画面卡顿、撕裂、延迟产生原因以及应对方案

在扫描点回位到左上角后会从左上角再次重复上述步骤，循环往复，在1秒内完成60次完整的逐行扫描，那么这个显示器的刷新率即为60Hz。刷新率越高的屏幕，在一秒内屏幕上可以表现的帧数也越多，画面延迟也越低，这也是如今越来越多的人在追求高分辨率的同时也更追求高刷新率的原因。

那么为什么会产生画面撕裂呢？其实 显卡不会直接将画面送给显示器让显示器画出来给我们看，而是通过 帧缓存。在画面输出给显示器之前，显卡生成的画面会在帧缓存内进行停留，在我们不进行任何设置时，显卡会有2个帧缓存，一个是前缓存，一个是后缓存。这2个地方相当于是一个放画的画筒，显卡不会直接将画面送给显示器，而是画好一张，先写入后缓存，然后将前后2个缓存交替，发生帧传递。

前缓存把画面交给显示器后，显示器在逐行扫描的时候，显卡开始绘制下一张画面，然后写入后缓存，显示器画完以后，再次交替，显示器拿到新的画面开始绘制，循环往复，连贯的画面就出来了。如果你的帧数和显示器的刷新率是匹配的，那么一切正常，显卡按部就班，画完画放入前后缓存这2个画筒，显示器接过前缓存里面的画面进行绘制，我们正常地看见连贯的画面，每次帧传递也正好发生在双方都刚好绘制完成以后才会进行。

但显卡的性能是固定的，游戏场景的需求却不是，不同场景的帧率是会发生变化的，在我们到复杂场景，发生特效时会掉帧，这使得事情往往不会如我们所愿。如果显卡的绘制性能过强，显示器内正在显示之前已经画好的画面A，正在绘制前缓存这个画筒里面盛着的画面B，而显卡在显示器还没有完成绘制之前，就已经在后缓存绘制好了下一幅画面C，这时候显卡发生帧传递，把前缓存这个画筒里面的画抢了过来，然后把新画的画面C塞了进去，那显示器只能把剩下的下半部分对着画面C画了，这时候就出现了画面撕裂的情况。

如果显卡的输出帧率不及显示器刷新率，显示器对着前缓存的画画完一幅画后，显卡还没画完，只能对着显卡之前放在前缓存的画面再画一遍，直到显卡把新的画面画好送到前缓存后，再把新的那副画的下半部分对着画好，这样画面仍然是撕裂的。 简单来说，只要帧率和刷新率不匹配，不管是高还是低，都会在某一刻发生画面撕裂，只不过很多撕裂比较微小或者靠近屏幕边缘，我们肉眼难以察觉。

对待这种情况，大家先是 研究出了 垂直同步，一个在目前几乎所有的游戏里都存在的选项。开启垂直同步后，FPS会自动与显示屏的刷新率保持同步，如果60Hz的屏幕就会将游戏帧率锁定在60,144Hz的屏幕会被锁定在144，以此类推。

垂直同步开启后，会强制帧传递发生在显示器Vblank阶段。也就是说只有显示器画完了，扫描点回到原点了，显卡才能把新的画递进缓存这个画筒进行交换，然后给显示器绘制。如果显卡已经画完了但显示器还没有画完。显卡就会空载等待显示器画完，然后再进行画面传递，循环往复。这也就是为什么开启垂直同步后帧率会锁定在显示器的最大刷新率下。

但垂直同步也有缺点，当显卡显卡与显示器同步时还好，当场景过于复杂时，如果显卡有一瞬间没法画出60帧的画面，就会出现显示器将前缓存画筒里面的画面再画一遍的情况，这时，显示器就重复显示了一次画面，虽然可能只有很短的时间，但是我们还是可以察觉到。这就是我们偶尔会觉得掉帧时卡顿的难以忍受的感觉。

为了解决这个问题， NVIDIA推出了一个自适应垂直同步功能，称为V-sync，还是在刚刚的环境下，在显卡无法输出60fps的情况下，会自动关闭垂直同步，不让显示器再重复显示之前的画面了，这样就可以解决掉垂直同步开启时，显卡性能导致的卡顿问题了。

但 垂直同步还有个问题就是延迟，由于显卡每次画完以后都要等显示器，哪怕显卡已经画好了后缓存里面的画面，游戏里的场景已经发生了变化，他也不能立马反馈到屏幕上，而是要等显示器画完才可以显示出来。我们看到的画面都是滞后的，而且还会产生鼠标相应延迟。这种延迟在单机游戏内属于没啥问题的范畴，但到了FPS射击类网游或是MOBA游戏，那就是很致命的了。

想解决这种延迟的方法也很简单，那就是 开启三重缓冲，这个听起来很抽象，实际上很好理解，就是再额外增加一个缓存作为画筒，三个画筒，显卡可以再多放一帧的画面进去，可以稍微缓解一些延迟问题，但如果刷新率显著低于显卡的输出帧（60Hz屏幕配2080ti等），后缓存和中缓存都被显卡画好了塞满了，那显卡又得停下来等，还是有延迟。

所以英伟达又搞了个技术，叫做 快速垂直同步，普通垂直同步为了防止前缓存画一半被后面的覆写掉，画完后显卡是直接停下来了，而这个快速垂同允许后和中缓存2个画筒里面的画互相传递，也就是说，显卡可以无限制，不断地绘制下去，但不会影响到显示器正在对着画的前缓存的画面，画面永远不会发生撕裂，但显卡一直在画，浪费，抛弃了很多的过往帧，导致画面会有不连贯和卡顿感。也是有利有弊的一个方法。

因此，厂家也在寻求着新的解决方法，显卡两巨头N和A再次站了出来，推出了 显示器上的G-Sync和FreeSync，也就是自适应刷新率，与之前的方法不同，在显卡没画完之前，显示器的扫描点是不会归位到左上角绘制下一幅的，而是原地待命等待显卡画完以后再继续画。说白了， 垂直同步就是让显卡等显示器，这个新技术是让显示器等显卡。但G-Sync和FreeSync的原理和区别较为复杂，也需要很冗长的文章进行叙述。而且用处其实并不是特别的大，买显示器时不需要特意去追求有这2个功能之一的显示器。如果有兴趣的小伙伴可以在评论区留言，笔者会单独开设一期进行介绍。

至此，关于画面显示 终于有了比较科学的解决方案可以解决大部分问题。但目前来说，想要兼顾 卡顿，撕裂，延迟 三者100%完全解决是不可能的，必须是要进行取舍的。那么更侧重于解决哪一边，就得取决于你的硬件水平，以及使用环境了。

FPS,MOBA类玩家：对于延迟十分敏感，撕裂也同样使得瞬息万变的战场成为玩家们的葬身处。可以通过更好的显卡，更高的刷新率屏幕， 侧重于解决延迟和卡顿问题，不建议开启垂直同步徒增操作延迟，谁也不希望还没看见人就被拉出来一枪秒了~

3A类单机大作玩家：相比于延迟，画面和基本操作的流畅感是3A玩家们在进行游戏体验时更加看重的一个方面，所以 在3A类大作游玩时，可以开启垂直同步保证更优秀的流畅度，一点点延迟在这类游戏里是微不足道的。

不管怎么样，其实相信大部分人心中都有数，至少撕裂发生在屏幕边缘的话，还是可以忍受的，而丢帧导致的卡顿是真的难以接受的！玩的真兴起时突然一顿让人痛不欲生。这也没办法，只能不断升级硬件来跟上最新世代的游戏。

讲述了那么多，现在的各位小伙伴们了解了多少画面撕裂以及掉帧的知识了呢？

最后

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