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[模拟相关] 关于g-sync/freesync对于模拟器画面流畅度作用的测试

其实内容是https://club.tgfcer.com/viewthread.php?tid=8311576这个侍魂帖子里面的讨论引出的话题

我觉得蛮有意思的,单独开一贴讨论下吧



之前确实很多东西我没了解过,模拟器虽然玩了很久了,但也不过是瞎玩玩,并没咋仔细研究过。

只是看到版主说街机实际的刷新率是并非60hz,而是50多,低于60hz,我想当然的觉得用显卡配合显示器的gsync/freesync应该有效果的吧...

因为gsync的最大用处,就是当显卡性能不足以输出达到显示器的刷新率时,采用"显示器刷新率适应显卡输出帧数"的方式,来进行画面刷新。通常有个可以适应的范围,比如gsync可以1-144,freesync可以30-144、48-144等
具体可以看这个列表:https://www.nvidia.com/en-us/gef ... ync-monitors/specs/

根据我这几年使用下来最大的感受,好处主要在于

1、解决画面撕裂
2、解决由于帧生成时间和显示器刷新率不匹配造成的画面跳动现象
3、满足以上两点的情况下,最大程度的降低显示延迟

我觉得模拟器如果能固定输出57帧,显示器就可以以57hz刷新率来显示,这样既不会有画面的顿挫感,也不会因为强制输出到60造成速度加快。

于是爬了爬文,发现老外对此的讨论也不少,尤其是mame在2016年支持freesync/gsync以后,不少人都有相关的问题
油管上面也有一些视频说这个问题,比如这个:

https://www.youtube.com/watch?v=2CeZ0xbtfDo&t=218s
Why G-Sync and FreeSync are important for emulation and old games
为什么Gsync和freesync对于模拟器和老游戏是重要的

还有些讨论贴,比如 http://forum.arcadecontrols.com/index.php?topic=161033.0

于是自己也动手试了试,测试过程可能不太严谨....

模拟器:mame 0.221   游戏:真侍魂、真人快打2

真侍魂的街机刷新率是59.185608Hz
真人快打2的街机刷新率是54.706814Hz
都不是整60的
运行游戏的时候,打开Win10自带的显示帧数的功能,真侍魂显示帧数为59,真人快打为55,因为只能显示出整数,不知道MAME输出的实际帧数,是不是就是和街机的刷新率一样的。

MAME并没有强制输出60fps,这就具备了使用Gsync的可能,如果模拟器已经插帧渲染成了60,那Gsync也不会有任何改善

这样在通常60hz的显示器上显示,每秒内必然有若干帧要被复制显示,画面出现顿挫感是必然的

真侍魂主要测试的场景有两个,一个是人物的影子,一个是选人画面中横向移动的背景图
影子这个现象之前就有发现,因为影子是在间隔刷新的时候显示的,一帧有一帧无,但是用模拟器玩的时候即使帧数保持60fps,也会出现间隔性的影子闪烁不均,典型的就是肉眼能明显看到一块黑色,这应该就是同一帧带影子的画面被显示了两次吧。
选人画面中横向移动的背景图,这个就是一个典型的平移,只要有同一帧被复制显示,那就会有很明显的顿挫感。这一点greatliuli再他的帖子里面也明确提到了。

真人快打2选择角色后显示的有个垂直卷动显示对战角色的画面,因为54.706814和60相差的更多,这就导致相同的帧被复制的更多,理论上会更有顿挫感。

然后开始实际测试
我的显示器: acer xv273k 支持gsync兼容 120hz刷新率

1.先用显示器设置60hz,关闭gsync,这就是普通显示器的情况了。
结果很显然问题都出现了,影子闪烁不均匀,选人背景移动卡顿,真人快打因为关闭了垂直同步,更是出现了画面压缩变形抖动的情况,简直是惨不忍睹....
MAME显示的速度是100%的,说明并没有出现运行过快,我还不太清楚设置哪个可以让MAME按照显示器的刷新率来输出帧数....

2 然后我把显示器跳调回默认的120hz,依然关闭g-sync
结果其实并没有任何改善,影子依然会不均匀,看到黑块儿,选人背景卷动依然卡顿。真人快打的情况少许要好一些,不再压缩变形了,但还是明显的卡顿。看来即使采用高刷新率的显示器,也依然无法解决这个问题,只能是稍稍改善一点点。

3 最后把显示器设置成120hz,并且打开g-sync

结果令人惊喜,可以说显示的非常完美,影子没有任何闪烁不均匀,我观察了很久。选人背景滚动丝般顺滑,没有任何卡顿,我反复看了若干次,确认了确实是没有任何卡顿了,真人快打的纵向滚动画面也没有问题了,非常的顺滑。

以上的测试,我试着用手机拍了下,结果发现用通常60hz拍出来的视频咋都是不流畅的...录屏软件录出来也会强制60帧了,也没有意义。
想起来手机有慢动作拍摄功能,可以以960fps来拍摄,然后30帧播放,试了下能看出一定的效果,分别拍了三段,应该能看出一定区别
120hz Gsync开启:画面没有变形,滚动均匀
120hz Gsync关闭:画面有变形抖动,比较轻微
60hz Gsync关闭:画面有变形抖动,比120hz要更严重一些
传到百度盘了:链接:https://pan.baidu.com/s/1PjNyJV2rbhmsmebyy1wRNw 提取码:eebb

于是暂时得出个简单的结论,Gsync/freesync对于提高模拟器画面的流畅程度,也是有帮助的,至少会比60hz,不支持g-sync的显示器效果要好上一些吧。

如果有支持gsync/freesync显示器的,也可以测试一下看看到底有没有效果
目前好像就只有MAME,以及retroarch+MAME核心可以支持G-sync/freesync,其他模拟器比如fbn,还没有试过,不知道情况和mame是否一致

[ 本帖最后由 arex 于 2020-6-15 07:55 编辑 ]


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  • sonicteam 发贴积分 +266 精品文章 2020-6-15 10:31
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图片不知道为啥都显示不出来了...不过也没啥影响

就是说明真侍魂和真人快打2在运行时是分别以59以及55帧运行的,这可能是四舍五入后的结果吧...

[ 本帖最后由 arex 于 2020-6-15 02:11 编辑 ]



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posted by wap, platform: Galaxy Note III
感谢深度测试


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以前一些  MAME  可以按游戏帧率运行

和那个效果一样吗?

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posted by wap, platform: Android
非常有意义的测试

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引用:
原帖由 wuyingjun 于 2020-6-15 07:28 发表
以前一些  MAME  可以按游戏帧率运行

和那个效果一样吗?
我是这么理解的

如果MAME按照街机的帧率输出,显示器的刷新率无法匹配,那么肯定就会定期的出现重复帧显示,影响画面的流畅性

街机的原始刷新率和显示器的差距越大,对流畅性的影响就越大,真侍魂59.185608Hz,实际流畅性影响不大,只有画面持续平移的时候可以察觉

真人快打这种54.706814Hz,明显低于60Hz,实际运行的时候画面流畅度就变得非常的差,即使在实际游戏中,人物左右移动都能感觉明显不对劲

这种情况在家用机模拟器上都很不明显,个人猜想,主要原因是家用机输出的刷新率都是适合电视机的60hz吧,和通常60Hz的液晶显示器都可以很好的匹配,就没有这种问题了。

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太能折腾了,几十块钱搞台CRT玩模拟器不就完了,问题都解决了

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posted by wap, platform: Android
引用:
原帖由 @elitex  于 2020-6-15 08:58 发表
太能折腾了,几十块钱搞台CRT玩模拟器不就完了,问题都解决了
crt显示器刷新率更低

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非常好的文章  说道问题的点上了  另外 除了个别专业级的老外,别的老外也未必对很多问题有透彻的了解  GPICASE的画面破碎问题 国外镜像制作组没有一个发现的(除了LAKKA))
从测试结果来看 依旧不能证明G SYNC对于改善这个问题有帮助
因为 MAME之前就有功能可以将低于60HZ的游戏强制提升到60HZ来匹配(但会导致游戏速度变快)从测试来看也是利用了类似原理,游戏帧率和显示器刷新率并不是一个概念  测试建议用STG游戏  比如野马战机 MUSTANG 这个游戏非常直观 也很容易鉴别


我在原帖就说过   MVS CPS 这种问题 其实也有的 但因为这些基板频率很接近60HZ 所以绝大部分人是感觉不出的,而家用机因为当时设计就是以家用电视机作为显示媒体(NTSC 60HZ) 所以在现有的液晶自然不会有问题.
建议测试一下在使用G SYNC 120HZ情况下  游戏速度是不是会变快。

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我的基板在DELL的液晶显示器上就存在这样的问题  雷电画面移动都是顿挫感  但在CRT显示器 注意是显示器并不是监视器 上就没有这种问题  说明CRT显示器的同步范围要比液晶更宽。
GSYNC技术如果是硬件级别去提升了显示器的同步范围那么是非常好的,如果不是则依旧是使用了软件插帧方式,gsync目前还有兼容版本 装个软件就行了  所以我目前认为G SYNC并不是硬件去提升了显示器的同步范围 说白了就是更先进的软件插帧的
另外一点是freesync处理低于显示器刷新率帧(一般就是60帧以下)的低帧补偿就是一个软件方案,它只能消除低帧GPU和显示器之间不同步的卡顿而并不能完全消除撕裂,

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晚上回去看下视频   也欢迎大家进行讨论

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引用:
原帖由 sonicteam 于 2020-6-15 10:16 发表
非常好的文章  说道问题的点上了  另外 除了个别专业级的老外,别的老外也未必对很多问题有透彻的了解  GPICASE的画面破碎问题 国外镜像制作组没有一个发现的(除了LAKKA))
从测试结果来看 依旧不能证明G SYNC对于 ...
嗯,好的,晚上回去再试一下你说的stg游戏

我觉得在没有gsync这种可变刷新率的技术之前,想显示一个低于60hz的游戏在固定刷新率的显示器上面,大概只有以下几种方法
1. 模拟器按照原始帧率输出,5x帧每秒,直接交给显示器 ———— 这样会造成严重的画面撕裂现象,基本是不可用的
2. 模拟器垂直同步到显示器的60hz ———— 这样画面虽然不会撕裂了,但是因为插到了60,每秒里面有很多帧的画面都是复制前一帧的,这就导致同一幅画面显示多次,必定会出现画面运动时卡顿的情况
3. 模拟器把原始刷新率改变,按照显示器的刷新率输出,这样既不会撕裂、也不会卡顿,但是因为原始的刷新率被改变了,游戏运行的速度会变快

以上三种情况可以说都是不完美的,但是普通人对2,3两种不一定很敏感,大概率感觉不太出来,尤其第三种,速度快了1/60,很难察觉,在原始刷新率和60相差不多的情况下,也不失为一种不错的方案,但终究是不完美的。

g-sync出现以后,虽然最初的目的并不是为了解决街机模拟器的这个问题,但是恰好原理对于这个场景也能适用...

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引用:
原帖由 sonicteam 于 2020-6-15 10:26 发表
我的基板在DELL的液晶显示器上就存在这样的问题  雷电画面移动都是顿挫感  但在CRT显示器 注意是显示器并不是监视器 上就没有这种问题  说明CRT显示器的同步范围要比液晶更宽。
GSYNC技术如果是硬件级别去提升了显示 ...
gsync确实是硬件的,必须用专用芯片,价格不菲,基本上同款显示器,有没有Gsync,价格要差上很多,如果是支持HDR的,甚至能达到30%左右的差价,比如我用的这款,不带硬件gsync,是freesync,N卡gsync兼容模式,价格4999,类似的显示器,面板完全相同,只是加入了gsync芯片,价格就变成7999了,老黄定价非常黑...

不过在N卡支持freesync以后(gsync兼容模式),比起真正硬件的gsync,这种硬件+软件方案比起专用芯片,效果还有差距,主要体现在适应范围,一般只能48帧以上才行,硬件gsync可以低至1帧,同时开启HDR和gsync也有兼容性问题。但是在满足使用条件的情况下,实际效果差距并不大,用下来感觉还是不错的,玩游戏也再没有发现画面撕裂,因为我玩游戏都开4k,即使2080显卡,不能到60fps也是常事,之前的4k显示器画面各种撕裂很难受,所以才换了这台,虽然不是硬件gsync,效果也很满足了

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说到模拟器垂直同步到显示器的60hz 造成的挫顿感   我认为不是复制帧 而是因为同步时间差异  所以显示器每隔一个1到2秒就要等待信号  就是画面停下来等游戏 导致每间隔1-2秒就会有顿一下
如果是复制帧就是插帧了画面应该是流畅的

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引用:
原帖由 alann 于 2020-6-15 10:16 发表
posted by wap, platform: Android
crt显示器刷新率更低
CRT的扫描原理可以兼容大多数带小数点的刷新率,玩老游戏要刷新率高有什么用?

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