Existe alguma razão para limitar meu FPS?

O limite de sua taxa de quadros pode ter alguns benefícios:

• Diminuição do consumo de energia
• Diminuição da produção de calor
• Diminuição do ruído (ventiladores de refrigeração funcionam mais devagar)

Limitar a sua taxa de quadros é especialmente benéfico para laptops ou qualquer outro tipo de computador móvel, pois fornece uma maneira excelente de evitar que um laptop consuma sua bateria e também queime um buraco na sua virilha.

Lembre-se de que limitar sua taxa de quadros não é o mesmo que usar v-sync .

Usar um limite de taxa de quadros não reduzirá a tela tearing. Os limites da taxa de quadros simplesmente limitam uma série de quadros que sua placa de vídeo pode produzir; eles não forçam a placa de vídeo a esperar até que o monitor comece um novo ciclo de atualização. 55-75 fps, então você pode querer limitar a 50 ou 60 como t ele atinge o pico de 75, fará com que pareça que seu jogo está desacelerando quando voltar para 55, este é apenas um exemplo e seus quadros reais por segundo podem variar.

Usar v-sync transmite todos os benefícios listados sobre limites de taxa de quadros acima, com o benefício adicional de eliminar tela tearing; no entanto, tem a desvantagem de adicionar alguma latência.

Resumo

Gerar mais quadros do que seu monitor pode exibir é um desperdício de energia; frame-tearing só pode ser eliminado pela sincronização de vídeo, mas pode ser minimizado limitando o FPS na frequência do monitor. No entanto, a latência de entrada é uma consideração relacionada.

Detalhe

Desenho na minha experiência em escrever sistemas GUI, parece-me que o seguinte deve ser verdade.

Dados dois sistemas quantizados, (a) geração de imagem e (b) renderização de imagem, qualquer disparidade entre as taxas deve ocasionalmente resultar em rasgo, se não forem mutuamente excluídas de ocorrer simultaneamente (por meio da sincronização da GPU e monitor), e qualquer FPS que exceda os limites físicos do monitor será desperdiçado. Idealmente, uma correspondência exata na taxa, deslocada pela metade do intervalo, minimizaria ou eliminaria o rasgo e não desperdiçaria computação.

Isso é facilmente visualizado, como segue, assumindo monitor de 62,5 Hz e milissegundos inteiros para simplificar:

Time (16"ms) : 0---------------1---------------2---------------3 Monitor Frames: x---------------x---------------x---------------x GPU @ 62.5 FPS: x---------------x---------------x---------------x GPU @ 62.5 FPS: --------x---------------x---------------x-------- GPU @ 125 FPS : x-------x-------x-------x-------x-------x-------x GPU @ 125 FPS : ----x-------x-------x-------x-------x-------x---- GPU @ 90 FPS : x----------x----------x----------x-----------x--- GPU @ 90 FPS : ------x----------x----------x-----------x-------- Monitor Frames: x---------------x---------------x---------------x Time (16"ms) : 0---------------1---------------2---------------3 

Como pode ser visto, se o monitor tiver 62,5 Hz, a taxa de quadros ideal é 62,5 FPS; a 90 FPS (que na verdade é um quadro a cada 11,11 “ms), temos uma incompatibilidade que causará a perda de um quadro a cada três intervalos; a 125 FPS, temos um quadro perdido a cada intervalo. Se você nunca viu, era o quadro necessário ?

Assim, dada uma restrição de taxa de quadros no dispositivo físico, nenhuma taxa maior do que a capacidade do monitor pode ser percebida, uma vez que quadros adicionais simplesmente nunca são vistos. A partir disso, parece lógico que limitar o FPS no monitor a taxa de atualização resulta na qualidade de movimento perceptível máxima. Portanto, parece lógico que a geração de qualquer quadro acima da taxa de atualização do monitor simplesmente desperdice eletricidade.

Dado que você não pode evitar o rasgo não importa o que você faça sem a sincronização do monitor, ainda é muito melhor limitar a taxa de quadros e colocar esse poder de computação na geração de mais detalhes por quadro e, uma vez que esse máximo seja alcançado, basta economizar energia e reduzir o calor residual.

Meus dois centavos.

Visual Acu ity

Jogar nisso, também, mesmo se você tiver um monitor de 144 Hz, é o que você pode realmente perceber. A maioria dos dados indica que o FPS importa apenas até cerca de 60 a 120 Hz, com conclusões de que 90 Hz (FPS) para a maioria das pessoas é o corte para uma melhoria visualmente perceptível. Mas cada indivíduo é único, e os jogadores regulares estão entre os mais sensíveis aos artefatos de movimento porque seu sistema visual pode ser treinado.

Um bom artigo sobre o assunto é http://www.pcgamer.com/how-many-frames-per-second-can-the-human-eye-really-see/

Latência de entrada

(Agradecimentos a Atli para este comentário.)

Com tudo o que foi dito, vale a pena apontar aqui que limitar o FPS à atualização da tela pode criar latência de entrada perceptível durante o jogo. Ou seja: com a atualização do quadro de 16 ms, se o quadro é renderizado em 1 ms imediatamente após a atualização, ele “terá que ficar lá por 15 ms esperando, efetivamente criando um atraso de 15 ms entre o movimento e a exibição desse movimento.

Os jogos também tendem a limitar seus ciclos de IA / lógica aos ciclos de renderização, criando atrasos também. Renderizar em 3x a atualização da tela tornará isso muito menos perceptível, já que o quadro mostrado será renderizado mais perto do tempo de exibição.

Para esse caso de uso, limitando algum múltiplo apropriado da atualização da tela taxa ainda pode valer a pena com uma GPU moderna, mantendo a latência abaixo de algum limite desejado.

Comentários

• Pode valer a pena adicionar um tl; dr ou um resumo, pois esta é uma resposta bastante técnica, mas +1 para a resposta detalhada
• ‘ vale a pena apontar aqui que limitar o FPS para a atualização da tela pode (e geralmente cria) cria latência de entrada perceptível. IE: com sua atualização de quadro de 16 ms, se o quadro for renderizado em 1 ms imediatamente após a atualização, ele ‘ terá que ficar parado por 15 ms esperando, criando efetivamente um atraso de 15 ms entre o movimento e exibição desse movimento. Os jogos também tendem a limitar seus ciclos de IA / lógica a ciclos de renderização, criando atrasos também. Renderizar 3x a atualização da tela tornará isso muito menos perceptível, pois o quadro mostrado será renderizado próximo ao tempo de exibição.

Existem várias razões para fazer isso:

• Redução de calor

  Em placas de vídeo menos potentes, muitas vezes pode ser uma boa coisa limitar a taxa de quadros dos jogos para que eles não superaquecem. Também pode ser usado para limitar o consumo de energia, se necessário.

• Tela tearing

  Se você tiver tela tearing moderada (onde a imagem mostrado na tela torna-se “fraturado” devido ao movimento da câmera) limitar a taxa de quadros é útil. O V-Sync tenta fazer isso mantendo o FPS na taxa de atualização do monitor. Infelizmente, o V-Sync causa atraso na entrada, portanto, esta opção nem sempre é preferível. Tecnologias como G-Sync da Nvidia tentam consertar isso.

• Oscilação

  As pessoas costumam descobrir que, se experimentarem uma ampla gama de FPSs (de, digamos, 70-200) que oscilam para trás e avança rapidamente que isso pode causar um efeito de “arrastar”, onde a taxa de quadros variável faz parecer que a velocidade do jogo está mudando. Isso pode distrair muito e / ou afetar o objetivo, então as pessoas limitarão a taxa de quadros.

• Estabilidade multijogador

  Você descobrirá que, em jogos multijogador, se tiver uma taxa de quadros estável e uma conexão de rede estável, isso significa que os projéteis serão sincronizados melhor e a detecção de acertos será melhor. ul>

  Uma fórmula comum que vejo é fps cap = (refresh rate x 2) + 1 que, por alguns motivos técnicos, evita o screen tear de forma mais eficaz.

  Comentários

  • ” fps cap = (refresh rate x 2) + 1 que, por alguns motivos técnicos, evitará de forma mais eficaz a quebra da tela ” – t seus sons completamente inventados.
  • Hein? O ónus da prova não recai sobre mim – quais são essas ‘ razões técnicas ‘?
  • @ BlueRaja-DannyPflughoeft Essa fórmula é uma que eu ‘ vi várias vezes enquanto pesquisava quando construí meu computador. Não ‘ não sei por que (aparentemente) funciona, pois nunca pesquisei e não vou copiar e colar um ensaio sobre isso em minha resposta. No entanto, como todas as fontes que ‘ vi mencionam isso em algum ponto ou outro, presumo que seja verdade
  • Ah, o bom e velho ” Eu vi muito isso na Internet, então deve ser uma defesa ” verdadeira. Também conhecido como como a desinformação se torna ” fato “. Não que eu ‘ esteja fazendo uma afirmação de uma forma ou de outra, apenas observando outro truísmo sem suporte oferecido.
  • @LawrenceDol Para ser justo, ele fez acenou com a mão a razão como uma razão técnica que ele não ‘ não entendeu. Como o usuário1754322 disse em uma resposta (que deveria ter sido um comentário aqui), é ‘ s devido à Taxa de Nyquist . Para ser capaz de modelar algo contínuo em tempo discreto, você precisa amostrar com o dobro da frequência que deseja resolver para evitar aliasing.Eu ‘ Sinceramente, não tenho certeza de como isso se aplica aos frames da tela. Eu não ‘ não sei se isso seria realmente considerado um sinal contínuo.