标签: 刷新率

随着游戏和影音需求的快速增长，市场上越来越多屏幕主打 「高刷新率」 ，号称能为用户带来更流畅的视觉体验。不论是追求实时反应的游戏玩家，还是偏好画面清晰稳定的影视爱好者，高刷新率屏幕都成为热门的选择。 然而，流畅的画面不只取决于刷新率，常被忽略的 掉帧(Frame Drop) 也是影响用户体验的关键因素。 若PC系统无法稳定输出对应的FPS(每秒帧数)，即使具备高刷新率，画面仍然会因掉帧而导致卡顿、撕裂、延迟等问题，让用户感受大打折扣。 掉帧问题影响到游戏流畅示意图 本次案例是笔电厂商，近期推出的一款支持高刷新率的笔记本电脑，并依既往验证流程完成出货前测试。然而，产品上市后却陆续接到用户反映以下问题： ☒ 操作游戏时出现反应延迟，造成整体流畅度不佳 ☒ 游戏执行时画面卡顿，整体呈现跳跃感 ☒ 游戏角色快速移动或切换场景时，画面出现撕裂感 ☒ 播放高分辨率影片时，画面容易卡顿 厂商自认产品在厂内测试中，无论是游戏还是影音播放时皆表现流畅，硬件规格也具备相应水准，未料上市后却持续接获使用者反映相关问题。 实测还原使用情境，找出关键掉帧瓶颈 我们发现厂商在产品验证计划中，未搭配 「不同高频高速影音端子外接屏幕」 的使用情境，导致使用时频频发生问题，造成大量客诉。 影响画面流畅度的关键两大核心在于FPS(Frames Per Second)和刷新率(Refresh Rate) 。两者密切相关却又相互独立，需共同运作才能确保画面流畅度。 一般来说，FPS和刷新率越高越能提升视觉体验，但其实两者会互相牵制， 若FPS高于屏幕刷新率，画面会受限于屏幕效能；反之，若FPS低于屏幕刷新率，就会导致影像掉帧、撕裂、操作延迟等问题，进而影响用户体验。 为了重现并厘清问题，建议先使用高刷新率屏幕进行掉帧验证，并请厂商提供了一台问题样机，同时也另选一台硬件规格相近的笔电当作对照组测试，并透过HDMI接口连到高刷新率外接屏幕执行验证效能： 测试结果与分析：高刷新率下的效能瓶颈现形 ◆ 笔记本电脑 (Notebook-1) 该笔记本电脑与屏幕A及屏幕B在60Hz模式下稳定无掉帧。 但在 240Hz模式下就出现明显掉帧 ，每秒内约掉60帧，导致FPS降至180帧左右，并伴随屏幕画面呈现撕裂与延迟，等不顺畅状况。 ◆ 对照笔记本电脑 (Notebook-2) 与屏幕A及屏幕B无论在60Hz或240Hz均表现稳定，无掉帧情形。 笔记本电脑(Notebook-1)和对照笔记本电脑(Notebook-2)在硬件规格上相近，但笔记本电脑(Notebook-1)在外接到240Hz高刷新率屏幕时，却发生明显掉帧现象！经过进一步的验证解析后，发现到厂商笔记本电脑(Notebook-1)从144Hz 开始便出现掉帧现象，显示在高刷新率下存在效能瓶颈，严重影响到用户的影音体验！ 提供以下修改建议： 更新与优化显示适配器驱动程序， 以强化输出效率 加强系统硬件之间的性能搭配，如CPU、显示适配器、内存等硬件，以提升系统整体的运作协调性 强化笔记本电脑温控及散热设计，避免因过热导致性能降频或输出不稳 验证结果： 依照建议完成系统优化后，我们再次执行验证测试，结果如下： 当连接到屏幕A及B后，于144Hz、240Hz模式下均未出现掉帧现象，画面表现稳定顺畅 2天内验证了5台不同品牌的屏幕，并确认连接上不同影音接口(USB-C、DP)时，皆确认无掉帧现象发生！

VESA AdaptiveSync 为VESA（视频电子标准协会）针对可变刷新率显示器屏幕视觉效能所推出的第一个开放标准，以因应显示器发展与市场需求，并进一步为消费者带来视觉质量及用户体验的提升。 关于 VESA Adaptive -Sync 认证 VESA于2022年正式发布 AdaptiveSync 认证测试方案，其中包含两个测试层级，分别为 AdaptiveSync Display 及 MediaSync Display 。而 这个认证有一个前提产品必需先取得VESA DisplayPort认证，才可以申请 AdaptiveSync 认证 。但是有一个例外是如果是笔记本电脑则不适用，原因为它的panel链接接口为 eDP ，不会有与外部DP Source产品链接的兼容性问题产生。 AdaptiveSync 规范主要是专为 游戏显示器 而设计，在急速变动的刷新率下进行测试，且要求的最小支持刷新率范围为 60-144 Hz ，也就是说大于这个刷新率范围像是 48-144 Hz 或 48-360 Hz 都可以满足这个层级的认证。而下图标志里的 144 数字，其代表的意思指的是在原生分辨率下Adaptive-Sync在运作过程中可以达到的 最大影像影格刷新率（frame rate） ，确保使用者有更流畅的游戏体验。其实也是在告诉消费者，看这产品上的 AdaptiveSync Logo的数 字，就可以知道这个产品支持的最大刷新率为何，也可以知道产品在提交取得 AdaptiveSync 认证时，其产品被检验到最大刷新率为何。 至于 MediaSync 规范主要是用于支持所有国际广播视讯格式的无抖动（jitter-free）媒体播放显示器所设计，规格中要求不针对急速变动的刷新率进行测试，而最小支持刷新率范围为 48-60 Hz ，也就是说大于这个刷新率范围像是 48-72Hz 或 48-90Hz 都可以满足这个层级的认证由于此层级认证重点在于有无抖动和闪烁，而不是高影格率，所以就没有特别区分效能分级标准。 关于 VESA AdaptiveSync 认证项目及要求规格 AdaptiveSync 的测试项目如果下表所示。可以看出二个层级（ AdaptiveSync / MediaSync ）的要求项目是不一样多的。 （资料来源: VESA AdaptiveSync website） 什么产品可以做 VESA AdaptiveSync 认证？ 各 类支持 AdaptiveSync 规格的桌上型及笔记本电脑显示器都可以做VESA AdaptiveSync 认证。 哪里可以查到 VESA AdaptiveSync 认证的产品: 如果需要知道过 AdaptiveSync 认证的产品，请到下方链接查询: https://www.adaptivesync.org/certified-products/ （资料来源: VESA AdaptiveSync website）

Allion Labs/Ralph Liao 什么是VRR呢？ VRR(Variable Refresh Rate)或称为可变刷新率，指的是透过此技术使电视或屏幕自动且实时调整其刷新率，以匹配PC显示适配器端或是游戏机端输出的帧率(Frame Rate)，意即屏幕可以根据帧率的不同输出相对应的画面，即使在游戏中帧率上升或下降，都可以确保屏幕可以平稳的运行。 当屏幕的图像更新时与PC端显卡传输的速度不同步时，就会出现屏幕撕裂现象。屏幕画面的撕裂是一种视觉上的感官问题，看到的情况类似下图所示，在同一个画面中，下半部的图像无法与上半部的图像同步显示，像是被切开来一样。 游戏是以每秒60帧的速度输出，偶尔会因为复杂的场景而掉帧，当使用无支持VRR屏幕时(通常固定的刷新率是60Hz)，若显示适配器丢出的帧率掉到小于每秒60帧的时候，就会造成屏幕与显示适配器之间不同步而产生画面撕裂的情况。反之，如果使用的屏幕有支持VRR，屏幕刷新率就会随着场景的复杂度而有所不同，显示适配器端输出不同的帧率去匹配显示适配器的刷新率，所以您不会看到任何的画面撕裂，进而提高游戏体验。 那么有哪些技术支持VRR呢？ 目前有 NVIDIA G-Sync、AMD FreeSync™ 以及 Adaptive-Sync 等三种技术，以下分别解说： NVIDIA G-Sync 在处理显示适配器与屏幕刷新率这个环节，NVIDIA比较早推出他的G-Sync技术，这是一个硬件解决的方案，在屏幕的硬件里多增加了一个控制芯片，内建缓冲存储器，负责和NVIDIA GeForce显示适配器沟通，G-Sync芯片再由显示适配器读取当下的画面张数，依据不同的显示适配器效能等级，自动调整屏幕刷新率，以同步配合显示适配器的画面输出，只要屏幕的刷新率有支持，从0-240Hz都能实时动态调整，以达到最好的游戏体验。目前NVIDIA官方公布G-Sync共分为三个等级，如下图所示： AMD FreeSync AMD FreeSync较NVIDIA G-Sync晚推出，基本功能与NVIDIA G-Sync差不多，唯一不同的是，AMD FreeSync不需要屏幕内建独立芯片，因为AMD Free-Sync是从链接接口的标准下手，整合DisplayPort Adaptive-Sync业界标准，可透过DisplayPort接口实时调整屏幕的刷新率。 另外HDMI的接口规格也可支持AMD FreeSync，但NVIDIA G-Sync仅能支持DisplayPort接口，相较之下AMD FreeSync可支持的程度较广。目前AMD 官方公布FreeSync共分为三个等级，如下图所示： Adaptive-Sync VESA自VESA DisplayPort 1.2a Standard开始就将Adaptive-Sync定义在规范中，主要是为了改善画面延迟以及影像撕裂。由于Adaptive-Sync标准主要是由 AMD参与及制定，因此FreeSync的机制也被加到Adaptive-Sync中。当显示适配器和屏幕都支持Adaptive-Sync时，就能够在DisplayPort接口中的EDID / Display ID及DPCD(DisplayPort Configuration Data)的Link Training中开启Adaptive-Sync功能。此功能会根据显示适配器的FPS(Frames Per Second, 每秒传输影像的帧率)变动量自动调整屏幕本身的刷新率，而这种自动调整的功能就称为VRR，功能上与AMD FreeSync与NVIDIA G-Sync都相同，透过这个方式改善画面延迟、影像撕裂等问题。 现在Mac也可支持VRR了！ 在Mac OS 12 Monterey发表之后，确定Mac终于可支持Adaptive-Sync，让用户可以根据显示内容动态更新屏幕的刷新率，但依照Apple官方所公布的信息，目前只有下列Mac系统支持此功能： 而且为了最佳的效能，目前 仅支持使用Thunderbolt / USB-C cable，或是USB-C转DisplayPort转接头连接屏幕 ，若使用HDMI接口或是USB-C转HDMI转接头连接HDMI屏幕则无法开启VRR功能。 VRR在Mac启用上面会有怎么的实际的效果，和Windows之间又有那些差异，在接下来的文章中会详细介绍与剖析。