遊戲幀率跌穿 VRR 下限點解突然窒同閃?LFC 低幀率補償機制、倍頻門檻、幀率下限同上限取捨指南
重點摘要
幀率跌穿可變更新率下限嗰陣畫面會突然窒同閃因為顯示器跟唔到咁慢嘅節奏低幀率補償會重複顯示同一幀將有效更新率推返入範圍
打機打到一半,畫面本來好順,突然間變得一格格咁窒,暗位仲好似閃下閃下,過一陣幀率回升又順返。好多用家第一反應會覺得係顯示卡唔夠力,或者顯示器出問題。但如果呢種窒同閃只喺幀率跌得低嗰陣出現,幀率回升就消失,好大機會同可變更新率的範圍下限有關。本文要講清的機制,叫做低幀率補償,英文簡稱 LFC。佢的本意係幫手:幀率跌穿下限嗰陣,系統將同一幀重複顯示幾次,令顯示器收到的有效更新率推返入支援範圍。但幫手本身有極限:重複顯示唔會創造新幀,倍數切換會打亂節奏,幀率極低或者波動極大嗰陣,LFC 幫唔到,窒同閃就會繼續存在。明白呢個機制,後面診斷先唔會行錯方向。
先分清兩種症狀:窒同閃唔係同一樣嘢
標題入面的「窒」同「閃」,其實係兩種唔同症狀,可以同時出現,但成因唔同,診斷方向亦唔同,必須先分開講。窒,講的是動態流暢感:鏡頭郁動、角色移動嗰陣,畫面唔係連續咁郁,而係一步步咁跳,好似中間漏咗幾格咁。閃,講的是亮度穩定感:畫面內容無大變動,但暗位亮度好似浮下浮下,肉眼覺得閃爍。窒是幀節奏問題,閃是低刷新下亮度穩定問題。將兩者撈埋一齊當成同一種故障,會令人走錯路:醫節奏的方法醫唔到亮度浮動,醫亮度的方法亦醫唔到節奏。
仲有一個相關但唔同的概念要先講明:撕裂。撕裂係畫面上下部分唔同步,出現一條橫向錯位線,屬於同步層問題,詳細分辨歸第 155 篇。本文講的窒,唔係撕裂;關閉可變更新率之後如果撕裂變成主角,嗰個變化本身就係診斷線索,後面診斷步驟會用到。
機制一:可變更新率點跟住幀走
傳統顯示器用固定節奏刷新:不論顯示卡交唔交到新幀,顯示器都按固定間隔刷新一次。顯示卡交幀節奏同顯示器刷新節奏對唔齊嗰陣,就容易出現撕裂,或者要等下一個刷新先至顯示新幀,令輸入反應慢一拍。可變更新率改變咗呢個關係:顯示器唔再死守固定節奏,而係跟住顯示卡交出新幀的節奏刷新。幀到,畫面刷新;幀未到,顯示器等一等。只要幀率落在顯示器支援的範圍之內,刷新間隔就跟幀間隔一致,畫面流暢,撕裂亦減少。
呢個「範圍之內」係關鍵。可變更新率唔係無限範圍,佢有上限同下限。上限講的是顯示器最快可以跟到幾快,下限講的是顯示器最慢可以等到幾慢。幀率喺範圍之內,系統運作如設計;幀率超出範圍,不論係高過上限定低過下限,都要靠額外機制處理。超出上限的處理歸第 225 篇,本文專講低過下限的處理。
機制二:點解下限一定存在
點解顯示器唔可以無限期等落去?原因喺面板驅動層。顯示器每一次刷新,都要為像素重新設定電壓,維持佢哋應該顯示的亮度。刷新間隔拖得太長,像素電壓維持同亮度穩定性都會出問題,畫面容易出現亮度浮動,尤其暗畫面最明顯。顯示器設計上必須定一個最長等候時間,換算返就係一個最低更新率,即係下限。下限數值因型號而異,本文唔會寫一個通用數字當標準,因為唔同顯示器的面板同驅動電路唔同,下限自然唔同。讀者要知道的,係自己部顯示器的下限大約喺邊個區間,而唔係一個放諸四海皆準的數字。
呢個亦解釋咗點解低幀率閃爍特別容易喺暗畫面見到。暗畫面的像素亮度低,對電壓維持變化更敏感,亮度浮動的相對變化更大,肉眼就更容易察覺。同一部顯示器,光亮場景低幀率未必覺眼,暗場景低幀率就閃得明顯,呢個差異本身就係診斷線索。
機制三:LFC 點做倍頻,倍頻門檻係乜
低幀率補償的做法,好直觀:顯示卡交唔出咁多新幀,系統就將已經交出的同一幀重複顯示多次。舉例講,原理上如果幀率跌到下限以下,系統可以將每幀顯示兩次,顯示器收到的有效更新率就等於幀率乘以二;如果兩次都唔夠,就顯示三次,有效更新率等於幀率乘以三。倍數唔係固定不變:幀率越低,需要的倍數越大;倍數必須令有效更新率同時高過下限、又唔超過上限。幀率一跌過某個分界,倍數就要跳一級,呢個分界就叫做倍頻門檻。
倍頻門檻唔係一個讀者要背誦的數字,而係一個要理解的行為:幀率喺門檻附近上下浮動嗰陣,倍數會不斷跳級。今日幀率啱啱高過門檻,用兩倍;下一刻幀率跌少少穿過門檻,轉用三倍;再下一刻幀率回升,又跳返兩倍。每次跳級,有效更新節奏就變一次。呢種不斷跳級,係理解「突然窒」的關鍵。
下面張表將範圍、下限、倍頻同症狀的關係一次講清。
| 幀率位置 | 顯示器行為 | 體感 | 備註 |
|---|---|---|---|
| 範圍之內 | 跟住新幀節奏刷新 | 流暢,撕裂少 | 可變更新率如設計運作 |
| 啱啱跌穿下限 | LFC 重複顯示同一幀,倍數推高有效更新率 | 可能輕微一格格,但亮度大致穩定 | 倍數穩定嗰陣影響較細 |
| 喺倍頻門檻附近浮動 | 倍數不斷跳級,有效更新節奏跟住跳 | 明顯窒,節奏亂 | 平均幀率未必低,但體感最差 |
| 幀率極低 | 倍頻之後有效更新率仍然偏低,或者倍數跳級太頻密 | 窒加閃一齊出現 | LFC 幫助有限,見邊界段 |
| 高過上限 | 靠上限機制處理,唔係 LFC 的層 | 另一種節奏問題 | 歸第 225 篇,唔好同下限混淆 |
機制四:點解倍數切換令節奏亂過穩定低幀率
好多用家會覺得奇怪:點解平均幀率唔算太低,體感反而差過更低但穩定的幀率?答案就係幀間隔均勻程度。人眼對「平均幾多幀」無咁敏感,對「幀與幀之間隔得均唔均勻」好敏感。穩定低幀率嗰陣,每幀停留時間大致一樣,動態物體以固定步進移動,肉眼會覺得慢,但唔會覺得亂。倍數不斷切換嗰陣,每幀停留時間時長時短,動態物體一陣行得快、一陣停一停,肉眼就覺得一格格、窒下窒下。
LFC 重複顯示本身亦有代價:同一幀停留時間變長,動態物體的移動步進變大。就算倍數穩定,低幀率加倍頻的畫面,動態流暢度都唔會等同真正的高幀率。呢點必須講明,否則讀者會誤以為 LFC 可以將低幀率「變成」高幀率。LFC 改善的是顯示器刷新節奏,令顯示器唔使等到超出下限;佢唔會令遊戲本身交出更多新幀,動態資訊量無變。
上限同下限要一齊諗:範圍兩邊的取捨
幀率上限同下限,唔係兩個獨立課題,而係同一個範圍的兩邊。理想狀態係幀率穩定地落在範圍之內:唔高過上限,唔低過下限,而且唔好大上大落。如果遊戲負載令幀率大上大落,幀率就會不斷穿出範圍兩邊:高嗰陣靠上限機制處理,低嗰陣靠 LFC 處理,兩邊輪流介入,節奏更亂。呢個就係點解「幀率數字平均睇落唔差,但體感好差」會出現:平均數掩蓋咗波動,而波動本身先係兇手。
取捨指南可以咁講:與其追求幀率峰值幾高,不如追求幀率穩定地留喺範圍之內。畫質設定、解像度同幀率限制,全部都係調節幀率穩定性的工具,唔係分數競賽。將幀率限制喺範圍之內一個穩定水平,係診斷嗰陣好用的臨時對照,長期設定就要按自己部機的範圍同遊戲負載去試,本文唔會寫一個通用設定當標準答案。上限器的詳細揀法歸第 225 篇,本文只借用「範圍兩邊一齊諗」呢個結論。
診斷順序:跟足七步,唔好跳步
診斷原則同其他顯示問題一樣:一次只改一個變數,改完記低有變定無變,唔好一次過改晒所有設定。下面七步建議跟足次序做。
第一步,先定症狀模式:窒同閃係咪只喺幀率跌得低嗰陣出現,幀率回升就順返。只在低幀率出現,指向範圍下限層;全程都窒,無論幀率高低都一樣,就要先諗負載或者其他層,唔好急住歸咎下限。
第二步,VRR 開關對照:同一場景,可變更新率開同關各試一次。關咗之後撕裂變成主角、窒感性質明顯改變,指向可變更新率範圍層;關咗之後窒感完全無變,就唔係下限問題,要返去其他層諗。
第三步,範圍邊界觀察:留意由順變窒的轉折位大約喺邊個幀率區間。轉折位清晰,而且低過轉折位就開始窒同閃,高過轉折位就順返,指向跌穿下限。轉折位本身因型號而異,記低自己部機的轉折位就夠,唔好同人哋的數字比較。
第四步,穩定低幀率 vs 浮動低幀率對照:同一個偏低幀率,穩定維持嗰陣同大上大落嗰陣比較。穩定嗰陣較順、浮動嗰陣明顯較窒,指向倍數切換令節奏亂;兩種都一樣窒,就要諗負載層,唔好硬歸咎倍頻。
第五步,負載排除:降低畫質設定或者解像度再試。降負載之後幀率回升、窒同閃消失,兇手是負載唔夠力,LFC 只係遮掩咗呈現層;降負載都無改善,先繼續下限層。呢步好重要,因為負載不足同跌穿下限的症狀好似,但跟進方向完全唔同。
第六步,穩定幀率對照(臨時診斷用):暫時將幀率限制喺範圍之內一個穩定水平再試。穩定之後順返,證實波動加跌穿下限是主因;穩定之後都窒,就唔好硬拗下限,要返去負載、遊戲本身或者其他層。呢個係臨時診斷設定,唔係永久設定建議。
第七步,LFC 幫唔到的情況收尾:如果上面幾步做完,結論係幀率極低、或者幀間隔極度唔均勻,倍頻之後有效更新率仍然偏低或者倍數不斷跳級,窒同閃會繼續存在,呢個唔代表設定做錯,而係 LFC 的極限。記低轉折位、穩定與浮動的分別、負載對照結果,送檢嗰陣對照,唔好再喺設定入面兜圈。
邊界情況:LFC 幫唔到嘅時候要講明
第一,LFC 唔係所有可變更新率顯示器都有。支援與否、倍頻行為因型號同實現而異,寫手唔可以寫成「開咗可變更新率就一定有低幀率補償」。如果部顯示器本身無呢個機制,幀率跌穿下限嗰陣,顯示器可能直接用固定節奏重複舊幀,或者出現其他行為,症狀同有 LFC 的機制唔同,診斷嗰陣要先確認自己部機有無呢個功能。
第二,幀率極低嗰陣,倍頻的幫助有限。倍數越大,同一幀停留時間越長,動態步進越大;而且有效更新率就算被推高,都可能仍然偏低,亮度穩定問題未必解決。極低幀率加極大波動,倍數跳級頻密,節奏亂上加亂,呢類情況唔好期望靠 LFC 根治。
第三,LFC 唔會修其他層的問題。網絡延遲、遊戲本身的卡頓、顯示卡負載不足、驅動設定問題,全部都唔係 LFC 的層。診斷步驟第五步同第六步就是用來分開呢啲層,唔好將所有低幀率窒都歸咎下限。
第四,範圍內閃爍同範圍下閃爍要分開。範圍之內更新率變化令亮度浮動,歸第 205 篇,嗰篇講的是伽瑪同亮度隨更新率變化的機制。本文講的閃爍,是跌穿下限、低刷新下亮度穩定性差的層,兩者觸發條件唔同,唔可以撈埋一齊講。診斷嗰陣,轉折位同開關對照就是用來分呢兩層。
常見誤區:逐一拆解
誤區一,幀率數字唔低就唔會窒。錯。窒感取決於幀間隔均勻程度同倍數切換,唔係平均幀率一個數字。平均幀率睇落唔差,但幀率喺倍頻門檻附近大上大落,體感可以好差。
誤區二,開咗可變更新率就包順。錯。可變更新率只在範圍內有效,跌穿下限就要靠低幀率補償,而補償有極限,極低或者波動大的幀率,補償幫唔到。
誤區三,低幀率補償會令遊戲幀率變高。錯。補償提高的是顯示器有效更新率,遊戲本身交出的新幀數量無變,動態資訊量無變,流暢度唔會因此變成真正的高幀率。
誤區四,有閃就一定係顯示器壞。錯。低刷新下的亮度浮動可以是範圍下限層的特性,判斷要靠開關對照同轉折位,唔係有閃就等於壞。範圍內閃爍另有機制,歸第 205 篇,兩層唔好混淆。
誤區五,將幀率上限設到最高就最好。錯。上限同下限要一齊諗,幀率大上大落、不斷穿出範圍兩邊,兩邊機制輪流介入,節奏反而更亂。穩定地留喺範圍之內,比峰值幾高更重要。
常見問題
問:點解幀率跌穿下限嗰陣,畫面會突然窒同閃,而唔係慢慢變差?
答:因為跌穿下限係一個分界,唔係漸變。範圍之內,顯示器跟住新幀節奏刷新;一跌穿下限,系統就要靠重複顯示同一幀將有效更新率推返入範圍,呈現方式突然改變,體感就係突然窒。亮度方面,有效更新率偏低嗰陣亮度穩定性變差,暗位就容易閃。分界前後行為唔同,所以感覺係突然出現。
問:LFC 係咪即係令遊戲變順的技術?
答:唔係。LFC 改善的是顯示器刷新節奏,令顯示器唔使等到超出下限;遊戲本身交幾多新幀,LFC 改唔到。如果遊戲負載不足、幀率本身好低,LFC 只能令呈現節奏無咁亂,唔會令遊戲本身變順。
問:點解穩定低幀率反而無咁窒,浮動低幀率就窒好多?
答:因為倍數切換。穩定低幀率嗰陣,倍數固定,每幀停留時間大致一樣,肉眼覺得慢但唔亂。浮動低幀率嗰陣,幀率喺倍頻門檻附近上下走,倍數不斷跳級,每幀停留時間時長時短,節奏亂,體感就差好多。
問:幀率極低嗰陣,點解開咗 LFC 都仲係窒同閃?
答:因為 LFC 有極限。幀率極低,倍頻之後有效更新率仍然可能偏低,亮度穩定問題未必解決;幀間隔極度唔均勻,倍數跳級頻密,節奏一樣亂。呢類情況唔係設定做錯,而係補償機制本身幫唔到,要從負載同幀率穩定性入手。
問:範圍內閃爍同跌穿下限的閃爍點分?
答:用轉折位同開關對照分。範圍內閃爍喺範圍之內更新率變化嗰陣出現,歸第 205 篇;跌穿下限的閃爍喺幀率跌穿轉折位之後先出現,而且伴隨明顯的節奏窒感。記低轉折位、VRR 開關對照結果,兩層就分得開。
問:應該將幀率上限設幾高先至唔會跌穿下限?
答:上限設定本身唔會防止跌穿下限,跌穿下限講的是幀率下限,唔係上限。正確方向係令幀率穩定地留喺範圍之內:畫質同負載要配合,令幀率唔好大上大落;臨時診斷可以用穩定幀率對照,長期設定要按自己部機的範圍同遊戲負載去試,本文唔會寫一個通用數字當標準答案。
送檢前記低咩
如果跟足上面七步都分唔到,或者各層對照完仍然有疑問,送檢之前記低幾項資料,會幫到檢測好多:窒同閃係咪只喺低幀率出現,VRR 開關對照結果,由順變窒的轉折位大約喺邊個區間,穩定低幀率同浮動低幀率的分別,降負載之後有無改善,穩定幀率對照之後有無改善。記低呢啲資料,檢測嗰陣就唔使由頭估。
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