显示器刷新率和帧数的关系「帮你搞懂帧数显示器刷新率的原理以及两者之间的关系」

事出必有因,昨天跟朋友在一起时听他说要买显示器,他说他很疑惑,问:这个“帧数、显示器刷新率”到底是什么,他们俩到底啥关系?

我当时懂一些,但是一向有些严谨的我可不敢侃侃而谈,以免误导他人,更重要的是以免日后他弄懂了并且与我所说不符,这不出糗了嘛!

咱们进入正题。

帧数

帧数,也就是我们平常所说,以及游戏画面所显示的 FPS 数值。一般,就是说一秒钟内画面刷新的次数,1 帧就是指一张画面,60fps 就是一秒钟有 60 张画面。

刷新率

刷新率,一般是指显示器/屏幕的参数,比如说某某显示器60Hz,这就是指显示器 / 屏幕的物理刷新速度最高可达 1 秒钟 60 张画面,也就是说它的上限是 60Hz。

为什么用 60Hz 的屏幕打游戏,在游戏画面右上角显示120fps?

1.(画面)帧数的产生

帧数 (也就是每秒钟一张一张的画面),它是由电脑的硬件CPU、显卡所计算和渲染出来的,也就是说电脑性能越强,它能计算渲染输出的帧数就越高,我们这里把它比做成供货越多。

2.刷新率的决定因素

我们从上面知道了刷新率是指显示器的参数。那么,我们可以这样理解,一个有着 60Hz 能力的显示器,它不能凭空自己产生游戏、动画的画面,它需要接受电脑的画面供货,然后把其提供的画面呈现在屏幕上,并且在承受范围内,提供多少 “货” 就上多少 “货” ,电脑(就光说显卡吧)每秒给 30 张画面也就是 30 fps,那么屏幕刷新率就表现出 30Hz 的能力。

两者之间的关系

可以用这样一个比喻:

每秒能运多少水,取决水管粗细和水流快慢,而最后流出来多少水,又取决于水龙头。

看完这些,上面的问题 “为什么用刷新上限是 60Hz 的屏幕打游戏,在游戏画面右上角显示 120fps?”我们现在就能回答了。游戏画面上显示 120fps,说明当时设备发挥的性能提供的帧数是 120fps ,说明每秒渲染出的游戏画面高达 120 张,游戏画面只是把设备发挥的性能用 fps 数值显示出来。但是,这是一台 60Hz 的显示器,虽然供货很充足,但是它的能力就是 60Hz ,所以屏幕呈现出的游戏效果实际就是 60fps的效果。

读到这里其实对它俩的表面基本了解就够了。

下面我来扩充一下更深入的理解。

首先,由电脑性能决定的帧数,每一帧的间隔不是完全一样的。软件显示的帧数是60帧,但这60帧不是绝对平均出现的。这个会根据场景复杂程度和硬件性能决定,可能前半秒是显示了1帧,后半秒显示59帧数。但是算下来还是60帧/秒。

显示器所决定的刷新率,因为显示器是通电的,由电信号交替频率显示画面,电信号一般是稳定的,所以它每次刷新的间隔是完全一样的。显示器60Hz,其显示每一帧图片的间隔都是60分之一秒。

我们知道帧数和显示器二者之间的关系是 “供需关系” 。下面我们画张图来表示二者之间的交互。

黑色的是显示器的刷新间隔,红色是帧数间隔。

因为帧数间隔是不定的,所以就会出现蓝色的部分,帧数刷新快于刷新率,刷新率的能力不够导致蓝色部分丢失没办法显示出来。中间部位的帧数刷新速度小于显示器刷新,导致一帧画面在显示器上显示了两次。

可以这样理解,一个是货物供应商,一个是购买者。供应商提供的货物每次都不同,并且有先来后到之分,也就是画面 “最新优先原则” ,购买者的购买频次是相同的,并且每次得按照 “最新优先原则” 来买,买最新的货物。

所以,我们可以知道:

如果帧数刷新很低,其供应跟不上显示器的高刷新率,那么就会导致购买者会连续两次甚至多次买到相同货物,也就是显示器两次或多次显示相同的画面,等到下次新画面来的时候,显示器一呈现一看,货物更新变化好大。呈现在游戏中的情况就是失帧现象,正常人物本应该是从A点到B点再到C点,但是现在表现的是从A点直接瞬移到C点,B点的画面丢失,也就是失帧现象。

如果帧数超高 优点自然就是填充满,让显示器每次刷新都能放一张新图片,自然也会流畅。

什么是垂直同步,什么时候开垂直同步?

垂直同步,就是通过技术让显示器刷新率和帧数刷新二者更加兼容。

在帧率低(也就是设备性能不行)的情况下,开启垂直同步,显示器会主动降低刷新率去迎合所提供的给它的低帧率,也就是买货不这么勤了,从而避免买到重复的货以及导致两次货物差别太大,减少失帧的情况,所以画面就更流畅了。

虽然垂直同步可以让画面流畅,但是还是有延迟,不妨你升级一下硬件性能配上你的好显示器,又或者说降低一下你的显示器配置,因为性能配不上它。

在帧率高时,也就是显示器太垃圾配不上性能时,120fps的全部性能在60Hz的显示器上是无法显示出来的,甚至会出现画面撕裂。

说到这,不得不又得介绍一下显示器的基本原理:

显示器输出画面的方式,是从“供货商”那里提取当前画面后,在屏幕从上往下逐行输出的。

帧率高时,开启垂直同步:显示器会按它的频率去提取画面,并且从上往下绘制在屏幕上,绘制完之后给电脑信号然他去渲染下一张画面,以这样来保证绘制一张图片时不会收到下一张图片然后再去绘制下一张图片,导致显示出两张画面的结合,形成画面撕裂。垂直同步就是让电脑听话,在听到指令后再渲染画面然后提供给显示器,避免了画面撕裂。但是,这严重影响了电脑的渲染效率,在高fps的情况下,其造成的延迟会非常明显。所以,提高了一丝丝画面流畅,却导致游戏延迟,得不偿失啊!

所以这种情况下别开垂直同步。

如果没有开垂直同步,当显示器从上往下绘制画面时,虽然有时会出现上半部分和下半部分不是一张画面,但是这不会影响电脑渲染画面的效率,不会有额外的延迟。所以,这种情况下,说明你的电脑性能很强,只是显示器拉胯,所以换个好的显示器去配上电脑性能才是对的做法。

写到这里好累啊。

至于锁帧,想了解的去自己查吧,我就不再赘述了。

显示器刷新率和帧数的关系「帮你搞懂帧数显示器刷新率的原理以及两者之间的关系」

帧数和刷新率之间有什么关系?

帧数和刷新率的关系

其实是这样的,电脑每显示一张画面是分两个步骤完成的,第一步是CPU和显卡把所要显示的画面数据计算出来,第二步是示器把这些数据写入到屏幕上去。这两步都是需要时间的,并且两个过程可以同时完成(因为具体实现这两个过程的硬件是相对独立的)。

但是这两个过程所花费的时间并不是相同的。显卡每秒能计算出的画面数量是根据硬件性能决定的,而显示器的每秒刷新频率是固定的。比如一个60Hz的显示器,每过16.67ms(毫秒)就会刷新一次。所以这时就产生了一个问题,显卡输出画面的数量低于或者高于显示器刷新率会怎么样呢?这就引出了另一个概念:垂直同步。



帧数和显示器刷新率的概念:

帧数

就是在1秒钟时间里传输的图像质量,也可以理解为图形处理器(GPU)每秒钟能够渲染出新图像的次数,通常用FPS表示,英文Frame Per Second(这里大家要注意我们通常所指的第一人称射击游戏时First Person Shooting)。

每一帧都是显卡渲染出的静止图像,快速连续的播放显示帧变呈现出动态影像的假象。简而言之,帧数就是改变图像的速度,只要显卡性能强大,图像就会越来越流畅。

显示器刷新率

显卡所渲染出来的画面与我们直接的视觉感官之间,需要用显示器来进行传递,所以显示器刷新率对我们的视觉体验有很大影响。显示器刷新率就是指每秒刷新画面的次数,也就是频率,单位是Hz。现在我们所用的液晶显示器,一般都是60Hz的刷新率,也有更高的适用于电竞游戏的85Hz、144Hz甚至是240Hz。

显示器刷新率和帧数的关系「帮你搞懂帧数显示器刷新率的原理以及两者之间的关系」

游戏帧数与屏幕刷新率有什么关系?

帧率是每秒钟内游戏能够渲染的画面数量,取决于电脑的硬件配置。

屏幕刷新率是屏幕在每秒钟能刷新的次数,单位是赫兹(Hz),取决于显示器。

在游戏中能够获得超过200帧的画面,但是由于显示器刷新率只有30Hz,只能“抓取”其中的30帧进行显示,最终你所看到的画面也是30帧。

屏幕刷新率越高,你在每秒钟内就能看到越多的画面,因此对你来说,画面也就更加“流畅”、“清晰”。

扩展资料:

屏幕刷新率和帧数(FPS)的主要区别:

1、定义不同

帧数(FPS)是指画面每秒传输帧数,通俗来讲就是指动画或视频的画面数;

屏幕刷新率是屏幕在每秒钟能刷新的次数。

2、存在的领域不同

FPS存在于图像、视频、游戏领域中;

屏幕刷新频率存在于CRT显示器中。

3、影响不同

帧数(FPS)的影响是每秒钟帧数越多,所显示的动作就会越流畅。通常,要避免动作不流畅的最低是30Hz。但是FPS越高,则对显卡的处理能力要求越高。

屏幕刷新率的影响是对于传统显示器来讲,刷新频率越低,图像闪烁和抖动的就越厉害,眼睛疲劳得就越快。有时会引起眼睛酸痛,头晕目眩等症状。

因为60Hz正好与日光灯的刷新频率相近,所以当显示器处于60Hz的刷新频率时会产生令人难受的频闪效应。而当采用70Hz以上的刷新频率时可基本消除闪烁。

参考资料来源:

百度百科-屏幕刷新率

百度百科-FPS

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