Pochopení a optimalizace snímkových frekvencí videoher

Jedním z nejběžnějších měřítek používaných při měření grafického výkonu videohry je snímková frekvence nebo snímky za sekundu. Snímková frekvence ve videohře odráží, jak často se obraz, který vidíte na obrazovce, obnovuje, aby se vytvořil obraz a simulace pohybu/pohybu. Snímková frekvence se nejčastěji měří ve snímcích za sekundu nebo FPS (neplést s Střílečky z pohledu první osoby).

Existuje mnoho faktorů, které ovlivňují snímkovou frekvenci hry, ale stejně jako u mnoha věcí v technologii platí, že čím vyšší nebo rychlejší je něco, tím lépe. Nízká obnovovací frekvence ve videohrách bude mít za následek řadu problémů, které se mohou vyskytnout v nejméně vhodnou dobu. Příklady toho, co se může stát při nízké snímkové frekvenci, zahrnují trhaný nebo skákavý pohyb během akčních sekvencí, které zahrnují hodně pohybu/animací; Zamrzlé obrazovky znesnadňující interakci s hrou a řada dalších.

Níže uvedené nejčastější dotazy týkající se snímkové frekvence poskytují odpovědi na některé základní otázky týkající se snímkové frekvence videoher, jak na to měření snímků za sekundu a různá vylepšení a nástroje, které můžete použít ke zlepšení snímkové frekvence a celkové grafiky výkon.

Co určuje snímkovou frekvenci nebo počet snímků za sekundu videohry?

Existuje řada faktorů, které přispívají k snímkové frekvenci hry nebo výkonu snímků za sekundu (FPS). Oblasti, které mohou ovlivnit snímkovou frekvenci hry/FPS, zahrnují:

• Systémový hardware, jako je např grafická karta, základní deska, procesor, a Paměť.
• Nastavení grafiky a rozlišení ve hře.
• Jak dobře je herní kód optimalizován a vyvinut pro grafický výkon.

V tomto článku se zaměříme na první dvě odrážky, protože poslední je mimo naše ruce, protože se spoléháme na to, že vývojář hry napsal optimalizovaný kód pro grafiku a výkon.

Největším faktorem, který přispívá k snímkové frekvenci hry nebo výkonu FPS, je grafická karta a CPU. V základním pojetí CPU počítače posílá informace nebo pokyny z programů, aplikací, v tomto případě hry, na grafickou kartu. Grafická karta následně zpracuje přijaté pokyny, vykreslí obraz a odešle jej na monitor k zobrazení.

Existuje přímý vztah mezi CPU a GPU, přičemž výkon vaší grafické karty závisí na CPU a naopak. Pokud má CPU nedostatečný výkon, nemá smysl upgradovat na nejnovější a nejlepší grafickou kartu, pokud nebude schopna využít veškerý svůj výpočetní výkon.

Neexistuje žádné obecné pravidlo pro určení, která grafická karta/CPU kombinace je nejlepší, ale pokud byl CPU střední na low end CPU před 18-24 měsíci je velká šance, že už je na low end minimálního systému požadavky. Ve skutečnosti je velká část hardwaru na vašem PC pravděpodobně překonána novým a lepším hardwarem během 0-3 měsíců od zakoupení. Klíčem je pokusit se najít správnou rovnováhu s grafikou a nastavením rozlišení hry.

Jaká snímková frekvence nebo snímky za sekundu jsou přijatelné pro video/počítačové hry?

Většina dnešních videoher je vyvíjena s cílem dosáhnout snímkové frekvence 60 snímků za sekundu, ale za přijatelnou se považuje frekvence 30 snímků za sekundu až 60 snímků za sekundu. To neznamená, že hry nemohou překročit 60 snímků za sekundu, ve skutečnosti mnoho z nich ano, ale pokud je rychlost nižší než 30 snímků za sekundu, animace se mohou začít trhat a vykazovat nedostatek plynulého pohybu.

Skutečné snímky za sekundu, které zažíváte, se v průběhu hry liší v závislosti na hardwaru a na tom, co se ve hře může v daný okamžik dít. Pokud jde o hardware, jak již bylo zmíněno dříve, vaše grafická karta a CPU budou hrát roli v počtu snímků za sekundu, ale také váš monitor může ovlivnit FPS, které budete moci vidět. Mnoho LCD monitorů je nastaveno na obnovovací frekvenci 60 Hz, což znamená, že nic nad 60 FPS nebude vidět.

Ve spojení s vaším hardwarem mohou být hry jako např Doom (2016), Overwatch, Bojiště 1 a další, které mají graficky náročné akční sekvence, mohou ovlivnit FPS hry kvůli velkému počtu pohybujících se objektů, herní fyzice a výpočtům, 3D prostředím a dalším. Novější hry mohou také vyžadovat vyšší verze a Model shaderu DirectX které může grafická karta podporovat, pokud GPU nesplňuje požadavek na model shaderu, může často docházet ke špatnému výkonu, nízké snímkové frekvenci nebo nekompatibilitě.

Jak mohu změřit počet snímků nebo snímků za sekundu ve hře na mém počítači?

K dispozici je řada nástrojů a aplikací, pomocí kterých můžete měřit snímkovou frekvenci nebo počet snímků za sekundu videohry během hraní. Nejoblíbenější a ten, který mnozí považují za nejlepší, se nazývá Fraps. Fraps je samostatná aplikace, která běží v zákulisí jakékoli hry, která používá grafiku DirectX nebo OpenGL API (Application Programming Interface) a slouží jako nástroj pro srovnávání, který zobrazí vaše aktuální snímky za sekundu a změří FPS mezi počátečním a koncovým bodem. Kromě funkce benchmarkingu má Fraps také funkci pro pořizování herních screenshotů a zachycování herního videa v reálném čase. Přestože plná funkčnost Fraps není zdarma, nabízí bezplatnou verzi s omezeními, která zahrnují FPS benchmarking, 30 sekund záznamu videa a .bmp screenshoty.

Existuje několik alternativních aplikací Fraps, jako je Bandicam, ale pokud chcete plnou funkčnost, budete muset za ně také zaplatit.

Jak mohu optimalizovat nastavení hardwaru nebo hry pro zlepšení snímkové frekvence, FPS a výkonu?

Jak bylo zmíněno v předchozích otázkách výše, existují dvě hlavní věci, které můžete udělat pro zlepšení snímkové frekvence/snímků za sekundu a celkového výkonu hry:

1. Upgradujte svůj hardware.
2. Upravte nastavení grafiky hry.

Vzhledem k tomu, že upgrade vašeho hardwaru je samozřejmostí pro lepší výkon, zaměříme se na různá nastavení grafické hry a na to, jak mohou pomoci nebo snížit výkon a snímkovou frekvenci hry.

Naprostá většina nainstalovaných PC her s rozhraním DirectX/OpenGL dnes přichází s půl tuctem nebo více grafikami nastavení, která lze vylepšit, aby se zlepšil výkon vašeho hardwaru a doufejme, že počet FPS. Po instalaci většina her automaticky detekuje nainstalovaný hardware počítače a podle toho nastaví grafické nastavení hry pro optimální výkon. S tím, co bylo řečeno, existuje několik věcí, které mohou uživatelé udělat, aby pomohli ještě více zlepšit výkon snímkové frekvence.

Je snadné říci, že snížení všech nastavení nalezených v nastavení grafiky hry by zajistilo výkon, protože by to bylo. Věříme však, že většina lidí chce při hraní her dosáhnout správné rovnováhy mezi výkonem a vzhledem. Níže uvedený seznam obsahuje některá běžná nastavení grafiky, která jsou k dispozici v mnoha hrách a která může uživatel ručně upravit.

Společná nastavení grafiky

Anti aliasing

Antialiasing, běžně označovaný jako AA, je technika ve vývoji počítačové grafiky k vyhlazení hrubých pixelovaných nebo zubatých okrajů v grafice. Většina z nás se setkala s tímto pixelovaným nebo zubatým vzhledem počítačové grafiky, co AA dělá pro každý pixel na vaší obrazovce vezme vzorek okolních pixelů a pokusí se je smíchat, aby se zobrazily hladký. Mnoho her vám umožňuje zapnout nebo vypnout AA a také nastavit vzorkovací frekvenci AA vyjádřenou jako 2x AA, 4x AA, 8x AA a tak dále. Nejlepší je nastavit AA ve spojení s rozlišením vaší grafiky/monitoru. Vyšší rozlišení mají více pixelů a mohou potřebovat pouze 2x AA, aby grafika vypadala hladce a fungovala dobře, zatímco nižší rozlišení může vyžadovat nastavení na 8x, aby se věci vyhladily. Pokud hledáte přímý nárůst výkonu, pak by vám mělo pomoci snížení nebo úplné vypnutí AA.

Anizotropní filtrování

Ve 3D počítačové grafice obecně platí, že vzdálené objekty ve 3D prostředí využijí nižší kvalita map textur, které se mohou zdát rozmazané, zatímco bližší objekty používají vysoce kvalitní texturové mapy detail. Poskytování map s vysokou texturou pro všechny objekty ve 3D prostředí může mít velký dopad na celkový grafický výkon a právě zde přichází na řadu nastavení anizotropního filtrování neboli AF.

AF je docela podobný AA, pokud jde o nastavení a to, co může udělat pro zlepšení výkonu. Snížení nastavení má své nevýhody, protože větší část zobrazení bude využívat méně kvalitní texturu, takže zdánlivě blízké objekty vypadají rozmazaně. Vzorkovací frekvence AF se může pohybovat od 1x do 16x a úprava tohoto nastavení může poskytnout výrazné zlepšení výkonu starší grafické karty; Toto nastavení je stále méně důvodem pro pokles výkonu na novějších grafických kartách.

Kreslit vzdálenost/zorné pole

Nastavení vzdálenosti nátahu nebo nastavení vzdálenosti a zorného pole se používají k určení toho, co uvidíte na obrazovce, a jsou nejrelevantnější pro střílečky z pohledu první i třetí osoby. Nastavení vzdálenosti kreslení nebo pohledu se používá k určení toho, jak daleko vidíte do dálky, zatímco zorné pole určuje spíše okrajový pohled na postavu v FPS. V případě vzdálenosti a zorného pole, čím vyšší je nastavení, znamená to, že grafická karta bude muset pracovat tvrději, aby vykreslila a zobrazila pohled by však dopad, z větší části, měl být poměrně minimální, takže snížením nemusí být dosaženo výrazného zlepšení snímkové frekvence nebo snímků na druhý.

Osvětlení/stíny

Stíny ve videohře přispívají k celkovému vzhledu a dojmu hry a dodávají příběhu vyprávěnému na obrazovce pocit napětí. Nastavení kvality stínů určuje, jak detailní nebo realistické budou stíny ve hře vypadat. Dopad se může lišit scénu od scény v závislosti na počtu objektů a osvětlení, ale může to mít poměrně velký dopad na celkový výkon. I když díky stínům může scéna vypadat skvěle, je to pravděpodobně první nastavení, které lze snížit nebo vypnout pro zvýšení výkonu při provozu starší grafické karty.

Řešení

The řešení nastavení je založeno jak na tom, co je k dispozici ve hře, tak na monitoru. Čím vyšší rozlišení, tím lépe bude grafika vypadat, všechny ty pixely navíc dodávají prostředí a objektům detaily a zlepšují jejich vzhled. Vyšší rozlišení však přináší kompromis, protože na něm je k zobrazení více pixelů obrazovce, musí grafická karta pracovat více, aby vše vykreslila, a proto se může snížit výkon. Snížení nastavení rozlišení ve hře je solidní způsob, jak zlepšit výkon a snímkovou frekvenci, ale pokud jste si zvykli hrát při vyšším rozlišení a zobrazení více detailů se možná budete chtít podívat na některé další možnosti, jako je vypnutí AA/AF nebo úprava osvětlení/stíny.

Detail textury/kvalita

Textury v nejjednodušších termínech lze považovat za tapety pro počítačovou grafiku. Jsou to obrázky, které jsou v grafice položeny přes objekty/modely. Toto nastavení obvykle neovlivňuje tolik snímkovou frekvenci hry, pokud vůbec, tak je docela bezpečné mít toto nastavení ve vyšší kvalitě než jiná nastavení, jako je osvětlení/stíny nebo AA/AF.