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144Hz顯示器如何配顯卡:解讀遊戲幀率與螢幕刷新率

  隨著電競顯示器的誕生,越來越多的玩家們知道了一個與刷新率密切相關的參數——赫茲(Hz)。

  其實在CRT時代就有赫茲的存在,那時候動輒75Hz、95Hz的顯示器比比皆是。

  而到了液晶顯示器時代,由於工作原理不同,主流液晶顯示器的刷新率也被降到了60Hz。而電競顯示器就是一種以高刷新率為賣點的顯示器。相比60Hz的普通顯示器,動輒144Hz甚至更高的刷新率讓這類顯示器成為了電競玩家們的“新寵”。

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  今天,我們就借著顯示器來聊一聊這個刷新率究竟是什麽東西,對遊戲玩家又會有怎樣的影響。

什麽是刷新率:

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  其實刷新率用通俗的話來說就是螢幕上每秒種畫面被刷新的次數。

  舉個簡單的例子,60Hz的顯示器每秒鐘的畫面刷新次數為60,而144Hz的顯示器則是每秒鐘所顯示的畫面被刷新了144次。

  相應的,由於我們在玩遊戲時每秒種顯示器所顯示的畫面都是在變化的,所以變化越多能夠體驗到的細節就越豐富。

什麽是遊戲幀數:

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  我們所看到的動畫是由一個一個的靜態圖像組合而成的,每一個組成動作的一張靜態圖我們稱之為1幀。

  我們在前邊提到的是顯示器的刷新率,這和遊戲幀數是有區別的,那麽它的區別在什麽地方呢?

  遊戲幀數就是指經過顯卡渲染生成的每秒幀數,當然這個幀數也是指畫面,比如一個遊戲的平均幀為60,意思是這個遊戲在部門時間內平均每秒可以刷新出60張不同的畫面,然後輸出到顯示器。

  需要注意,刷新率是指顯示器每秒顯示出來的畫面被刷新了多少次,而幀數則是指顯卡每秒可以為顯示器傳輸多少畫面。也就是說即使你的顯卡傳輸給顯示器的畫面足夠多,但是顯示器所能顯示的上限仍取決於刷新率,顯示器的刷新率不夠,多出的遊戲幀也是顯示不出來的。

電影為什麽24幀就非常流暢:

  我在測試遊戲中通常會做出一個設定,30幀為基本流暢,60幀為非常流暢。之所以說30幀是基本流暢是指它僅僅是達到了流暢的最低線。當然,並不意味著30幀就能夠如同60幀那樣非常流暢的享受遊戲了。

  相信大多數玩家,尤其是專注於FPS或者其它電競類型的玩家都有這種感覺——30幀和60幀是絕對不同的感受。

  首先我們處理畫面信息的是大腦。電視、影院的螢幕顯示的畫面映射到視網膜上,然後通過大腦的“腦補”來補全畫面中不連貫的地方。而大腦處理的信息最低為24幀,低於24幀大腦就會給與一種“有缺失、不流暢”的反饋。

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電影的24幀畫面被平均分配到了每1秒種

  且電影是經過剪輯的,因此電影的這24幀被平均分布到了每一秒,所以大腦時刻處於一種低活躍且較為連貫的“腦補”狀態,因此不會覺得卡頓。

  遊戲不同,遊戲是有互動的,不像電影、電視那樣只是讓大腦單方面接收信息。在自然界大腦發出任何動作指示都會實時收到反饋,只有當計算機系統的響應速度快於人腦的感知速度,才不會感覺到粘滯——其實就是一種違背現實邏輯的違和感。因此當大腦主動發出指示並接收反饋信息時,30幀和60幀所能帶來的信息量是截然不同的。


  同時,遊戲是由於即時渲染,所以會有“幀生成時間”一詞.同樣是24幀,在電影中是均勻分布到了每一秒,但是到了遊戲上邊,很有可能你的24幀大部分生成在了1秒的前半部分,另外24幀又大部分生成在第2秒的後半部分,它每秒幀的顯示不會那麽的均勻,即使超過30fps的遊戲你依然會感覺到卡頓。

幀率高低會帶來怎樣不同的體驗:

  受限於60Hz刷新率的限制,普通顯示器即使能夠接受顯卡每秒內傳輸的再多的遊戲畫面,也只能刷新出來60張(其它幀數不會顯示出來)。而電競顯示器因為其超高的刷新率則能夠大幅度增加每秒可以刷新出來的幀數,使得顯卡每秒傳輸的畫面可以被更加完整的顯示出。

  這個問題,相信經常玩遊戲並且體驗過高幀率和高刷新率的玩家們都心有體會,主要影響點在於——畫面的完整性和平滑的過渡。

沒錯,我們首先以一個視頻來舉例:

https://v.youku.com/v_show/id_XNDI5MTgyNTI2MA==.html

  在上邊視頻中,我們分別用60Hz和144Hz來錄製了《Dota2》錦標賽中的一段視頻(開啟垂直同步)。當然為了讓差距變得更大一些,我們將這一段視頻進行了4倍的慢放,可以理解為——此時的幀數是15幀對比36幀。

  我在視頻中的一個階段進行了紅框和藍框的標出。

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  通過對比不難發現,紅框內的144Hz的火焰要比60Hz顯得更高一點。而在藍色的方框中,144Hz下展示死亡先知大招驅使惡靈的動作也變得更加順暢,平滑。

  在這裡我要表達的2點是——為什麽火焰要顯得更高一些和為什麽惡靈的動作變得更加平滑。

  要知道,開啟垂直同步後,顯卡所做的渲染會與顯示的刷新率會變得一致,比如60Hz的顯示器,顯卡會同步渲染和輸出60Hz的幀數。

  而在遊戲中,一個完整的火焰墜落特效會分成好幾幀來展示。由於限制了顯卡渲染的幀數,有些能夠顯示火焰完整特效的地方本來是要展現出來的,但是由於表達幀數不足的原因,所以沒有被完整的表現出來,因此看到的墜落火焰效果並不是完整的。

  而在惡靈移動的表現中,以60Hz來看惡靈其實是非常順滑的飄過的。但是因為我將其放慢了4倍的原因,相當於原來60幀現在僅通過15幀來表示。

  每秒的15幀導致惡靈少了很多中間畫面來補全它的動作信息,這邊引用我前邊說的“人腦能夠適應的最低流暢幀數為24幀,低於24幀會覺得卡頓”。所以在每秒15幀的表現下,惡靈表現出了卡頓的現象。

  144Hz放慢四倍後的幀數為36幀,雖然幀數同樣下降不少,但是由於它能夠滿足人腦適應的最低幀數,所以在惡靈飄過時會顯得更加的順暢一些。

遊戲幀數和顯示器刷新率相互有怎樣的影響?

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當幀率為100fps時60Hz和144Hz顯示的差別

  如上圖所示,將一個完整的跳躍動作分為8個步驟,那麽60Hz只能顯示4個步驟,且在第二個步驟的畫面被刷新出來前,會一直顯示第一個步驟的樣子,這樣就很容易理解刷新率對畫面動作平滑度的影響。

  再舉個例子:如果遊戲畫面1秒渲染100幀,也就是100fps,那麽從0.00秒到1秒會產生100個畫面,假如這時螢幕刷新率也是100Hz,那麽這100幅畫面都會得到完整的展示。如果幀率不變,螢幕刷新率是20Hz的話,不考慮幀生成時間等因素,將幀數平鋪到1秒內,就需要每隔5幀才會有一個圖像刷新和展現,其余的80幅畫面都跳過了。

  此時,人眼會感覺畫面運動很不平滑,但由於幀率高使得人機互動結果能得到及時反饋,人的大腦不會產生與現實脫節的粘滯感(延遲),所以在螢幕刷新率只有60Hz的時代,遊戲幀率高低依然直接表現為對流暢度的影響。

  反過來,假如刷新率是100Hz而幀率只有20fps,等於螢幕每5次刷新都顯示的同一幀畫面,人的大腦發出指示後得不到及時反饋,粘滯感由此而生,顯示器的高刷新率已毫無意義。

  總的來說,我們可以理解為:螢幕刷新率關聯的是畫面變化平滑度,遊戲幀率則關聯畫面變化的響應速度,兩者不是一碼事,卻共同決定了遊戲整體流暢度,缺一不可。

  以往我們的顯示器刷新率再不濟也有60Hz,這方面對流暢度的影響一直沒有引起注意。如今高刷新率顯示器幾乎都伴隨G-Sync、Freesync技術,這種讓刷新率與遊戲幀率實時同步的功能才是高刷新率的意義所在,但前提是你要有足夠高的遊戲幀率,否則開啟這項技術時刷新率和幀率“雙低”的局面將是一場災難。

測試平台及測試硬體介紹:

  了解完了幀數高低的區別,我們再來討論下什麽樣的顯卡能夠達到怎樣的標準。

  要知道,我們現在說的東西有那麽一個前提,就是高幀數,說的再強,電腦配置達不到這樣的幀數又有什麽用呢?因此我們還是要做出實際性能的測試,來告訴大家怎樣的顯卡能夠在什麽樣的遊戲中達到多麽流暢的表現。

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  上圖為本次測試所用到的硬體和整個測試項目,本次測試所使用到的顯卡為華碩的RTX 2080 Super、RTX 2070 Super以及GTX 1080 Ti。不過為了使測試更加全面,我們也選擇兩款AMD最新的高端顯卡,Radeon VII以及Radeon RX 5700 XT。

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  顯卡已經準備好了,然後是顯示器,我們本次討論的重點在於刷新率,所以即使幀數再高、刷新率不夠也顯示不出來,這樣呈現給玩家的畫面和60Hz是沒有區別的。因此我們特別選擇了華碩TUF系列的VG27AQE顯示器,這款顯示器擁有144Hz(超頻至155Hz)的強悍刷新率以及2K的分辨率,已經完全能夠滿足遊戲用戶的需求。

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  本次測試使用的主機板為華碩的ROG MAXIMUS XI EXTREME又被稱之為M11E,是目前旗艦級的Z390系列主機板,擁有強悍的超頻能力和堪稱奢華的用料做工。

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  本次測試使用的記憶體為芝奇的2條DDR4-3600(CL16) 8GB記憶體,共計2條組成了雙通道模式以及16GB總容量。

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  測試系統及程序盤為西數的WD SN750 1TB,該固態硬碟為M.2接口,NVMe通道。

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  測試使用的電源為海盜船的AX1000,這是一款1000W的全模組電源,是海盜船的次旗艦級產品。

3DMark基準性能測試:

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  在進行實際的遊戲性能測試之前,我們還是通過3Dmark來更加直觀的看下這5款顯卡的差距。

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  華碩RTX 2080 Super/RTX 2070 Super顯卡與GTX 1080 Ti以及2款AMD顯卡的3Dmark Time Spy(DX12,2K)模式表現。

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  華碩RTX 2080 Super/RTX 2070 Super顯卡與GTX 1080 Ti以及2款AMD顯卡的3Dmark Fire Strike Extreme(DX11,2K)模式表現。

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  華碩RTX 2080 Super/RTX 2070 Super顯卡與GTX 1080 Ti以及2款AMD顯卡的3Dmark Fire Strike(DX11,1080P)模式表現。

測試小結:

  在DX12的表現下,NVIDIA的顯卡是有著明顯的優勢,而到了DX11模式下,NVIDIA及AMD顯卡的表現可以說是互有勝負。不過相對來講,在DX11模式下,RTX 2080 Super以及GTX 1080 Ti還是保持了領先的地位。

《戰慄深隧:流亡》遊戲性能測試:

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  《戰慄深隧:流亡》是由4A Games製作的第一人稱射擊遊戲,靈感取自小說《戰慄深隧2033》和《地鐵2035》。遊戲仍然採用分線性任務系統與沙盒地圖以探索刺激的劇情,遊歷整個春夏秋季,以及核冬季,遊戲採用晝夜循環系統以及動態氣候系統。

  本作講述的是主角Artyom和其他探險者登陸俄羅斯東部的蒸汽列車“Aurora”號,這是一個重型改裝的避難所。當然不是所有探險者都能同你一起搭檔,你的選擇將影響他們的征途,重複可玩性大增。

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  這款遊戲自帶Becnhmark測試程序,直接採用預設的“Extreme(極限)畫質”,來分別測試2K及1080P分辨率下的表現。

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  華碩RTX 2080 Super/2070 Super兩款顯卡在《戰慄深隧:流亡》預設極限畫質下2K分辨率的表現。

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  華碩RTX 2080 Super/2070 Super兩款顯卡在《戰慄深隧:流亡》預設極限畫質下1080P分辨率的表現。

測試小結:

  這款遊戲對配置要求實在是太高,尤其是極限畫質下會默認開啟200%的渲染,這導致即使是1080P分辨率,也很難有60幀以上的表現,不過將畫質調低的話,幀數還是會上升的。

  通過上邊的整體測試不難看出,即使是RTX 2080 Super,也無法在預設極限畫質下達到比較高的幀數,雖然有200%渲染的因素在裡邊,但即使去掉去掉200%選項,這款遊戲也不會達到我們預設的144Hz甚至是更高。

  因此,對於玩《戰慄深隧:流亡》這款遊戲的“畫質黨”來說,我不推薦使用高刷新率顯示器。

《殺手2》遊戲性能測試:

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  《殺手2》是一款由華納兄弟發行的動作冒險遊戲。該作依舊包含了系列核心元素,玩家可以使用眾多道具在各種奢華奇異的場所,按照自己的風格玩法完成暗殺任務。

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  由於《殺手2》這款遊戲沒有預設畫質,所以我們只能手動將其設置為最高,但需要注意的是,在“忽略記憶體上限”這一項中,我們選擇的是關閉。

  然後仍然是測試2K及1080P兩種分辨率下的表現。

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  華碩RTX 2080 Super/2070 Super兩款顯卡在《殺手2》手動最高畫質下2K分辨率的表現。

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  華碩RTX 2080 Super/2070 Super兩款顯卡在《殺手2》手動最高畫質下1080P分辨率的表現。

測試小結:

  在2K畫質下,手動最高畫質的RTX 2080 Super達到了接近90幀的成績。而到了1080P分辨率下,多款顯卡的幀數在100-110左右,所以即使你是一個畫質黨,那麽高幀數顯示器仍然可以得到一個非常優秀的發揮。而如果不是追求畫質的話,幀數還會隨之提高。甚至240Hz都是有可能達到。

  因此,對於玩《殺手2》這款遊戲的玩家來說,不管是否是“畫質黨”,我都推薦使用高刷新率顯示器。

《古墓奇兵:暗影》遊戲性能測試:

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  《古墓奇兵:暗影》是由《駭客入侵:人類岐裂》的工作室Eidos Montreal製作的動作冒險遊戲,本作是《古墓奇兵》系列重啟後的第三部作品。本作古墓的風格將與之前的作品完全不同,勞拉也將會實現自我的蛻變,迎來關鍵性的時刻,用盡所有的力量,成為真正的“探險家”。

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  《古墓奇兵:暗影》同樣是自帶預設畫質,所以我們先把畫質設置為“最高”,然後把抗鋸齒選擇為“時間抗鋸齒”,繼續測試兩種分辨率下的平均幀並生成對比。

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  華碩RTX 2080 Super/2070 Super兩款顯卡在《古墓奇兵:暗影》預設最高畫質下2K分辨率的表現。

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  華碩RTX 2080 Super/2070 Super兩款顯卡在《古墓奇兵:暗影》預設最高畫質下1080P分辨率的表現。

測試小結:

  在2K分辨率下,RTX 2080 Super依舊是遙遙領先,甚至到了1080P下,3款NVIDIA顯卡都超過了120幀,AMD顯卡也緊貼著120這個數字。同樣的,若將畫質調低,幀數還有更大的上升潛力。

  因此,對於玩《古墓奇兵:暗影》這款遊戲的玩家來說,不管是否是“畫質黨”,我都推薦使用高刷新率顯示器。

《刺客教條:奧德賽》遊戲性能測試:

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  《刺客教條:奧德賽》是由育碧製作並發行的動作遊戲。本作的遊戲背景設定在古希臘,視角聚焦在了斯巴達戰士身上,玩家可以選擇男性與女性兩個全新的主角,並且加入了對話選項。遊戲內容可以稱作《刺客教條:起源》“某種意義上的續作”,還包括“起源”神魔大戰風格的希臘神話角色戰鬥。

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  《刺客教條:奧德賽》也是帶有預設畫質,因此我們僅將畫質設置為預設的“極高”,然後分別測試2K及1080P兩種分辨率下的平均幀並進行對比。

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  華碩RTX 2080 Super/2070 Super兩款顯卡在《刺客教條:奧德賽》預設極高畫質下2K分辨率的表現。

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  華碩RTX 2080 Super/2070 Super兩款顯卡在《刺客教條:奧德賽》預設極高畫質下1080P分辨率的表現。

測試小結:

  這款遊戲對配置的要求可以說是非常高了,在2K的預設極高畫質下,AMD的兩款顯卡甚至無法達到60幀非常流暢的表現。而三款N卡也僅僅是剛過及格線而已。這種情況到了1080P分辨率下有所好轉,但所有顯卡扔無法達到80幀以上的表現。

  在2K最高畫質下,我想即使是調低畫質,也很難達到144幀的高流暢表現。

  因此,對於玩《刺客教條:奧德賽》這款遊戲的玩家來說,如果你是“畫質黨”,那麽高刷新率顯示器並不適合。如果你不是“畫質黨”且將目光鎖定1080P分辨率,那麽還是可以考慮使用高刷新率顯示器。

《極地戰嚎:新曙光》遊戲性能測試:

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  《極地戰嚎:新曙光》是由育碧製作的《極地戰嚎》系列遊戲的其中一部,玩家將在核爆之後的世界採用各種廢土風格武器裝備作戰。

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  最後這款遊戲也是帶有預設畫質,同樣的我們僅將畫質設置為“極高”,然後分別測試兩種分辨率下的平均幀並進行對比。

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  華碩RTX 2080 Super/2070 Super兩款顯卡在《極地戰嚎:新曙光》預設極高畫質下2K分辨率的表現。

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  華碩RTX 2080 Super/2070 Super兩款顯卡在《極地戰嚎:新曙光》預設極高畫質下1080P分辨率的表現。

測試小結:

  《極地戰嚎:新曙光》的表現可以說是所有測試裡邊最亮眼的,即使是2K分辨率,5款顯卡都達到了100甚至110幀以上的成績。這還是“極高”特效,所以如果你使用的是上述顯卡,那麽高刷新率顯示器還是能夠給你帶來更好的遊戲體驗的。

  因此,對於玩《極地戰嚎:新曙光》這款遊戲的玩家來說,不管是否是“畫質黨”,我都推薦使用高刷新率顯示器。

測試總結:

  首先,我們雖然使用了最低RX 5700 XT直至最高RTX 2080 Super顯卡,但是我們並沒有測試4K分辨率,如果用4K分辨率去玩遊戲,還要追求144Hz的話,壓力還是比較大的,且4K分辨率144Hz的顯示器售價也不便宜。

  幀數和刷新率是相輔相成的,擁有了超高的刷新率,遊戲幀數上不去其效果也是白搭。而擁有了超高的幀數,顯示器刷新率達不到同樣是沒有效果。

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  當然,若真要分個輕重的話,我想首先應該是一塊好的顯卡,這樣才能讓遊戲的體驗變得更加流暢。然後是一台高刷新率的顯示器,因為只有它才能將顯卡渲染的遊戲內容完整的展示出來。

  在上邊我們測試的3A大作裡邊,以特效全開的畫質去玩遊戲時,無論是2K還是1080P都對顯卡會造成過多的壓力。不過部分遊戲仍然能夠達到120幀以上的表現。

  而當我們略微放寬些對畫質要求時,遊戲的幀數自然的也會隨之上升。

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  不過,不同級別的顯卡還是會有不同遊戲性能表現的,以目前來看,RTX 2080 Super是在測試5款顯卡中表現最為出色的,除了《戰慄深隧:流亡》之外,均能夠達到60甚至是120以上的表現。

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  最後,比較遺憾的是目前支持DLSS深度學習超級采樣抗鋸的遊戲較少,若後期該項抗鋸齒功能開始普及的話,我想應該會有越來越多的遊戲在最高畫質下突破120幀的門檻,能夠給玩家帶來更加流暢、穩定的體驗。

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