游戏帧率高不等于流畅 N卡与A卡对比揭秘帧生成时间

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  对于游戏玩家而言,显卡是最重要的DIY硬件,没有之一。想要获得最好的游戏体验,一块性能出色的游戏显卡必不可少,但面对市场上型号众多的显卡产品,尤其是面对N、A两大显卡阵营,不少玩家都会陷入混乱之中,难以抉择。

  

  绝大多数的游戏玩家在购买显卡之前会参考各大硬件媒体的评测文章,文章中除了各项基准性能测试之外,都会加入实际游戏测试成绩,让游戏玩家能够直接明了的知道显卡的游戏性能表现究竟如何。

  

  游戏平均帧数是各个媒体最常使用的参考数据,利用监控软件记录下一段游戏内容的平均帧数,这是最直接也是最简单的展示显卡游戏性能的方式,读者也能通过对比游戏平均帧数来了解到显卡的真实性能定位。

  

  但游戏平均帧数真的能体现出显卡的真实游戏性能表现吗?答案是否定的。就像中国料理讲究色香味一样,游戏平均帧数只是其中最直观表象的色,并不能体现更深入的香和味,也就是游戏画面的流畅性。所以很多游戏玩家,尤其是竞技类游戏玩家,会要求看游戏最小帧和帧率曲线,以了解某款显卡在游戏中的稳定性表现。

  但也有游戏玩家发现,明明自己的游戏最小帧不低,但还是觉得游戏画面不够流畅,这是为什么呢?

  在回答这个问题之前,我们要先明白什么是帧数,帧数(最小帧)是怎么得来的。

  和电影一样,我们看到的游戏画面是由一幅幅静态画面连续播放生成的,而这每一个静态画面就是1帧,1秒的单位时间内生成多少幅画面就是我们常说的多少帧,而最小帧则是单位时间内生成画面数量最少的那一秒的帧数(生成的画面数量)。

  

  而我们人眼对画面是否流畅的判断标准是由画与画之间的间隔时间来决定的。传统电影和电视节目是每秒24帧,也就是说每间隔42ms播放一幅画面,利用人眼视觉的残留影像让大脑产生一种画面串联活动的错觉(所谓的脑补)。而当每秒播放的画面数量低于24,就会产生明显的滞顿,观众就会觉得画面不够流畅,有兴趣的朋友不妨参考一下日本动画之神手冢治虫的作品(为减少制作成本,手冢治虫讲动画帧数从24减少到12甚至更少)。

  

  

  那么每秒24帧是否是人眼动画的极限呢?答案是否定的,24帧只是人眼——准确的说是人脑识别动画的最低标准,此时人的大脑处于一种低“负载”工作状态,这也是为什么很多人在看一些很无聊的电影和电视节目时容易睡着的原因——因为不需要动脑子。

  

  而游戏和电影动画有所不同,并不是单纯的被动接受,而是一种互动关系,这种情况之下,游戏玩家的大脑处于一种活跃的状态,能处理分析的视觉信息更多,1秒24帧的画面就显得不足,玩家需要看到更多的图像让大脑进行处理分析,产生更连贯流畅的画面。这也直接体现在不同类型游戏对游戏帧数的要求也不一样上:《巫师》《暗黑破坏神》等RPG冒险游戏30帧就相当流畅,而《DOOM》《使命召唤》等射击游戏就至少需要60帧。而对于《三国志》《文明》这些策略类游戏而言,因为玩家的注意力不在游戏画面上,所以只有20帧也不会觉得卡顿,这属于特殊情况(人在进行深度思考时会无意屏蔽眼前看到的一切)不予讨论。

  

  那是否是说只要帧数达到一定数值,游戏玩家就不会觉得游戏画面卡顿而相当流畅呢?可以说是但也并不完全是。因为这里会涉及到另外一个帧数概念——帧生成时间。

  和电影动画不同,电影动画是每秒固定24帧,也就是每间隔42ms会固定出现一幅已有的图像,而游戏的每张画面都是需要硬件经过大量计算之后即时渲染生成的,这个每幅图像生成所花费的时间就是帧生成时间。同时因为硬件性能的高低和图像渲染的复杂程度,每幅图像所需要的渲染生成时间也是不同的,这也导致了游戏过程中帧与帧之间的间隔时间长度并不一致。

  

  那帧生成时间和游戏流畅有什么关系呢?前面我们已经讲过,流畅的画面是由大脑根据人眼上残留的图像脑补生成的,那么当人眼上残留的图像消失了,而新的图像还没有出现会出现什么情况呢?答案是大脑断片,感觉画面卡顿了!但如果在残留图像消失之前新的画面出现了,那么大脑就会直接对新图像进行处理而无需脑补图像与图像之间的过度过程,给人的信号就是画面非常流畅。

  

  为了方便大家理解,我们建立一个模型:两秒共生成100帧,第一种情况每帧生成时间为20ms,第二种情况最开始和最后的40帧每帧生成时间为10ms,中间的20帧每帧生成时间为60ms。如果将这两秒单独来看,每一秒都生成了50帧,超过了电影标准的24帧,理论上画面是流畅的;但如果将这两秒看成一个整体,其中有1.2秒的时间长度只生成了20帧,平均每秒只有16.7帧,远远低于电影的24帧,给人的感觉就是就是卡。那么大家觉得现实中是模型中的哪种情况呢?

  

  现实情况显然属于第二种,因此我们可以得出一个结论:如果帧生成时间太长,玩家会有明显的卡顿感;反之,帧生成时间越小,玩家的游戏体验就越流畅。

  我们再回到文章开始时的问题:N卡和A卡,游戏玩家应该如何选择。

  为了解答这个问题,接下来我们就用NVIDIA最新发布的Super系列RTX 2070Super显卡和AMD的RX 5700XT进行对比,看看谁在游戏中的表现更为流畅稳定,谁才是最适合玩家们的游戏显卡。

  

  

  华硕ROG STRIX RTX 2070S A8G GAMING华硕最新推出的一款超公版RTX 20 Super系列显卡,采用全新的TU104核心,拥有2560个12nm工艺制程的流处理器单元,核心频率为1605/1800MHz,8GB大容量GDDR6内存,让玩家在高清游戏过程中更加得心应手。

  

  华硕ROG STRIX RTX 2070S A8G GAMING显卡采用了三风扇散热,配置了三个9cm直径轴流散热风扇,扇叶外包围了一圈环形密封环,让向下的风压更强,提高了显卡的整体散热能力。

  

  接口方面,华硕ROG STRIX RTX 2070S A8G GAMING配置了2个DP、2个HDMI和1个Type-C接口,让用户在连接显示器时有了更多选择。

  

  华硕ROG STRIX RTX 2070S A8G GAMING才用了非常豪华的12相SAP II超合金供电设计,由8+8pin外接电源供电,给显卡提供了不错的超频潜力。

  

  一体式合金背板,在增强PCB强度避免PCB弯曲的同时,也保护了PCB背面的电子元件,“败家之眼”的信仰灯也让合金背板变得酷炫起来。

  

  

  

  

  在《战地5》游戏中,如果只看游戏平均帧/最小帧,我们会片面的得出RX 5700XT性能略强的结论,但在游戏帧数生成时间对比中,我们可以发现RTX 2070S显卡的帧数生成时间波动更小也更少,这说明RTX 2070S在游戏过程中的帧数表现更加平滑流畅。

  

  

  

  

  在《CS:GO》游戏中,我们关闭了多核渲染,只考虑显卡性能上的差异。从游戏平均帧数/最小帧方面来看,RX 5700XT有着微弱的帧数优势,但从游戏帧数生成时间曲线上来看,RX 5700XT的帧生成时间并不稳定,波动大起大伏,多次帧生成时间超过了30ms,虽然从游戏帧数上看不出来,但在实际游戏中却会感觉到细微的卡顿感,游戏画面不够流畅,相反RTX 2070S的帧数生成时间就非常平滑,变化波动较小,在游戏中给人的感觉也更流畅。

  

  

  

  

  

  

  

  

  《DOOM》是一款追求极致爽快感的射击游戏,流畅的帧数对于游戏体验非常重要。在《DOOM》中,RTX 2070S不仅拥有更高的游戏平均帧数,在帧数生成时间方面同样有着明显优势,较小的波动说明游戏帧数过度平滑,游戏画面更加流畅,这不正是《DOOM》游戏玩家所需要的吗?

  

  

  

  

  《绝地求生:大逃杀》同样是RTX 2070S显卡强势的游戏,无论是游戏平均帧数还是最小帧数,RTX 2070S相比RX 5700XT都要着明显优势。在2K分辨率下,无论整体还是个别帧,2070S波动更小更平滑;1080p分辨率下优势不及2K分辨率,但除了其中有3帧生成时间较长之外,整体的平稳性还是优于A卡。

  独乐乐不如众乐乐,尤其是对于竞技类游戏玩家而言,把自己的精彩操作分享给更多人,赢来众多喝彩,自己的快乐也会翻倍。

  在这个全民主播的时代,NVIDIA对图灵显卡的直播推流进行了一次升级,让直播更加流畅,画质更加清晰。

  

  

  开启直播之后,无论是利用CPU H.265还是NVIDIA H.265编码,游戏帧数相比不直播时都会有所降低,不过利用显卡的NVIDIA H.265编码对硬件的性能消耗更小,让用户在直播过程中能够获得更高更流畅的游戏帧数,这也让玩家在直播游戏的过程中能够更好的发挥自己的实力,给观众们带来更多的精彩镜头。

  结语:开启直播之后,无论是利用CPU H.265还是NVIDIA H.265编码,游戏帧数相比不直播时都会有所降低。利用显卡的NVIDIA H.265编码对硬件的性能消耗更小,让游戏主播在直播过程中能够获得更高更流畅的游戏帧数,在直播过程中能够更好的发挥自己的实力,给观众们带来更多的精彩镜头。该技术还降低了推流的配置门槛,至少一台独立的采集PC不再是必须品,凭单机就能同时做到流畅的游戏和推流,让许多普通玩家也有信心去尝试直播自己的游戏。

  在我们挑选的几款游戏中,如果只看游戏平均帧数/最小帧,RTX 2070S和RX 5700XT的表现可以说是互有胜负,不存在一方的绝对优势,但如果加入帧生成时间这一评判游戏流畅度的衡量概念,RTX 2070S就表现出了绝对的优势,即便是在游戏平均帧数/最小帧不如RX 5700XT的情况下,实际游戏表现也更加流畅平滑。

  这种流畅的游戏体验不仅仅是因为图灵架构的强大性能,也得益于游戏本身针对N卡架构进行了更多优化。本来最后这里应该夸一句NVIDIA,但是笔者话到嘴边又只能咽回去。对于消费者来说价格始终是绕不开的话题,A卡7nm产品5700XT/5700本来计划与2070S/2060S定在相同价位,然而在新品发布的临门一脚时AMD宣布降价500元,面对这一杀招NVIDIA却并没有跟进,难免将自己的技术优势冲淡了不少。

  RTX 2070 Super和Radeon 5700XT,两者平均帧率在伯仲之间,一个有价格优势,一个有更好的流畅度,如何选择由玩家自己抉择。(败家之眼你懂的,本测试所用N卡仅代表2070S,价格不供参考)

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