遲率維持在最低。這技術所呈現的影像,宛如連續性的真實畫面,因為看起來和感覺都非常棒。一定要眼見為憑。」-DICE 技術總監 Johan Andersson
 
「有了 G-SYNC 技術,玩家就如同魚與熊掌兩者兼得-可充分運用 GPU 的運算威力以取得大幅提升的視覺體驗,並且完全不會有破圖和閃爍的畫面。」-iD Software 共同創辦人 John Carmack

新聞評語

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