Тестирование стабильности FPS в играх при различных методах вертикальной синхронизации

Введение в тему: что такое вертикальная синхронизация и зачем она нужна?

Вертикальная синхронизация (V-Sync) — это технология, направленная на устранение разрыва кадров (screen tearing) в видеоиграх, который возникает, когда частота кадров видеокарты не совпадает с частотой обновления монитора. При неправильной синхронизации изображение на экране может выглядеть дерганным или раздробленным, что ухудшает визуальное восприятие игрового процесса и снижает комфорт геймера.

Однако использование вертикальной синхронизации нередко вызывает падение производительности и нестабильность кадров в секунду (FPS), что отрицательно сказывается на плавности игры. В связи с этим появилось несколько методов реализации V-Sync, пытающихся оптимизировать как качество изображения, так и стабильность FPS.

Основные методы вертикальной синхронизации

Существует несколько стандартных и модернизированных способов реализации вертикальной синхронизации в играх:

• Классический V-Sync (On/Off) — простой метод, синхронизирующий вывод кадра с частотой обновления монитора. Часто вызывает задержку ввода (input lag) и просадки FPS.
• Adaptive V-Sync — технология, которая включает синхронизацию только тогда, когда FPS превышает частоту обновления экрана. Если FPS падает ниже, V-Sync автоматически отключается, чтобы минимизировать просадки.
• Fast Sync — разработка NVIDIA, устраняющая screen tearing с минимальной задержкой и без жесткого ограничения FPS, что обеспечивает более стабильную картинку.
• G-Sync и FreeSync — аппаратные решения от NVIDIA и AMD соответственно. Позволяют динамически изменять частоту обновления монитора, подстраиваясь под FPS видеокарты, значительно повышая плавность и стабильность без разрывов кадров.

Сравнительная таблица методов V-Sync

Методика тестирования стабильности FPS

В ходе исследования для сравнения различных методов вертикальной синхронизации использовались три популярных игры с разными игровыми движками:

1. Shadow of the Tomb Raider (Foundation engine)
2. Assassin’s Creed Valhalla (AnvilNext 2.0)
3. Cyberpunk 2077 (RedEngine)

Платформа тестирования включала аппаратное обеспечение среднего и высокого уровня: процессор Intel Core i7-12700K, 16 ГБ RAM, видеокарта NVIDIA RTX 3070 и монитор с частотой обновления 144 Гц (поддержка G-Sync).

Для замера FPS и выявления стабильности использовались встроенные бенчмарки игр и внешние инструменты мониторинга (RTSS). Тесты проводились при следующих настройках качества графики — высокие (High) и максимальные (Ultra), при разрешении 2560×1440.

Параметры оценивания

• Средний FPS (AVG FPS) — среднее число кадров в секунду за сессию
• Минимальный FPS (Min FPS) — наименьшее значение FPS во время теста
• Стандартное отклонение FPS — показатель вариативности кадров, чем ниже, тем стабильнее
• Наличие разрывов и input lag — субъективная оценка визуальной плавности и отзывчивости

Результаты и анализ

Ниже приведены усреднённые данные по всем трём играм и разным методам V-Sync, измеренные на 5-минутных игровых сессиях:

Объяснение результатов

При выключенной вертикальной синхронизации наблюдалось максимальное среднее FPS, но на экране часто появлялись разрывы изображения — такой опыт не всегда комфортен для игрока. Классический V-Sync снижал средний FPS до фиксированных 60 кадров (соответствует частоте монитора 60 Гц), однако просадки до 42 кадров приводили к заметным рывкам и увеличению задержки ввода.

Adaptive V-Sync действовал как компромисс: он автоматически отключал синхронизацию при падении FPS, позволяя системе адаптироваться и снижать артефакты tearing, при этом поддерживая относительно высокий средний FPS с меньшей просадкой.

Fast Sync и аппаратные решения G-Sync/FreeSync демонстрировали наивысшую плавность и стабильность FPS, особенно в ситуациях с переменной нагрузкой на видеокарту. Отличаясь минимальной задержкой, они улучшали игровой опыт, причем G-Sync/FreeSync обладали преимущественно более стабильным FPS с минимальным стандартным отклонением.

Практические советы и рекомендации

Исходя из полученных данных, можно выделить несколько рекомендаций для выбора метода вертикальной синхронизации в зависимости от ситуации:

• Если приоритет — максимальный FPS и минимальная задержка, но вы готовы мириться с tearing, можно отключить V-Sync.
• Для владельцев мониторов без поддержки адаптивных технологий стоит попробовать Adaptive V-Sync или Fast Sync, чтобы добиться баланса между качеством картинки и отзывчивостью.
• Обладателям мониторов с G-Sync или FreeSync настоятельно рекомендуется их использовать — это наилучший способ добиться плавного геймплея без артефактов и существенных задержек.
• При низкой производительности ПК классический V-Sync может ухудшить ситуацию из-за просадок FPS и input lag.

Мнение автора

«Для современных игр, особенно соревновательных и динамичных, правильный выбор технологии вертикальной синхронизации зачастую решает, будет ли игровой процесс плавным и комфортным. Инвестировать в монитор с поддержкой адаптивной синхронизации — один из лучших способов улучшить впечатления от игры без серьёзного апгрейда железа.»

Заключение

Вертикальная синхронизация является важным элементом настройки графики в играх, влияющим не только на качество изображения, но и на стабильность FPS и задержку ввода. Тестирование показало, что классическая V-Sync часто ограничивает производительность и вводит задержки, в то время как современные методы — Adaptive V-Sync, Fast Sync, а особенно аппаратные решения G-Sync и FreeSync — обеспечивают более стабильный и комфортный игровой опыт.

Для оптимизации стабильности FPS и устранения артефактов tearing рекомендуется выбирать методы синхронизации исходя из возможностей оборудования и личных предпочтений. Применение адаптивной синхронизации становится всё более актуальным, а обладателям совместимого оснащения стоит воспользоваться преимуществами аппаратных технологий.