简单说说与帧数有关的几个知识

yates1987

下文基于个人这几天了解到的一些资料而成，有纰漏之处还望见谅

基础知识：

1）显示器刷新率（下称refresh rate，RR）：大家使用的显示器（或电视）要显示运动的画面，都需要不停的输出新的画面，即刷新。以显示器为例，大多数显示器都是60Hz的，也即一秒的时间可以刷60幅图片，其中每一幅图片都是以自上而下隔行扫描的形式进行刷新的

2）帧缓冲：在显示输出之前，GPU运算好的图像并不是直接输出到显示器，而是先放在一个缓冲区，然后显示器会从这个缓冲区读取图像数据进行显示

3）FPS：即Frame-per-Second，等同于帧率，与刷新率是不同的东西。刷新率表示的是显示器一秒钟的刷新次数，而帧率则表示GPU一秒钟输出图片的数目

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常见问题：
以下将大家平日里会有疑问的几个问题简单说一下

1）为什么会出现画面撕裂的现象？什么是垂直同步？

垂直同步这种情况多发于当FPS大于RR的时候，很容易理解。当FPS较大的时候，帧缓冲里的图片刷新速度大过了显示器的刷新速度。以下面这张图片为例



在显示器的一次刷新里，帧缓冲至少更新了3张图，而具体出现的原因则是，显示器在由上往下刷新时，帧缓冲更新了，于是显示器继续向下刷新，帧缓冲又更新了。。。所以才会出现一次刷新看到多张图片组合在一起的情况，也即画面撕裂

这种情况避免的方法就是开启垂直同步，垂直同步的基本原理就是强制让帧缓存与刷新率的步调完全一致（FPS>60），也就是说一次刷新始终只有一副图片，所以也就避免了画面撕裂的问题了

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但是画面撕裂除了由于FPS>RR之外，还会有另外一种原因，也即“步调不一致”，如果你帧缓存渲染图片和显示器刷新的节奏总是对不到一块儿，那么显示器输出的总是没有渲染完成的图像。这也就是一些游戏即使帧数很低但也会出现画面撕裂的原因。

2）帧数不稳定是怎么回事？

我们先以FPS=45的情况来举例
当刷新率在60Hz的时候，45帧即对应为每1.5次刷新的时候帧缓存更新一帧。
我们来看看其中的细节，

第一次刷新：显示第一图
第二次刷新，帧缓存在两次刷新之间更新，显示第二图
第三次刷新，帧缓存更新，显示第三图
第四次刷新，帧缓存未更新，显示第三图
第五次刷新，帧缓存在两次刷新之间更新，显示第四图

由此可见，实际输出的为：ABCCDEEFG...
而假如说游戏渲染时，帧与帧之间的间隔是相等的，那么当你看到的图像序列之间的间隔并不一致，就会导致人的主观感受变差。严重的还会引起身体不适等其他问题

当然，当FPS为其他情况时，也可以套用上面的分析，以目前的情况来看，游戏帧数的问题，很大程度上都和显示器的刷新率有关。无论是因为不同步而引起的画面撕裂，还是因为同步了而引起的帧数浮动

3）既然30帧玩的不爽，60帧要求又太高，那么为什么不能折衷45帧，或者30~60中的某一个帧数呢？

这个问题可以参考第二问

另外再说一下，30帧的时候，每两次刷新对应一帧即可保证帧数的稳定，理论上来说，只要可以把60整除即可，但是20帧以及15帧本身无法满足最基本的可玩性。

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感谢相关科普，不过我玩游戏，不是很注重些数据了

wesker6048

不错，感谢分享                       

minimal

不错，帧数很重要。。。。