Тест разрывов экрана — проверка VSync и синхронизации кадров

Этот тест разрывов экрана позволяет легко увидеть, остаются ли ваш монитор и видеокарта синхронизированными. Разрыв — это рваная горизонтальная линия (иногда сразу несколько), которая рассекает движущееся изображение так, что верх и низ экрана показывают два разных момента. Он возникает, когда видеокарта отправляет на дисплей новый кадр прямо в середине обновления, и монитор за один проход прорисовывает часть старого кадра и часть нового. В тесте по экрану движется яркий контрастный узор; если ваша конфигурация даёт разрывы, чёткие вертикальные грани распадаются на смещённые горизонтальные ступеньки, которые скользят вверх или вниз.

Разрыв — это не дефект самой матрицы. Это рассогласование по времени между тем, как часто система выдаёт кадры, и тем, как часто обновляется экран. Понимание этой связи и есть ключ к тому, чтобы избавиться от разрывов.

Как пользоваться тестом разрывов экрана

Узор начинает двигаться сразу после загрузки страницы. Для наиболее наглядного результата:

• Перейдите в полноэкранный режим. Разрывы легче всего заметить, когда движущийся узор заполняет весь дисплей.
• Следите за вертикальными гранями. Наблюдайте за границей между чёрным и белым, пока полосы перемещаются. Идеально синхронизированный дисплей сохраняет каждую грань ровной от верха до низа.
• Ищите разлом. Если одна или несколько горизонтальных линий рассекают изображение, смещая грань влево или вправо выше и ниже себя, — это и есть разрыв. Такие линии часто дрейфуют по вертикали.
• Увеличьте скорость. Чем быстрее движение, тем шире смещение на каждом разрыве и тем он заметнее.

Важное замечание: большинство браузеров выводят изображение с уже включённым VSync, поэтому обычная страница в браузере часто не даёт разрывов даже там, где игра дала бы. Если здесь вы не видите разрывов — это хороший знак, но окончательная проверка для игры — запустить её с выключенным VSync и частотой кадров, отличной от частоты обновления экрана.

Почему возникают разрывы экрана

Дисплей обновляется с фиксированным ритмом — 60, 120 или 144 раза в секунду. Видеокарта отрисовывает кадры по собственному графику, который редко совпадает с этим ритмом. Когда новый кадр поступает в середине обновления, монитор переключается на него прямо в процессе прорисовки, и граница между двумя кадрами и есть разрыв.

Рассогласование сильнее всего, когда частота кадров высока и не синхронизирована. При 200 FPS на экране с частотой 60 Гц за каждое обновление успевает поступить несколько новых кадров, из-за чего одновременно появляется сразу несколько разрывов. Устранить их помогает ограничение или синхронизация частоты кадров. Чтобы сравнить, что выдаёт ваша система и с какой частотой обновляется экран, измерьте их в основном FPS-тесте и уточните частоту обновления с помощью нашего руководства по частоте обновления.

Как убрать разрывы экрана

Есть три основных способа удерживать кадры согласованными с обновлением экрана, у каждого свои компромиссы.

VSync

VSync удерживает каждый готовый кадр до тех пор, пока дисплей не будет готов его принять, полностью устраняя разрывы. Плата за это в том, что если частота кадров опускается ниже частоты обновления, VSync может добавить задержку ввода и вызвать собственные подтормаживания, ожидая следующего обновления. Это самое простое решение, вполне подходящее для видео и неспешных игр.

Переменная частота обновления (G-Sync и FreeSync)

Дисплей с переменной частотой обновления подстраивает собственную частоту под видеокарту кадр за кадром. В пределах поддерживаемого диапазона это убирает разрывы без штрафа в виде задержки, как у VSync, — именно поэтому такой подход предпочтителен для игр. Разрывы могут вернуться, если частота кадров превысит максимум дисплея, поэтому многие игроки дополнительно ограничивают частоту кадров на несколько единиц ниже верхнего порога.

Ограничение частоты кадров и быстрая синхронизация

Ограничение частоты кадров близко к частоте обновления снижает то, как часто кадры поступают не в такт. Современные драйверы также предлагают режимы синхронизации с малой задержкой, которые дают разрывы только тогда, когда частота кадров выше частоты обновления, и ведут себя как VSync, когда она ниже. Они полезны, когда переменная частота обновления недоступна.

Разрывы, подтормаживания и пропуск кадров — это разные проблемы

Движение может выглядеть неправильно по нескольким причинам, и решаются они по-разному:

Если грани здесь остаются ровными, но движение всё равно ощущается неправильно, дело в тайминге, а не в разрывах — измерьте это с помощью теста подтормаживаний или проверьте саму матрицу с помощью теста пропуска кадров.

Разрывы вредят производительности или это только внешне?

Разрывы не снижают вашу частоту кадров; это исключительно визуальный артефакт несинхронизированных кадров. Более того, позволить кадрам рваться — это способ игры с наименьшей задержкой, поэтому некоторые киберспортсмены мирятся с небольшими разрывами, лишь бы не добавлять задержку ввода от VSync. Всем остальным переменная частота обновления даёт чистую картинку без задержки. Насколько всё это важно, зависит от игры — наше руководство про кадры в секунду в играх объясняет, где находится баланс, а наш обзор того, что такое частота кадров, разбирает лежащие в основе цифры.

Часто задаваемые вопросы

Почему я не вижу разрывов в браузере?

Потому что браузеры обычно выводят изображение с включённым VSync, так что их вывод уже согласован с обновлением экрана. Этот тест всё равно помогает понять, как выглядит разрыв, и проверить наличие разрывов в полноэкранном режиме или на дисплее с переменной частотой обновления, вышедшем за пределы диапазона.

Разрывы — это признак того, что монитор сломан?

Нет. Разрыв — это рассогласование по времени между видеокартой и дисплеем, а не аппаратный дефект. Включение VSync или переменной частоты обновления его убирает.

Что использовать — VSync или G-Sync / FreeSync?

Если ваш дисплей поддерживает переменную частоту обновления, используйте её — она убирает разрывы без задержки, свойственной VSync. Обычный VSync оставьте для дисплеев без этой функции или для видео, где задержка не имеет значения.

Может ли переменная частота обновления всё равно давать разрывы?

Да, если частота кадров поднимется выше максимальной частоты обновления дисплея. Ограничение частоты кадров на несколько единиц ниже верхнего порога удерживает всё в диапазоне без разрывов.

Как выглядят разрывы при разной частоте кадров

Число разрывов на экране в один момент напрямую следует из того, сколько кадров поступает за одно обновление. Когда частота кадров близка к частоте обновления, вы обычно видите одну линию разрыва, медленно дрейфующую вверх или вниз по экрану. Когда частота кадров намного выше — скажем, 200 FPS на матрице 60 Гц — за каждое обновление поступает несколько кадров, и вы видите одновременно несколько линий разрыва, часто словно мерцающих. Когда частота кадров заметно ниже частоты обновления, разрывов меньше, но каждый из них держится дольше. Наблюдая за тем, как ведёт себя разрыв при изменении скорости в этом тесте, вы видите зеркальное отражение того, что происходит, когда частота кадров в игре растёт и падает.

Разрывы на консолях, телевизорах и в видео

Разрывы — это не только компьютерная проблема. Игровые консоли, которые рендерят без синхронизации, дают разрывы точно так же, поэтому консольные игры часто предлагают опцию VSync или переменной частоты обновления. Фильмы и видео, напротив, редко дают разрывы, потому что видеоплееры буферизуют кадры и выводят их по обновлению. Если разрывы появляются при просмотре видео, причина обычно в медиаплеере с отключённым VSync или в несовпадающей частоте обновления, а не в самом видео.

Компенсация низкой частоты кадров поддерживает работу VRR

У дисплеев с переменной частотой обновления есть минимальная поддерживаемая частота, ниже которой технология перестала бы работать. Современные реализации решают это с помощью компенсации низкой частоты кадров, которая повторяет кадры, чтобы удержать дисплей в рабочем диапазоне, когда частота кадров проседает. Именно поэтому хорошая настройка с переменной частотой обновления остаётся без разрывов и плавной даже в требовательных сценах, где частота кадров падает. Выбирая дисплей, ориентируйтесь скорее на широкий диапазон переменной частоты обновления с такой компенсацией, чем на громкое максимальное число. Какой бы путь вы ни выбрали, цель одна: один целый кадр на каждое обновление, чисто согласованный.

Быстрый способ проверить собственную конфигурацию — запустить требовательную игру с видимым счётчиком кадров, поднять частоту кадров выше, а затем ниже частоты обновления и следить за разломом. Если переменная частота обновления работает как надо, изображение остаётся цельным во всём этом диапазоне вплоть до верхнего порога. Если разрывы появляются только выше порога, ограничение частоты кадров на несколько единиц ниже него — последний недостающий элемент. Перенесите то, что узнали здесь, обратно в игру, и рваную линию, на которой вы натренировали глаз, будет легко распознать или, что ещё лучше, её не окажется вовсе.

Смежные тесты дисплея и движения

Согласование кадров — лишь одна часть чистого движения. Продолжите этими сопутствующими инструментами:

• Тест частоты кадров (FPS-тест) — измерьте вашу текущую частоту кадров и частоту обновления.
• Тест размытия в движении — посмотрите, насколько ваш экран смазывает движущиеся детали.
• Тест пропуска кадров — проверьте, прорисовывает ли матрица каждый кадр.
• Тест подтормаживаний — измерьте стабильность времени кадра на программном уровне.
• Тест плавности прокрутки — оцените повседневные рывки прокрутки в вашем браузере.