Vertikální synchronizace: K čemu slouží a proč je dobré ji používat?

V-sync nebo-li vertikální synchronizace. Co je zač tato magická funkce, která nás doprovází už snad od počátku věků? Než se dostaneme k jádru věci, musíme se prokousat obalem – monitorem. Není monitor jako monitor a celé tohle mojo se vztahuje pouze na (pro nás relevantní) LCD obrazovky.

Základní problematika

Oku lahodícímu plynulý obrazu byl dosažen u CRT monitorů díky pravidelnému obnovování snímků – obnovovací frekvence. S tímto termínem se setkáme i dnes u moderních panelů, které dokážou udržet pixel rozsvícený, dokud nemusí změnit barvu. Kvůli limitacím VGA (i DVI) konektorů tato frekvence stále existuje.

FPS, nebo-li Frames Per Second, je počet snímků vyprodukovaných grafickou kartou za jednu sekundu. Při hraní jich logicky chceme co nejvíce. Problém ovšem nastává při nadbytku nebo nedostatku snímků. Dochází přitom k tzv. tearingu – roztrhání obrazu.

Co je příčinou? Řekněme, že váš monitor má běžných 60 Hz. Při hraní her vyprodukuje vaše grafická karta 80 FPS – o 33 % více, než je obnovovací frekvence. To znamená, že v čase obnovení obrazovky se vyrenderuje ⅓ obrazu navíc. Ve výsledku tedy máme 1 a ⅓ obrazu. Přebývající kousek ale zakryje odpovídající část celku. Viditelné je to obzvlášť u rychlých scén.

Double Buffering

Prvním snaživcem, který se snaží situaci zachránit, je Double Buffering. Tato technologie využívá 2* front* – bufferů. Mezitím, co se zadní buffer stará o vykreslení snímku, se do předního bufferu kopíruje snímek již zhotovený. Vše to zní růžově a krásně, jenže se tu nepočítá s tím, že framerate bude nižší než obnovovací frekvence.

Uvedu zase příklad na 60Hz monitoru. Při hraní novějších a náročnějších her vaše karta nebude schopna dodávat 60 snímků za vteřinu, ale jen 40. V zadním bufferu se vykreslí první snímek, který se zkopíruje do předního. Během toho ale stihne vykreslit jen ⅔ druhého snímku. Grafická karta je tedy nucena počkat do dalšího obnovení, mezitím dorenderuje ⅓ snímku 2 a ⅓ snímku 3. Následuje pak další čekání. Abych to zkrátil: za 4 obnovovací cykly se vyprodukovaly pouze 2 celé snímky. Při 60 Hz tedy uvidíme 30 FPS, což je méně než 40, které karta dokáže. Se zapnutým V-sync s Double Bufferingem je jakákoli hodnota od 31 do 59 FPS nucena se snížit na 30 FPS.

Pokud tedy máte dostatečně výkonnou grafickou kartu, nic vám nebrání v používání téhle technologie. Ostatní se budeme muset spokojit pouze s Triple Bufferingem.

Trible Buffering

Už podle názvu poznáme, že bude využívat 3 bufferů. Zde máme 2 zadní a 1 přední buffer. Vezměme zase 60Hz monitor a hru se 40 FPS. Z bufferu A se snímek 1 kopíruje do předního bufferu, kde se zobrazí. Mezitím karta vyrenderuje snímek 2 do bufferu B, který se po obnově monitoru zkopíruje do předního bufferu. Snímek 3 se připraví v bufferu A, atd.

Tento cik-cak zip-zap systém zajišťuje neroztrhané obrazy i při nižších FPS. Jeho velkou slabinou je vyšší spotřeba Video RAM.

Problémy

Vše ale není tak růžové jak se zdá. S použitím v-syncu nastává drobná nepříjemnost, kterou je zpoždění –** input lag** nebo cukání – stuttering (které vídáme především u vícečipových kartách a zapojení). Při vykreslování a uchování snímků v bufferech dochází k nepříjemnému zpoždění vstupu. Nejlépe si v tomhle ohledu vede Single Buffering. Co vyrenderuje, hned vykreslí. Obecně platí, že čím více bufferů, tím větší zpoždění. Při hraní akčních her, kde jde o každý zlomek vteřiny, se toto zpoždění může stát smrtelným, ale při tahových strategiích o bleskurychlých reakcích tolik nejde.

Jaký máte na vertikální synchronizaci Vy? Lpíte na okamžitou odpověď systému za cenu pár roztrhaných obrazů, nebo potřebujete perfektní obraz? Napište nám svůj názor do komentářů.