為何FPS破百遊戲還LAG?關鍵在於幀數「不是越高越好」

胖丁呷麵/真新鎮K歌王

大檸檬最愛吃麵的新人胖丁。偶像是夏亞,最討厭阿姆羅。喜歡寫科學新知、奇人軼事、偶..

點評:別再傻傻用破百FPS啦!

文/胖丁呷麵

玩電腦遊戲怎麼樣才會順?訪間一直流傳一個迷信:「遊戲的Fps(每秒繪製格數)越高越好,最好超過100以上。」為了換取高FPS,許多玩家都會花大錢購買幾千幾萬的顯示卡,甚至重配一台新的i7電腦,但殘忍的事實是,FPS越高越好的說法,在實務上常常會遇到問題。

如果你是具實驗精神的人,大可以試著打開低配置能爽打的遊戲,例如《英雄聯盟》,進去遊戲的進階選項調整,不要勾選「垂直同步」,然後盡量調低畫質選項與解析度,讓遊戲張數跑到60~100以上。奇怪的是你會發現,當FPS飆高(大於100)後,人們看螢幕就好像會出現一種錯覺,畫面並不是不順,而是會有種說不上來的怪怪的,看起來有種「新的卡頓感」。

為何FPS破百遊戲還LAG?關鍵在於幀數「不是越高越好」(翻攝自遊戲《英雄聯盟》)

這到底是怎回事,難道說我買的電腦或顯卡是瑕疵品嗎?

此時你回去遊戲選項勾選「垂直同步」後,遊戲又回到滑絲般的順暢。這種奇怪的現象相信讓不少人覺得疑惑,為什麼我遊戲跑到100張以上,卻遠不如垂直同步鎖60張還要順?

其實關鍵就在於,是你完全誤會了顯示卡與螢幕是「如何顯示遊戲」的,當遊戲顯示100FPS時,並不代表螢幕也是每秒顯示了100張畫面,所以才造成許多玩家做了花大錢升級硬體,跑起遊戲卻還會卡頓的原因。

笨拙的螢幕更新頻率

要了解這種現象,首先要知道,大部分人所使用的電腦螢幕都是「笨到不行」的。

為何胖丁用笨拙來形容螢幕?這必須先從「螢幕更新頻率」講起,螢幕隔多久顯示下一張畫面,時間是固定的,就是「螢幕更新頻率」來決定的,例如60Hz的螢幕,就是每1/60秒(約0.0166秒)更新一次。聽起來似乎很符合直覺,聰明的人聽到這相信能舉一反三:只要電腦夠強能跑到FPS60以上,能灌滿螢幕顯示張數上限,看起來就會很順暢了吧?

為何FPS破百遊戲還LAG?關鍵在於幀數「不是越高越好」(圖/記者蔡淳嘉製圖)

為何FPS破百遊戲還LAG?關鍵在於幀數「不是越高越好」(圖/記者蔡淳嘉製圖)

這種邏輯在看影片或著電影時並沒有甚麼問題,但換成在玩遊戲的時卻完全沒有用了,主要原因是因為,播放電影時的「畫格描繪需時」(FRAME TIME)是固定的,而遊戲卻是完全不固定的。

當這些不固定時間的生成畫面傳到了固定顯示間隔的螢幕上,糟糕的事情就發生了,電腦辛苦畫出來的遊戲畫面,很可能就會這樣被螢幕給吃掉:

為何FPS破百遊戲還LAG?關鍵在於幀數「不是越高越好」(圖/記者蔡淳嘉製圖)

簡單來說,當遊戲顯示「60FPS」時,並不代表你能從螢幕看到每秒60張的畫面,這還要取決於,那60張「不固定時間生成」的遊戲畫面,是否「均勻分布地」打在螢幕的1/60秒顯示間隔內。如果60張畫面有很多都擠到同一格內,那麼玩家看到畫面必定會有卡頓感。

早期遊戲廠商便研發出了一套機制聰明地解決了這個問題,那就是前面提到的「垂直同步」,只要開啟垂直同步後,電腦就會強制將遊戲繪圖「電影化」,將畫格描繪需時給固定成1/60秒,如此一來就徹底解決遊戲畫面「被螢幕吃掉」的問題。

(當然遊戲在顯示的過程中,FPS是跳動的,在此是假設FPS在未開垂直同步下都是60的狀況)

▼開啟垂直同步後,FPS常是鎖在60,以符合大部分的螢幕更新率
為何FPS破百遊戲還LAG?關鍵在於幀數「不是越高越好」(翻攝自遊戲《英雄聯盟》)

垂直同步的弊病

那麼只要都開著「垂直同步」,問題不就解決了嗎?有這種想法的人很單純也很天真,你可以想像一下,當你玩一個3D遊戲,主角一拐個彎,看到許多樹葉、花草或者陰影多的場景時,顯卡往往會繪圖的比較慢,此時如果叫顯卡「定時交作業」,那麼可能才剛畫出輪廓的場景都還沒完成細部加工,就要強上螢幕了。

垂直同步的開啟,往往就代表著硬體效能的閒置與效能浪費,在家用電視遊樂器的例子上,更常會出現為了要「即時交畫面」而降低解析度變模糊的例子(例如PS4仁王),雖然流動順暢,但靜態影像的品質卻參差不齊,「動的順,靜的糊」就是垂直同步最大的弊病。

畫面的撕裂與近代廠商的改進

為了避免垂直同步的問題,我們又回到了開頭:為何不關垂直同步,讓FPS越高越好,讓他能塞滿螢幕每1/60秒都有一張影格以上就好了呢?如果你真的有照開頭所說的實驗不垂直同步的高FPS,讓顯卡「自由發揮」繪畫,但有些人仍會覺得順暢的畫面有點怪怪的。

這是因為畫面撕裂的緣故,當1/60秒的間隔塞滿了兩張以上的畫面時,重複的影像部分自然不會看出來有甚麼問題,但是那些有位置差異的人物或動作部分,卻因為畫面合成的原因而產生了「撕裂」,這就是這種造成不協調感的原因。

為何FPS破百遊戲還LAG?關鍵在於幀數「不是越高越好」(翻攝自5CH)

▼如果同一段螢幕更新間隔當中,插入了太多顯示卡的格數,那麼很容易會出現畫面撕裂的現象
為何FPS破百遊戲還LAG?關鍵在於幀數「不是越高越好」(圖/記者蔡淳嘉製圖)

畫面塞太少會LAG,畫面塞太多還會撕裂?!

講到這邊你就知道用電腦打遊戲是多麼麻煩的一件事情,這也難怪遊戲廠商至今還在仰賴「垂直同步」這種古早的方式來穩定遊戲品質,不過對於電腦顯示卡廠商來說,這種電腦配備相對於遊戲「太高階」所造成的問題深深地困擾著廠商,他們早就不想仰賴這種讓顯卡偷懶「垂直同步」的奧步。

為何FPS破百遊戲還LAG?關鍵在於幀數「不是越高越好」(翻攝自遊戲《鬥陣特攻》)

近年市場來不斷推出具有「Free Sync」與「G-Sync」功能的顯示器,就是顯卡晶片廠商AMD與NVIDIA企圖改變螢幕「固定更新率」的弊病,只要顯示器與顯卡支援,透過兩者的連動,那麼顯示器的更新間隔將會永遠與顯示卡的顯示間隔相同了。

這對於高階玩家當然是福音,用高階顯示卡不用再忍受垂直同步帶來的偷懶畫面,只要效能足夠,玩任何遊戲都能如滑絲般順暢。

▼當然螢幕本身要有一定的硬體支援才行,代價就是貴死人
為何FPS破百遊戲還LAG?關鍵在於幀數「不是越高越好」(翻攝自NVIDIA)

對於玩家的建議

講了這麼多,那麼我應該怎麼設置我的遊戲,才會打起來最順呢?首先這要端看你的螢幕規格,與電腦玩遊戲的狀況而定,下面簡單分類成幾種情況:

1.破電腦,我就是窮怎樣

沒錢的玩家就不用奢求什麼了,直接開啟垂直同步功能,如果還會卡頓的話請降低特效,那如果特效全部降到最低,那麼還會卡頓,那就請你就別再浪費時間調遊戲了,多花錢去打工買顯卡吧!

2.普通中等電腦,顯卡還堪用/也沒錢

首先要檢查一下螢幕的更新頻率,大多數的螢幕都會是本文前面所說的60Hz,但如果是稍微高價一點的螢幕,可能會有75Hz,市面上甚至能買到144Hz以上的。

如果是60Hz,就要把FPS目標底線放在60張,並且最高FPS不要超過該標準的兩倍(就胖丁的判斷,這個例子以FPS60~120的跳動區間為最適),適當地增加或者減少你的特效水準,如此一來就能達到高畫質,最少的撕裂與適當的順暢度;如果追求極致順暢,畫質次之,那麼勾選垂直同步就對了。

為何FPS破百遊戲還LAG?關鍵在於幀數「不是越高越好」(翻攝自遊戲《英雄聯盟》)

3.高階電腦/林北有錢

如果是你預算很多(五萬以上)甚至無上限,或者是擁有高階電腦的玩家,為了怕太高的FPS造成螢幕畫面撕裂,那麼換一台支援「G-Sync」「Free Sync」的螢幕,一定可以讓你省下不少調整特效的時間。

AMD顯卡陣營的「Free Sync」螢幕相較就便宜許多,1萬多塊就可輕鬆入手;而隔壁棚的Nvidia「G-Sync」螢幕則是貴上不少,通常得花至少2萬5才買的到。當然買到螢幕,還要端看顯卡能否支援,還有顯卡效能是否足夠稱到讓Sync技術有感。如果跑大作FPS來到20~30之間,相信這連Sync技術都拯救不了了,因為你根本就在看幻燈片!

簡單來說如果有錢,買下面這兩樣產品就對了:

.支援「G-Sync」「Free Sync」的螢幕

.可以支援Sync技術,且讓遊戲效能能維持60FPS以上的高階顯卡

看到這邊,就知道要好好打一場電腦遊戲有多麼花錢,光螢幕加顯卡買起來可能都要4萬塊以上了,打遊戲真的是一場不歸路,但有的時候看到很多好野人,買了一堆好配備都只拿來上PTT,或者打打一些靜態的遊戲,只能說這世間真的是很不公平阿嗚嗚~

▼靜態遊戲示意圖

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參考資料:

巴哈姆特

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