Adaptivní synchronizace obrazu proti trhání

Adaptivní synchronizace nechá monitor překreslit obraz ve chvíli, kdy grafická karta dokončí snímek, místo aby obě zařízení běžela každé svým tempem. Zmizí tím trhání obrazu a zároveň odpadá zpoždění, které přidává klasický V-Sync. Funguje ovšem jen v určitém rozsahu frekvencí, a ten je u každého monitoru jiný.

Jak vzniká vodorovný zlom v obraze

Monitor s pevnou frekvencí vykresluje obraz po řádcích shora dolů a začíná v pravidelných intervalech. Grafická karta ale snímky dokončuje nepravidelně, podle toho, jak složitá je zrovna scéna. Když pošle nový snímek uprostřed překreslování, horní část obrazovky ukazuje starý obrázek a dolní už nový. Při otáčení kamery se obě části vzájemně posunou a vznikne viditelný zlom, kterému se říká tearing.

Trhání se objevuje při FPS pod frekvencí monitoru i nad ní. Vysoký výkon ho tedy neodstraní, jen jsou zlomy menší, protože se po sobě jdoucí snímky méně liší.

V-Sync trhání odstraní, ale za cenu odezvy

Vertikální synchronizace přikáže grafické kartě, aby hotový snímek podržela do začátku dalšího překreslení. Zlomy zmizí, čekání se však přičte ke zpoždění mezi pohybem myši a reakcí na obrazovce. Horší případ nastane, když karta nestihne snímek včas: monitor zopakuje ten předchozí a pohyb na okamžik poskočí. Při 60 Hz to znamená, že snímek svítí 33 ms místo 16,7 ms, a při tradičním V-Syncu může výkon spadnout rovnou na polovinu frekvence.

Považuji klasický V-Sync za přijatelný jen tam, kde hra drží frekvenci monitoru s velkou rezervou. Jakmile výkon kolísá, střídají se plynulé úseky se zadrháváním a to ruší víc než samotné trhání.

G-Sync, FreeSync a VESA Adaptive-Sync dělají totéž různou cestou

Všechny tři názvy označují proměnnou obnovovací frekvenci, zkráceně VRR. NVIDIA uvedla G-Sync v roce 2013 a původně vyžadovala v monitoru vlastní modul, který řídil překreslování i overdrive. VESA o rok později doplnila do standardu DisplayPort 1.2a volitelnou funkci Adaptive-Sync, na které AMD postavila FreeSync bez potřeby zvláštního hardwaru.

Od roku 2019 umějí karty GeForce pracovat i s monitory postavenými na Adaptive-Sync; ty, které NVIDIA ověřila ve vlastních testech, nesou označení G-Sync Compatible. AMD rozlišuje stupně FreeSync, FreeSync Premium a FreeSync Premium Pro, přičemž Premium přidává požadavek na frekvenci aspoň 120 Hz ve Full HD a kompenzaci nízké snímkové frekvence. Vlastní VRR má i rozhraní HDMI 2.1, které používají konzole PlayStation 5 a Xbox Series X. VESA navíc od roku 2022 vydává certifikaci AdaptiveSync Display, jež nezávisle na výrobci grafik měří mimo jiné blikání a kvalitu odezvy.

Podle mě dnes na logu záleží méně než dřív, protože běžný monitor s Adaptive-Sync spolupracuje s kartami NVIDIA, AMD i Intel. Díval bych se spíš na to, co logo neříká – na rozsah, ve kterém funkce pracuje.

Rozsah VRR a k čemu slouží LFC

Každý panel má nejnižší frekvenci, pod kterou se obnovovat nedokáže; typicky to bývá 40 nebo 48 Hz. Monitor s rozsahem 48 až 144 Hz tedy synchronizuje plynule, dokud hra dává aspoň 48 FPS. Pod touto hranicí by se vrátil k trhání nebo zadrhávání.

Tady nastupuje LFC, kompenzace nízké snímkové frekvence. Ovladač při poklesu pod spodní mez pošle každý snímek dvakrát či třikrát, takže se 35 FPS zobrazí při 70 Hz a monitor zůstane ve svém rozsahu. Podmínkou je dostatečně široké rozpětí: horní mez musí být zhruba dvojnásobkem dolní. Levnější monitor s rozsahem 48 až 75 Hz proto LFC nabídnout nemůže a přínos adaptivní synchronizace je u něj omezený na úzké pásmo.

Při prudkém kolísání výkonu se u některých panelů, hlavně VA a OLED, objevuje mírné blikání jasu v tmavých scénách. Nejde o závadu konkrétního kusu, ale o vlastnost panelu, jehož jas se s frekvencí lehce mění. Pomáhá vyrovnanější výkon, k němuž přispěje i rozumné nastavení detailů; jak s nimi zacházet, ukazuje článek o tom, jak upscaling obrazu uleví grafické kartě.

Nastavení, při kterém synchronizace opravdu pracuje

Funkci je nutné zapnout na dvou místech: v nabídce monitoru, kde bývá pod názvem FreeSync nebo Adaptive-Sync, a v ovladači grafické karty. Na počítači je spolehlivější DisplayPort, přes HDMI závisí podpora na verzi rozhraní na obou koncích.

Zbývá ošetřit horní mez. Jakmile hra překročí maximální frekvenci monitoru, synchronizace přestává působit a trhání se vrací. Doporučil bych proto omezit FPS o tři až čtyři snímky pod maximum, tedy zhruba na 140 u monitoru se 144 Hz, a v ovladači k tomu nechat zapnutý V-Sync; uvnitř rozsahu VRR žádné zpoždění nepřidává a pojistí jen krajní případy. Omezovač najdete v ovladačích NVIDIA i AMD a ve většině her.

Proč se vyšší horní mez vyplatí i mimo synchronizaci, vysvětluje text o tom, co přináší 144 Hz proti šedesáti, a kam VRR patří mezi ostatními vlastnostmi, najdete v přehledu parametrů herního monitoru.

Zdroje

• VESA, standard DisplayPort 1.2a – funkce Adaptive-Sync
• VESA, Adaptive-Sync Display Compliance Test Specification
• NVIDIA, dokumentace k technologii G-Sync a programu G-Sync Compatible
• AMD, popis stupňů FreeSync, FreeSync Premium a FreeSync Premium Pro včetně LFC
• Blur Busters, průvodce G-Sync 101 – nastavení omezovače snímků a V-Syncu