Vsync گزینه ای است که در اکثر بازی های رایانه شخصی^{(PC video games)} و حتی گاهی اوقات در برنامه های دیگر مشاهده خواهید کرد. اما Vsync چیست؟ چه کار میکند؟ آیا باید آن را روشن یا خاموش کنید؟ 

پاسخ به این پیچیده است، اما زمانی که هدف Vsync را درک کردید، می‌دانید چه زمانی آن را روشن یا خاموش کنید.

Vsync چیست؟

اولین چیزی که باید بدانید این است که مانیتور شما می تواند تعداد معینی از تصاویر مجزا را در هر ثانیه نشان دهد. این به عنوان نرخ تازه‌سازی^{(refresh rate)} شناخته می‌شود ، یعنی چند بار که مانیتور می‌تواند تصویر روی صفحه را به طور کامل با چیزی جدید تازه‌سازی کند.

اگر از قبل نمی دانید، توهم تصاویر متحرک روی صفحه نمایش با نمایش سریع دنباله ای از تصاویر ثابت ایجاد می شود. هر تصویر سوژه را در برش زمانی متفاوت نشان می دهد. اکثر فیلم هایی که در سینما تماشا می کنید با سرعت 24 فریم در ثانیه فیلمبرداری می شوند. بنابراین شما 24 برش از زمان را در هر ثانیه می بینید. 

همچنین محتوای زیادی با سرعت 30 و 60 فریم در ثانیه ضبط شده است. برای مثال، فیلم های دوربین اکشن معمولاً با سرعت 60 فریم در ثانیه ضبط می شوند.^{(Action camera)}

هرچه فریم های منحصر به فرد بیشتری را بتوان در یک ثانیه نشان داد، حرکت صاف تر و واضح تر ظاهر می شود. مغز شما فریم ها را با هم ادغام می کند و آن را به عنوان یک عکس متحرک درک می کند.

در یک سیستم کامپیوتری، GPU (واحد پردازش گرافیکی) فریم هایی را برای ارسال به نمایشگر آماده می کند. با این حال، اگر نمایشگر برای یک فریم جدید آماده نباشد، زیرا همچنان روی ترسیم قاب قبلی کار می‌کند، می‌تواند باعث ایجاد موقعیتی شود که بخش‌هایی از فریم‌های مختلف به طور همزمان نمایش داده شوند. Vsync برای جلوگیری از این وضعیت، با همگام سازی فریم ها از GPU با نرخ به روز رسانی مانیتور، طراحی شده است.

نرخ‌های تازه‌سازی معمولی

رایج ترین نرخ تازه سازی صفحه نمایش 60 هرتز است. یعنی 60 رفرش در ثانیه. اکثر مانیتورهای کامپیوتر و تلویزیون حداقل این مقدار را ارائه می دهند. 

شما همچنین می توانید مانیتورهای کامپیوتر را با نرخ^{(refresh rates)} های مختلف به روز خریداری کنید که عبارتند از: 75 هرتز، 120 هرتز، 144 هرتز، 240 هرتز و 300 هرتز. ممکن است اعداد عجیب دیگری نیز وجود داشته باشد، اما اینها معمولی هستند، با نرخ تازه سازی بالاتر در خارج از سیستم های بازی تخصصی نادرتر است. 

تلویزیون‌ها تقریباً همه واحدهای 60 هرتزی هستند، با مجموعه‌های 120 هرتزی^{(120 Hz)} که اکنون به همراه آخرین نسل کنسول‌های بازی که از این نرخ به‌روزرسانی پشتیبانی می‌کنند وارد بازار اصلی شده‌اند.

تطبیق نرخ ^(Rate)فریم با ^(Frame) نرخ^(Rates) تازه سازی

نیازی نیست که نرخ تازه سازی صفحه نمایش دقیقاً با نرخ فریم محتوا مطابقت داشته باشد. به عنوان مثال، اگر در حال پخش ویدیو با سرعت 30 فریم در ثانیه بر روی صفحه نمایش 60 هرتز هستید، فقط باید دو فریم یکسان را با فرکانس 60 هرتز نمایش دهید که در مجموع 30 فریم منحصر به فرد است. 

فیلم‌های 24 فریم در ثانیه یک چالش هستند، زیرا 24 به طور منظم به 60 تقسیم نمی‌شود. راه‌های مختلفی برای حل این مشکل وجود دارد. برخی از صفحه‌ها از شکلی از تبدیل ویدیویی استفاده می‌کنند که به عنوان «کششی» شناخته می‌شود که عدم تطابق را با هزینه اجرای محتوا با سرعت کمی متفاوت از آنچه در نظر گرفته شده، جبران می‌کند. 

بسیاری از نمایشگرهای مدرن نیز می‌توانند به نرخ‌های تازه‌سازی مختلف تغییر کنند. بنابراین یک تلویزیون ممکن است به 48 هرتز یا حتی 24 هرتز تغییر کند تا با فیلم‌برداری 24 فریم بر ثانیه همگام‌سازی کاملی داشته باشد. تلویزیون های^(TVs) 120 هرتزی نیازی به این کار ندارند، زیرا 24 به طور مساوی به 120 تقسیم می شود.

زمان استفاده از Vsync

در بازی‌های ویدیویی، فریم‌ها مانند فیلم یا ویدیو به‌صورت منظم تولید نمی‌شوند. بدون هیچ محدودیتی، CPU ، GPU و موتور بازی سعی می کنند تا حد امکان فریم های بیشتری تولید کنند. با این حال، از آنجایی که حجم کاری که موتور بازی روی این قطعات می گذارد می تواند متفاوت باشد، نرخ فریم ممکن است نوسان داشته باشد.

همانطور که در بالا ذکر شد، زمانی که GPU فریم هایی را ارسال می کند که با نرخ تازه سازی مانیتور همگام نیستند، در جایی که قسمت های مختلف تصویر در یک راستا قرار نمی گیرند، آن ظاهر پارگی نمایشگر را خواهید دید.^{(screen tearing)}

وقتی Vsync را فعال می‌کنید ، پردازنده گرافیکی^(GPU) شما فقط زمانی فریمی را ارسال می‌کند که نمایشگر آماده ترسیم فریم جدید است، و همچنین به طور موثر سرعت نمایش فریم‌ها را محدود می‌کند. اما این در واقع می تواند مشکل دیگری را ایجاد کند که ناشی از نحوه "بافر" شدن فریم ها است. در ادامه، دو نوع متداول بافر قاب را مورد بحث قرار خواهیم داد.

Vsync دو در مقابل سه بافر^{(Versus Triple- Buffered Vsync)}

"بافر" ناحیه ای از حافظه است که به عنوان یک منطقه انتظار تعیین می شود تا زمانی که دستگاه یا فرآیند دیگری برای آن آماده است خوانده شود. وقتی GPU شما یک فریم را رندر می کند، در بافر نوشته می شود. سپس صفحه فریم را از آن بافر می خواند تا آن را بکشد. 

امروزه به اصطلاح "بافر مضاعف" معمول است. دو بافر وجود دارد که به نوبت به عنوان بافر جلو و عقب عمل می کنند. صفحه نمایش قاب را از بافر جلو می کشد، در حالی که GPU روی بافر پشتی می نویسد. سپس دو بافر نقش ها را تغییر می دهند و روند تکرار می شود.

بدون Vsync ، دو بافر را می توان در هر زمان تعویض کرد. بنابراین ممکن است صفحه نمایش بخشی از هر بافر را در قاب بکشد که منجر به پارگی می شود. وقتی Vsync را روشن می کنید ، این پارگی از بین می رود. با این حال، اگر GPU نتواند نوشتن در بافر پشتی را در 1/60 ثانیه به پایان برساند، آن فریم حذف می شود. این باعث می شود 30 فریم در ثانیه موثر باشد. 

مگر اینکه رایانه شما بتواند به طور مداوم 60 فریم در ثانیه ارائه دهد، ممکن است 30 فریم در ثانیه قفل شده یا نرخ فریم های نوسان شدید بین 30 تا 60 را تجربه کنید.

بافر سه‌گانه^{(Triple-buffering)} یک بافر پشتی دوم اضافه می‌کند، به این معنی که همیشه یک فریم آماده تعویض به بافر جلویی وجود دارد و این امکان را فراهم می‌کند که اعداد فرد مانند 45 یا 59 فریم در ثانیه در صفحه 60 هرتز وجود داشته باشد. اگر این گزینه به شما داده می شود، بافر سه گانه همیشه گزینه خوبی است.

انواع Vsync پیشرفته

سازندگان کارت گرافیک همچنان با پاره شدن صفحه نمایش و سایر مصنوعات ناشی از پاره شدن صفحه دست و پنجه نرم می کنند. هر سازنده بزرگ نسخه های پیشرفته Vsync را ارائه کرده است که سعی می کند تمام مزایا را بدون معایب ارائه دهد.

انویدیا^(Nvidia) دارای AdaptiveSync و FastSync است که هر کدام رویکرد هوشمند خود را به Vsync دارند. حالت اول فقط زمانی Vsync را روشن می کند که نرخ فریم بازی برابر یا بالاتر از نرخ تازه سازی باشد. اگر کمتر از آن باشد، Vsync غیرفعال می شود و تاخیر بافر را از بین می برد. راه حل دوم بهتر است زیرا بافر سه گانه را فعال می کند و بالاترین نرخ فریم را بدون پاره شدن فراهم می کند.

AMD دارای Enhanced Sync است که مانند AdaptiveSync است.

Vsync در مقابل نرخ نوسازی متغیر

یک جایگزین قدرتمند برای Vsync وجود دارد که به عنوان نرخ تجدید متغیر شناخته می شود. فناوری انویدیا با نام G-Sync شناخته می شود و AMD FreeSync را توسعه داده است ، اما آن را رایگان و برای استفاده همه آزاد کرده است.

هر دو فناوری به مانیتور و GPU اجازه می دهند به گونه ای با یکدیگر صحبت کنند که فریم ها با دقت تقریباً بی عیب و نقصی همگام شوند. به عبارت دیگر، تمام اشکالات Vsync در اینجا بررسی می شود. 

نکته اصلی این است که خود مانیتور باید از این فناوری پشتیبانی کند. به ندرت می توان مانیتورهایی را پیدا کرد که از هر دو استاندارد پشتیبانی کنند، اما انویدیا^(Nvidia) اخیراً از FreeSync پشتیبانی کرده و برای برخی از مانیتورها پشتیبانی کرده است. همچنین می‌توانید FreeSync را در مانیتورهایی که توسط Nvidia در لیست سفید قرار نگرفته‌اند فعال کنید، اما نتایج ممکن است در برخی موارد عالی نباشد.

بنابراین بیایید آنچه را که باید در مورد استفاده از Vsync بدانید را خلاصه کنیم :

• اگر بازی شما نمی تواند نرخ فریم برابر یا بالاتر از نرخ تازه سازی مانیتور خود را حفظ کند، بافر سه گانه را فعال کنید یا نرخ تازه سازی را کاهش دهید.
• اگر GPU شما نسخه پیشرفته تری از Vsync را ارائه می دهد ، ارزش امتحان کردن را دارد.
• ^(G-Sync)اگر به آنها دسترسی دارید، G-Sync و FreeSync جایگزین های مطلوبی برای Vsync هستند.^(FreeSync)
• اگر می‌خواهید کمترین تاخیر ورودی را برای بازی‌های رقابتی داشته باشید، Vsync را خاموش کنید و در صورت در دسترس نبودن بازخوانی متغیر، با پاره شدن صفحه نمایش زندگی کنید.

اینها اصول اولیه Vsync هستند. اکنون بیرون بروید و با یک تجربه بازی بدون اشک لذت ببرید.

What Is Vsync and Should You Use It?

Vsync is an option that you’ll see in most PC video games and sometimes even in other applications. But what is Vsync? What does it do? Should you switch it on or off? 

The answer to this is complicated, but once you understand the purpose of Vsync you’ll know when to switch it on or leave it off.

What Is Vsync?

The first thing you need to know is that your monitor can show a certain number of discrete images every second. This is known as the refresh rate, which is how many times the monitor can completely refresh the image on-screen with something new.

If you don’t already know, the illusion of moving pictures on a screen is created by rapidly displaying a sequence of still images. Each image shows the subject in a different slice of time. Most movies you watch in the cinema are filmed at 24 frames per second. So you see 24 slices of time shown within each second. 

There’s also plenty of content recorded at 30 and 60 frames per second. Action camera footage, for example, is typically recorded at 60 frames per second.

The more unique frames that can be shown in one second, the smoother and sharper motion appears. Your brain merges the frames together and perceives it as a moving picture.

In a computer system, the GPU (graphics processing unit) prepares frames to be sent to the display. However, if the display isn’t ready for a new frame because it’s still working on drawing the previous one, it can cause a situation where parts of different frames are displayed at the same time. Vsync is meant to prevent this situation, by syncing the frames from the GPU to the refresh rate of the monitor.

Typical Refresh Rates

The most common display refresh rate out there is 60Hz. That is, 60 refreshes per second. Most computer monitors and televisions offer at least this much. 

You can also buy computer monitors in a variety of refresh rates, which include; 75Hz, 120 Hz, 144 Hz, 240 Hz and 300 Hz. There may be other oddball numbers as well, but these are typical, with higher refresh rates being rarer outside specialized gaming systems. 

Televisions are almost all 60 Hz units, with 120 Hz sets now entering the mainstream market along with the latest generation of gaming consoles that support that refresh rate.

Matching Frame Rates to Refresh Rate

The refresh rate of the screen doesn’t have to match the frame rate of the content exactly. For example, if you’re playing 30 frames per second video on a 60Hz display, then you just need to display two identical frames at 60Hz, totaling 30 unique frames. 

24fps footage poses a challenge, since 24 does not divide neatly into 60. There are different ways to solve this. Some screens use a form of video conversion known as a “pulldown” that compensates for the mismatch at the cost of running the content at a slightly different speed than intended. 

Many modern displays can also switch to different refresh rates. So a TV might switch to 48 Hz or even 24 Hz to get perfect synchronization with 24fps footage. 120Hz TVs don’t have to do this, since 24 divides evenly into 120.

When to Use Vsync

With video games, frames aren’t produced in such an ordered fashion as with film or video. Left without any limiters, the CPU, GPU, and game engine try to produce as many frames as possible. However, since the workload that the game engine puts on these components can vary, the frame rate may fluctuate.

As mentioned above, when the GPU is sending frames that are not in sync with the monitor’s refresh rate, you’ll get that tell-tale screen tearing look where different parts of the image don’t line up.

When you activate Vsync, your GPU only sends out a frame to be displayed when the monitor is ready to draw a new frame, also effectively limiting the rate at which frames are rendered. But this can actually cause yet another issue that results from how frames are “buffered”. Next, we’ll discuss two common types of frame buffering.

Double- Versus Triple- Buffered Vsync

A “buffer” is a region of memory that’s designated as a waiting area to be read when some other device or process is ready for it. When your GPU renders a frame, it’s written to a buffer. Then the screen reads the frame from that buffer to draw it. 

So-called “double buffering” is the norm today. There are two buffers, taking turns to act as the “front” and back” buffer. The display draws the frame from the front buffer, while the GPU writes to the back buffer. Then the two buffers switch roles and the process repeats.

Without Vsync, the two buffers can be swapped at any time. So it’s possible that the screen will draw part of each buffer in the frame, which results in tearing. When you switch Vsync on, that tearing does go away. However, if the GPU doesn’t manage to finish writing to the back buffer in 1/60th of a second, that frame is skipped. This results in an effective 30 frames per second. 

Unless your computer can consistently render 60 frames per second, you’re liable to experience either a locked 30fps or wildly swinging framerates snapping between 30 and 60.

Triple-buffering adds a second back buffer, which means that there’s always a frame ready to be swapped to the front buffer, making it possible to have odd numbers such as 45 or 59 frames per second on a 60 Hz screen. If you’re given the option, triple-buffering is always a good option.

Enhanced Vsync Types

Graphics card makers continue to grapple with screen tearing and other artifacts caused by screen tearing. Each major manufacturer has come up with advanced versions of Vsync that try to offer all the benefits without the drawbacks.

Nvidia has AdaptiveSync and FastSync, each with their own intelligent approach to Vsync. The former only switches on Vsync if a game’s frame rate is equal or higher than the refresh rate. Should it drop below that, Vsync is disabled, eliminating buffer latency. The latter solution is better as it enables triple buffering and provides the highest frame rate without tearing.

AMD has Enhanced Sync, which is like AdaptiveSync.

Vsync Versus Variable Refresh Rate

There’s a powerful alternative to Vsync known as variable refresh rate. Nvidia’s technology is known as G-Sync and AMD has developed FreeSync, but have made it free and open for anyone to use.

Both technologies let the monitor and GPU talk to each other in such a way that frames are synced with near flawless precision. In other words, all drawbacks of Vsync are addressed here. 

The main caveat is that the monitor itself has to support the technology. It’s rare to find monitors that support both standards, but Nvidia has recently relented and added FreeSync support for certain monitors. You can also attempt activating FreeSync on monitors not whitelisted by Nvidia, but the results may not be great in some cases.

So let’s summarize what you need to know about using Vsync:

• If your game cannot sustain a frame rate equal to or above your monitor’s refresh rate, enable triple buffering or lower the refresh rate.
• If your GPU offers a more advanced version of Vsync, it’s worth trying out.
• G-Sync and FreeSync are desirable alternatives to Vsync if you have access to them.
• If you want the minimum of input lag for competitive gaming, switch off Vsync and live with the screen tearing, if variable refresh is unavailable.

Those are the basics of what Vsync is. Now get out there and have some fun with a tear-free gaming experience.

Related posts

• کارت SD قابل خواندن نیست؟ در اینجا نحوه رفع آن آمده است

• 6 رفع مشکل زمانی که برنامه Spotify پاسخ نمی دهد یا باز نمی شود

• نحوه رفع خطای “Scratch Disks Are Full” در فتوشاپ

• اگر حساب Google خود را قفل کردید چه باید کرد؟

• 9 راه حل زمانی که چت Xbox Party کار نمی کند

• رفع: Verizon Message+ همچنان متوقف می شود یا کار نمی کند

• خطاهای «دستورالعمل در حافظه مرجع خوانده نشد» را برطرف کنید

• 10 ایده عیب یابی برای زمانی که آمازون Fire Stick شما کار نمی کند

• راهنمای عیب یابی نهایی برای مشکلات اتصال گروه خانگی ویندوز 7/8/10

• پورت های USB 3.0 کار نمی کنند؟ در اینجا نحوه رفع آنها آورده شده است

• نکات عیب یابی هنگامی که بلوتوث روی رایانه یا تلفن هوشمند شما کار نمی کند

• برنامه Outlook همگام سازی نمی شود؟ 13 راه حل برای امتحان

• نحوه رفع خطای RPC Server is Unavailable در ویندوز

• نحوه رفع خطای «حفاظت از منابع ویندوز نمی تواند عملیات درخواستی را انجام دهد»

• وقتی درایو USB شما نمایش داده نمی شود چه کاری باید انجام دهید

• رفع مشکل: لپ تاپ به وای فای وصل نمی شود

• اگر رمز عبور یا ایمیل اسنپ چت خود را فراموش کردید چه کاری باید انجام دهید؟

• وای فای همیشه قطع می شود؟ در اینجا نحوه رفع آن آمده است

• نحوه رفع مشکلات Google Stadia Lag

• چرا Wsappx باعث استفاده زیاد از CPU می شود و چگونه آن را برطرف کنیم