在游戲的世界里，畫面的流暢與完美呈現(xiàn)是眾多玩家所追求的。然而，屏幕撕裂這一現(xiàn)象卻如同游戲體驗中的一顆“絆腳石”，極大地影響著玩家的沉浸感。那么，屏幕撕裂究竟是如何影響游戲體驗的呢？接下來，我們將深入探討這個問題。
為了能更透徹地理解垂直同步對游戲體驗的影響，我們首先得明晰它的實際工作原理。VSync 是垂直同步的英文縮寫，也是我們在游戲設(shè)置項目中常見的英文表述。
垂直同步是一項專門為避免“屏幕撕裂”這一惱人視覺缺陷而研發(fā)的技術(shù)。要知道，“屏幕撕裂”可是游戲中讓玩家頗為頭疼的問題之一。
當(dāng)顯示器的刷新率和顯卡的幀速率不同步時，就可能導(dǎo)致視頻游戲圖像被拉伸或撕成兩半，這種情況便會引發(fā)屏幕撕裂。具體來說，每當(dāng)顯卡每秒向顯示器發(fā)送的幀數(shù)超出其處理能力時，就會出現(xiàn)兩幀投影在同一屏幕上更新的狀況，這會產(chǎn)生令人不悅的撕裂效果，嚴(yán)重拉低游戲體驗。
那么，這種現(xiàn)象究竟是由什么原因造成的呢？
在未開啟垂直同步的情況下，只要游戲優(yōu)化得當(dāng)，如今的顯卡會全力以最快速度渲染幀（除非存在瓶頸）。以主流 3A 游戲為例，高端顯卡能夠輕松以 1080p 的分辨率每秒輸出數(shù)百幀渲染好的畫面。
顯卡在繪制幀時，會在所謂的“幀緩沖區(qū)”中進(jìn)行渲染。幀緩沖區(qū)是顯存中劃分出的一部分區(qū)域，用于存儲要在顯示器上顯示的最終圖像信息。關(guān)閉垂直同步后，顯卡會盡可能快地將幀渲染到幀緩沖區(qū)，而顯示器則會以最快速度在屏幕上繪制幀緩沖區(qū)內(nèi)的畫面。
假設(shè)顯示器的刷新率為 60 Hz，而你玩游戲時的渲染速度達(dá)到 100 FPS。這意味著顯示器每秒能更新自身（并渲染下一幀）60 次，可顯卡每秒?yún)s發(fā)送 100 幀，比顯示器可顯示的速度快了 66%。
就像圖中樹干的上半截和下半截明顯分開的情況，這就是畫面撕裂的直觀表現(xiàn)。
由于顯示器無法在一秒內(nèi)顯示所有 100 幀，最終會同時顯示每 x 幀的 33%和隨后 x + 1 幀的 66%。這樣一來，玩家看到的畫面幀 x 只有三分之一，其余部分是幀 x + 1 的內(nèi)容。對于高速運動的游戲畫面，顯然會出現(xiàn)參照物在畫面上的錯位，進(jìn)而產(chǎn)生“撕裂感”。只要幀速率維持在 100 FPS，這種情況就會持續(xù)存在。
從根本上講，這是顯卡傳統(tǒng)的“雙緩沖”機(jī)制所導(dǎo)致的。雙緩沖是一種通過利用兩個緩沖區(qū)（即后臺緩沖區(qū) back buffer 和前端緩沖區(qū) front buffer）來減少屏幕撕裂的技術(shù)。其中一個緩沖區(qū)位于顯示器上，后臺緩沖區(qū)則位于顯卡上。
一旦顯示器完成一幀的顯示，后臺緩沖區(qū)和前臺緩沖區(qū)就會進(jìn)行交換，它們只是重新命名，并無內(nèi)容復(fù)制。之后，以前的后臺緩沖區(qū)變成前臺緩沖區(qū)，反之亦然。
接著，顯示器“刷新”并顯示該幀。采用這種雙緩沖機(jī)制時，“交換”可能隨時發(fā)生，即便前端緩沖區(qū)正在向顯示器面板傳輸數(shù)據(jù)。此時，屏幕的一半由較早幀的像素組成，另一半則由較新的幀組成，這便是導(dǎo)致撕裂的根本原因。
既然了解了屏幕撕裂的情況，那為什么配置不好時不能開啟垂直同步呢？
在 VRR 可變幀率同步（G - sync、FreeSync）出現(xiàn)之前，對于撕裂現(xiàn)象，通常是通過“增加”顯卡的緩沖次數(shù)來緩解。當(dāng)時，防止撕裂最常見的方法是“等待”交換緩沖區(qū)，直到顯示器顯示完當(dāng)前幀，并準(zhǔn)備好接收下一幀。將緩沖區(qū)交換與幀像素的垂直刷新進(jìn)行同步，這就是所謂的“垂直同步”。
當(dāng)顯卡實際渲染的幀速率高于刷新率時，垂直同步非常有效。
看到這里，你可能會發(fā)現(xiàn)，這個“等待”過程或許會造成延遲。那么，除了幀延遲，還會存在哪些問題呢？
如果你的游戲 fps 低于刷新率（假設(shè)為 60Hz），比如顯卡性能較差，實際幀率只有 45fps 而非 60fps，比刷新率低了 33%。那么，每次顯示器刷新時，只會渲染下一幀的 66%，結(jié)果會再次顯示同一幀。
之后，顯卡完成在幀緩沖區(qū)中繪制幀，但前端緩沖區(qū)已包含一個幀，且在顯示器刷新之前無法交換。因此，它會等待顯示器刷新，然后交換幀，最后顯示第二幀，整個過程不斷重復(fù)。這導(dǎo)致每兩個周期才顯示一幀，渲染速度實際上減慢了 2 倍，生成的 FPS 降至 30fps。
也就是說，在 60Hz 的垂直同步條件下，如果顯卡無法達(dá)到 60fps，那么在打開垂直同步時，玩家在顯示器上看到的將是 30fps 幀率的畫面，這就是“配置不好不要開垂直同步”的原因所在。
實際上，開啟垂直同步后，雖然畫面不會撕裂，但卻會出現(xiàn)“卡頓”現(xiàn)象。
正如前面所提到的，垂直同步等待緩沖本身會造成一個“延遲”，也就是下圖紅色塊所代表的時間段。
在實際游戲體驗中，這就表現(xiàn)為畫面雖無撕裂，但玩家看到的畫面與游戲?qū)嶋H畫面存在延遲。這種延遲在電競游戲中可是致命的。
即便采用了三重緩沖技術(shù)，情況也依然如此。三重緩沖添加了第三個緩沖區(qū)，這個額外的緩沖區(qū)允許顯卡繼續(xù)渲染，因為屏幕緩沖區(qū)會重新顯示同一幀兩次，渲染流不會受到阻礙。而在雙緩沖（打開垂直同步）中，后臺緩沖區(qū)必須等待前端緩沖區(qū)刷新，并且在交換其中的幀之前無法開始渲染下一幀。
三重緩沖（一般需在顯卡驅(qū)動中打開）結(jié)合垂直同步（在游戲中打開）能降低延遲，或者說，它是將緩沖等待的延遲進(jìn)行了分割。只要顯卡渲染幀率足夠高，等待期分割得足夠細(xì)碎，那么這種延遲就可能超出人感官的感知能力，畫面滯后幾乎讓人“無感”。然而，延遲實際上還是存在的。
另外，三重緩沖時所獲得的幀率通常具有一定的誤導(dǎo)性。大多數(shù) OSD 工具（如微星小飛機(jī) AfterBurner 和 FRAPS）測量的是每秒更換一次前端緩沖區(qū)的次數(shù)，而非顯卡每秒渲染的幀數(shù)，在三重緩沖時，這種測量誤差會比較大。
那么，究竟該不該開啟垂直同步呢？
如果你主要玩單機(jī)游戲，且圖像撕裂現(xiàn)象十分明顯，嚴(yán)重干擾了游戲體驗，那么開啟垂直同步，并在顯卡驅(qū)動中打開三重緩沖是非常值得的，尤其是在你的硬件配置能夠保證幀率大于屏幕刷新率的情況下。
另一方面，如果每一個幀速率都至關(guān)重要，響應(yīng)時間是關(guān)鍵因素，比如在 CS GO 這類電子競技游戲中，就應(yīng)該禁用垂直同步。電競玩家們?yōu)榱嗣恳粋€微瞬間都在奮力拼搏，限制刷新率顯然無法帶來最佳效果。
如果你不喜歡垂直同步帶來的缺點，并且顯示器支持的話，不妨考慮使用 G - sync 或者 Freesync 作為替代方案。這種可變同步幀率能夠保證盡可能小的幀率延遲以及由此產(chǎn)生的輸入延遲。
