V-Sync در بازی های ویدئویی چیست؟

V-Sync چیست؟ همگام‌سازی عمودی برای تجربه‌ای روان

اگر بخواهیم قابلیت V-Sync را تعریف کنیم، باید بگوییم که این قابلیت به زبان ساده تعداد فریم ریت تولیدی توسط کارت گرافیک را با نرخ‌ تاز‌ه‌سازی مانیتور Refresh Rate فیکس و هماهنگ می‌نماید. سؤالی که ایجاد می‌شود این است که نرخ تاز‌ه‌سازی مانیتور چیست؟ به تعداد دفعاتی که در یک ثانیه صفحه‌نمایش، تصویر را به‌روزرسانی می‌کند، نرخ تاز‌ه‌سازی مانیتور می‌گویند. این نرخ برحسب هرتز محاسبه و اندازه‌گیری می‌گردد. برای نمونه، یک مانیتور 60 هرتزی، تصویر را 60 بار در ثانیه به‌روز می‌کند.

هدف اصلی V-Sync جلوگیری از ایجاد پدیده‌ای به نام پارگی تصویر (Screen Tearing) است.

پارگی تصویر چه زمانی اتفاق می‌اُفتد؟

هنگامی که کارت گرافیک فریم‌های بیشتر و با سرعت بالاتری نسبت به نرخ تاز‌ه‌سازی مانیتور تولید کند، در صفحه‌نمایش یک فریم در حال نمایش است در حالی که بخشی از فریم بعدی در مانیتور دیده می‌شود. نتیجه این امر، ایجاد یک خط شکسته و ناهماهنگ در تصویر نمایشگر است که به آن پارگی تصویر می‌گویند. این پدیده به‌شدت بر تجربه خوشایند و حس غوطه‌وری بازیکن تأثیر منفی می‌گذارد.

 V-Sync چگونه عمل می‌کند؟

فناوری گرافیکی V-Sync درواقع مانند یک هماهنگ‌کننده تعداد فریم ریت عمل می‌کند. باید گفت که با فعال‌سازی این قابلیت، کارت گرافیک ابتدا منتظر کامل‌شدن به‌روزرسانی مانیتور می‌ماند و سپس نرخ فریم جدید را برای نمایش ارسال می‌نماید. در نهایت نتیجه این عمل، نمایش کامل فریم بدون هیچ‌گونه خطوط افقی و بریدگی تصویر در مانیتور است.

مزایای V-Sync تصویری بی‌نقص

حذف پارگی تصویر (Screen Tearing)

مهم‌ترین و اصلی‌ترین مزیت V-Sync جلوگیری از پارگی تصویر است. فعال‌سازی این فناوری می‌تواند مخصوصاً در هنگام اجرای بازی‌های اکشن و پرتحرک و با حرکات سریع دوربین از ایجاد پارگی تصویر جلوگیری نماید.

تجربه بصری پایدار و یکپارچه

فریم ریت بالا منجر به ایجاد ناهماهنگی بین گرافیک و مانیتور می‌شود و لرزش‌های جزئی را در تصاویر ایجاد می‌کند. V-Sync از بروز این مشکل جلوگیری می‌کند.

کاهش فشار روی کارت گرافیک (در صورت فریم‌ ریت بسیار بالا)

هنگامی که کارت گرافیک قدرت و توانایی بالاتری در تولید فریم ریت نسبت به نرخ تاز‌ه‌سازی مانیتور دارد، فعال‌سازی V-Sync کمک می‌کند تا فشار زیادی بر کارت گرافیک اعمال نگردد. همچنین طول عمر کارت گرافیک افزایش و دمای آن نیز کمتر می‌شود.

معایب V-Sync: چالش‌ها و محدودیت‌ها

V-Sync مزایای زیادی دارد؛ اما این فناوری بدون محدودیت و چالش نیست و در برخی سناریوها می‌تواند باعث بروز مشکلاتی اساسی گردد.

افزایش تأخیر ورودی (Input Lag)

افزایش تأخیر ورودی برای هیچ گیمری خوشایند و مطلوب نیست. این موضوع مخصوصاً در بازی‌های حرفه‌ای و رقابتی اهمیت بالایی دارد. یکی از نقاط ضعف فناوری V-Sync محدودشدن نرخ‌فریم در صحنه‌های سنگین گرافیکی است. باید گفت در این حالت فاصله زمانی بین فشردن یک کلید یا حرکت موس تا واکنش آن روی نمایشگر کمی بیشتر می‌شود. شاید فکر کنید که لفظ کمی زیاد به چشم نمی‌آید اما باید بگوییم تأخیر هرچند در حد میلی‌ثانیه به‌ویژه در بازی‌های شوتر اول شخص (FPS) یا مبارزه‌ای می‌تواند تعیین‌کننده شکست و یا پیروزی باشد.

کاهش فریم ریت (Stuttering/Framerate Drops)

دومین مشکل قابلیت V-Sync، کاهش فریم ریت است. اگر کارت گرافیک نتواند فریم ریت‌هایی معادل و یا بیشتر از نرخ تاز‌ه‌سازی نمایشگر تولید کند، V-Sync افت شدید فریم ریت را به همراه خواهد داشت. برای درک این موضوع یک مثال ساده می‌زنیم. فرض کنید که مانیتور 60 هرتز توانایی نرخ تاز‌ه‌سازی دارد و با فعال‌سازی V-Sync، کارت گرافیک نتواند هماهنگی را تا محدوده 60 فریم‌ ریت نگه دارد. در این شرایط چه اتفاقی می‌اُفتد؟ V-Sync فریم‌ ریت را به 30 فریم در ثانیه یا نیمی از نرخ رفرش کاهش می‌دهد تا همگام‌سازی حفظ شود. این اُفت ناگهانی بیشتر از کاهش جزئی فریم از 60 به 59 فریم در ثانیه است و منجر به ایجاد لگ در تصاویر بازی می‌گردد.

راهکارهای و تکنولوژی‌های جایگزین و مدرن

برای رفع محدودیت‌های V-Sync، به‌خصوص تأخیر ورودی و افت فریم ریت، فناوری‌های جدیدی معرفی شده‌اند که نیاز به هماهنگی سخت‌افزاری دارند. انویدیا از سیستم G-Sync و AMD نیز از FreeSync برای جلوگیری از پارگی تصاویر استفاده می‌کنند. این دو فناوری جدید بدون آنکه کاهشی در فریم ریت ایجاد کنند، فریم‌های را کامل و بدون پارگی نمایش می‌دهند. باید بدانید که استفاده از این تکنولوژی‌ها مستلزم این است که کارت گرافیک و مانیتور شما از این فناوری‌ها پشتیبانی کنند.

V-Sync یک ابزار برای رفع پارگی تصاویر اما به چه بهایی؟

V-Sync ابزاری است که با همگام‌سازی فریم ریت کارت گرافیک و نرخ تازه‌سازی مانیتور، به طور مؤثری پدیده پارگی تصویر را از بین می‌برد و تجربه‌ای بصری روان و یکپارچه را فراهم می‌کند. بااین‌حال، بهای آن افزایش تأخیر ورودی و احتمال افت فریم ریت در صورت عدم توانایی کارت گرافیک در حفظ فریم ریت ثابت است. فناوری‌هایی مانند G-Sync و FreeSync می‌توانند مشکل پارگی تصاویر را به‌شرط تطبیق سخت‌افزاری رفع کنند. باید گفت V-Sync همچنان برای بسیاری از گیمرها و در برخی از سناریوهای خاص در راستای ایجاد تجربه‌ای بصری باکیفیت نقش یک ابزار حیاتی را بر عهده دارد. در نهایت انتخاب نهایی به اولویت‌های گیمر و سخت‌افزار مورداستفاده بستگی دارد.