Vsync é uma opção que você verá na maioria dos videogames para PC^{(PC video games)} e às vezes até em outros aplicativos. Mas o que é Vsync ? O que isso faz? Você deve ligá-lo ou desligá-lo? 

A resposta para isso é complicada, mas uma vez que você entenda o propósito do Vsync , você saberá quando ligá-lo ou deixá-lo desligado.

O que é Vsync?

A primeira coisa que você precisa saber é que seu monitor pode mostrar um certo número de imagens discretas a cada segundo. Isso é conhecido como taxa de atualização^{(refresh rate)} , que é quantas vezes o monitor pode atualizar completamente a imagem na tela com algo novo.

Se você ainda não sabe, a ilusão de imagens em movimento em uma tela é criada pela exibição rápida de uma sequência de imagens estáticas. Cada imagem mostra o assunto em uma fatia de tempo diferente. A maioria dos filmes que você assiste no cinema é filmada em 24 quadros por segundo. Então você vê 24 fatias de tempo mostradas em cada segundo. 

Há também muito conteúdo gravado em 30 e 60 quadros por segundo. A filmagem da câmera de ação^{(Action camera)} , por exemplo, é normalmente gravada a 60 quadros por segundo.

Quanto mais quadros exclusivos puderem ser exibidos em um segundo, mais suave e nítido o movimento aparecerá. Seu cérebro mescla os quadros e os percebe como uma imagem em movimento.

Em um sistema de computador, a GPU (unidade de processamento gráfico) prepara os quadros para serem enviados ao monitor. No entanto, se a tela não estiver pronta para um novo quadro porque ainda está trabalhando no desenho do anterior, isso pode causar uma situação em que partes de diferentes quadros sejam exibidas ao mesmo tempo. O Vsync^(Vsync) destina-se a evitar essa situação, sincronizando os quadros da GPU com a taxa de atualização do monitor.

Taxas de atualização típicas

A taxa de atualização de tela mais comum é de 60Hz. Ou seja, 60 atualizações por segundo. A maioria dos monitores de computador e televisores oferecem pelo menos isso. 

Você também pode comprar monitores de computador em uma variedade de taxas de atualização^{(refresh rates)} , que incluem; 75Hz, 120Hz, 144Hz, 240Hz e 300Hz. Pode haver outros números excêntricos também, mas estes são típicos, com taxas de atualização mais altas sendo mais raras fora dos sistemas de jogos especializados. 

As televisões são quase todas unidades de 60 Hz, com aparelhos de 120 Hz agora entrando no mercado mainstream junto com a última geração de consoles de jogos que suportam essa taxa de atualização.

Taxas de ^(Rates)quadros^(Frame) correspondentes à taxa^(Rate) de atualização

A taxa de atualização da tela não precisa corresponder exatamente à taxa de quadros do conteúdo. Por exemplo, se você estiver reproduzindo um vídeo de 30 quadros por segundo em uma tela de 60 Hz, basta exibir dois quadros idênticos em 60 Hz, totalizando 30 quadros exclusivos. 

A filmagem de 24 fps representa um desafio, já que 24 não se divide perfeitamente em 60. Existem diferentes maneiras de resolver isso. Algumas telas usam uma forma de conversão de vídeo conhecida como “pulldown” que compensa a incompatibilidade com o custo de executar o conteúdo em uma velocidade ligeiramente diferente da pretendida. 

Muitos monitores modernos também podem alternar para diferentes taxas de atualização. Portanto, uma TV pode mudar para 48 Hz ou até 24 Hz para obter uma sincronização perfeita com imagens de 24 fps. As TVs^(TVs) de 120Hz não precisam fazer isso, pois 24 se divide igualmente em 120.

Quando usar o Vsync

Com os videogames, os quadros não são produzidos de maneira tão ordenada quanto no filme ou no vídeo. Sem nenhum limitador, a CPU , GPU e mecanismo de jogo tentam produzir o maior número possível de quadros. No entanto, como a carga de trabalho que o mecanismo de jogo coloca nesses componentes pode variar, a taxa de quadros pode flutuar.

Como mencionado acima, quando a GPU está enviando quadros que não estão em sincronia com a taxa de atualização do monitor, você terá aquela aparência de tela rasgada^{(screen tearing)} onde diferentes partes da imagem não se alinham.

Quando você ativa o Vsync , sua GPU só envia um quadro para ser exibido quando o monitor estiver pronto para desenhar um novo quadro, também limitando efetivamente a taxa na qual os quadros são renderizados. Mas isso pode realmente causar outro problema que resulta de como os quadros são “bufferizados”. A seguir, discutiremos dois tipos comuns de buffer de quadros.

Vsync com buffer duplo versus triplo^{(Versus Triple- Buffered Vsync)}

Um “buffer” é uma região da memória designada como área de espera para ser lida quando algum outro dispositivo ou processo estiver pronto para isso. Quando sua GPU renderiza um quadro, ele é gravado em um buffer. Em seguida, a tela lê o quadro desse buffer para desenhá-lo. 

O chamado “buffer duplo” é a norma hoje. Existem dois buffers, revezando-se para atuar como o buffer “frontal” e traseiro. A tela desenha o quadro do buffer frontal, enquanto a GPU grava no buffer traseiro. Em seguida, os dois buffers trocam de função e o processo se repete.

Sem Vsync , os dois buffers podem ser trocados a qualquer momento. Portanto, é possível que a tela desenhe parte de cada buffer no quadro, o que resulta em rasgos. Quando você liga o Vsync , esse rasgo desaparece. No entanto, se a GPU não conseguir terminar de gravar no buffer traseiro em 1/60 de segundo, esse quadro será ignorado. Isso resulta em 30 quadros por segundo efetivos. 

A menos que seu computador possa renderizar consistentemente 60 quadros por segundo, é provável que você experimente 30 fps bloqueados ou taxas de quadros oscilantes entre 30 e 60.

O buffer triplo^{(Triple-buffering)} adiciona um segundo buffer traseiro, o que significa que sempre há um quadro pronto para ser trocado para o buffer frontal, possibilitando números ímpares como 45 ou 59 quadros por segundo em uma tela de 60 Hz. Se você tiver a opção, o buffer triplo é sempre uma boa opção.

Tipos de Vsync Aprimorados

Os fabricantes de placas gráficas continuam a lidar com rasgos de tela e outros artefatos causados ​​por rasgos de tela. Cada grande fabricante criou versões avançadas do Vsync que tentam oferecer todos os benefícios sem as desvantagens.

A Nvidia^(Nvidia) tem AdaptiveSync e FastSync , cada um com sua própria abordagem inteligente para Vsync . O primeiro só ativa o Vsync se a taxa de quadros de um jogo for igual ou superior à taxa de atualização. Caso caia abaixo disso, o Vsync é desabilitado, eliminando a latência do buffer. A última solução é melhor, pois permite buffer triplo e fornece a taxa de quadros mais alta sem rasgar.

A AMD^(AMD) tem o Enhanced Sync , que é como o AdaptiveSync .

Taxa de atualização Vsync versus variável

Há uma alternativa poderosa ao Vsync conhecida como taxa de atualização variável. A tecnologia da Nvidia é conhecida como G-Sync e a AMD desenvolveu o FreeSync^(FreeSync) , mas o tornou gratuito e aberto para qualquer pessoa usar.

Ambas as tecnologias permitem que o monitor e a GPU conversem entre si de forma que os quadros sejam sincronizados com precisão quase perfeita. Em outras palavras, todas as desvantagens do Vsync são abordadas aqui. 

A principal ressalva é que o próprio monitor tem que suportar a tecnologia. É raro encontrar monitores que suportem os dois padrões, mas a Nvidia^(Nvidia) recentemente cedeu e adicionou suporte ao FreeSync para determinados monitores. Você também pode tentar ativar o FreeSync^(FreeSync) em monitores não autorizados pela Nvidia , mas os resultados podem não ser bons em alguns casos.

Então, vamos resumir o que você precisa saber sobre o uso do Vsync :

• Se o seu jogo não puder sustentar uma taxa de quadros igual ou superior à taxa de atualização do seu monitor, habilite o buffer triplo ou diminua a taxa de atualização.
• Se sua GPU oferece uma versão mais avançada do Vsync , vale a pena experimentar.
• G-Sync e FreeSync são alternativas desejáveis ​​ao Vsync se você tiver acesso a eles.
• Se você deseja o mínimo de atraso de entrada para jogos competitivos, desligue o Vsync e viva com o rasgo da tela, se a atualização variável não estiver disponível.

Esses são os fundamentos do que é o Vsync . Agora vá lá e divirta-se com uma experiência de jogo sem lágrimas.

What Is Vsync and Should You Use It?

Vsync is an option that you’ll see in most PC video games and sometimes even in other applications. But what is Vsync? What does it do? Should you switch it on or off? 

The answer to this is complicated, but once you understand the purpose of Vsync you’ll know when to switch it on or leave it off.

What Is Vsync?

The first thing you need to know is that your monitor can show a certain number of discrete images every second. This is known as the refresh rate, which is how many times the monitor can completely refresh the image on-screen with something new.

If you don’t already know, the illusion of moving pictures on a screen is created by rapidly displaying a sequence of still images. Each image shows the subject in a different slice of time. Most movies you watch in the cinema are filmed at 24 frames per second. So you see 24 slices of time shown within each second. 

There’s also plenty of content recorded at 30 and 60 frames per second. Action camera footage, for example, is typically recorded at 60 frames per second.

The more unique frames that can be shown in one second, the smoother and sharper motion appears. Your brain merges the frames together and perceives it as a moving picture.

In a computer system, the GPU (graphics processing unit) prepares frames to be sent to the display. However, if the display isn’t ready for a new frame because it’s still working on drawing the previous one, it can cause a situation where parts of different frames are displayed at the same time. Vsync is meant to prevent this situation, by syncing the frames from the GPU to the refresh rate of the monitor.

Typical Refresh Rates

The most common display refresh rate out there is 60Hz. That is, 60 refreshes per second. Most computer monitors and televisions offer at least this much. 

You can also buy computer monitors in a variety of refresh rates, which include; 75Hz, 120 Hz, 144 Hz, 240 Hz and 300 Hz. There may be other oddball numbers as well, but these are typical, with higher refresh rates being rarer outside specialized gaming systems. 

Televisions are almost all 60 Hz units, with 120 Hz sets now entering the mainstream market along with the latest generation of gaming consoles that support that refresh rate.

Matching Frame Rates to Refresh Rate

The refresh rate of the screen doesn’t have to match the frame rate of the content exactly. For example, if you’re playing 30 frames per second video on a 60Hz display, then you just need to display two identical frames at 60Hz, totaling 30 unique frames. 

24fps footage poses a challenge, since 24 does not divide neatly into 60. There are different ways to solve this. Some screens use a form of video conversion known as a “pulldown” that compensates for the mismatch at the cost of running the content at a slightly different speed than intended. 

Many modern displays can also switch to different refresh rates. So a TV might switch to 48 Hz or even 24 Hz to get perfect synchronization with 24fps footage. 120Hz TVs don’t have to do this, since 24 divides evenly into 120.

When to Use Vsync

With video games, frames aren’t produced in such an ordered fashion as with film or video. Left without any limiters, the CPU, GPU, and game engine try to produce as many frames as possible. However, since the workload that the game engine puts on these components can vary, the frame rate may fluctuate.

As mentioned above, when the GPU is sending frames that are not in sync with the monitor’s refresh rate, you’ll get that tell-tale screen tearing look where different parts of the image don’t line up.

When you activate Vsync, your GPU only sends out a frame to be displayed when the monitor is ready to draw a new frame, also effectively limiting the rate at which frames are rendered. But this can actually cause yet another issue that results from how frames are “buffered”. Next, we’ll discuss two common types of frame buffering.

Double- Versus Triple- Buffered Vsync

A “buffer” is a region of memory that’s designated as a waiting area to be read when some other device or process is ready for it. When your GPU renders a frame, it’s written to a buffer. Then the screen reads the frame from that buffer to draw it. 

So-called “double buffering” is the norm today. There are two buffers, taking turns to act as the “front” and back” buffer. The display draws the frame from the front buffer, while the GPU writes to the back buffer. Then the two buffers switch roles and the process repeats.

Without Vsync, the two buffers can be swapped at any time. So it’s possible that the screen will draw part of each buffer in the frame, which results in tearing. When you switch Vsync on, that tearing does go away. However, if the GPU doesn’t manage to finish writing to the back buffer in 1/60th of a second, that frame is skipped. This results in an effective 30 frames per second. 

Unless your computer can consistently render 60 frames per second, you’re liable to experience either a locked 30fps or wildly swinging framerates snapping between 30 and 60.

Triple-buffering adds a second back buffer, which means that there’s always a frame ready to be swapped to the front buffer, making it possible to have odd numbers such as 45 or 59 frames per second on a 60 Hz screen. If you’re given the option, triple-buffering is always a good option.

Enhanced Vsync Types

Graphics card makers continue to grapple with screen tearing and other artifacts caused by screen tearing. Each major manufacturer has come up with advanced versions of Vsync that try to offer all the benefits without the drawbacks.

Nvidia has AdaptiveSync and FastSync, each with their own intelligent approach to Vsync. The former only switches on Vsync if a game’s frame rate is equal or higher than the refresh rate. Should it drop below that, Vsync is disabled, eliminating buffer latency. The latter solution is better as it enables triple buffering and provides the highest frame rate without tearing.

AMD has Enhanced Sync, which is like AdaptiveSync.

Vsync Versus Variable Refresh Rate

There’s a powerful alternative to Vsync known as variable refresh rate. Nvidia’s technology is known as G-Sync and AMD has developed FreeSync, but have made it free and open for anyone to use.

Both technologies let the monitor and GPU talk to each other in such a way that frames are synced with near flawless precision. In other words, all drawbacks of Vsync are addressed here. 

The main caveat is that the monitor itself has to support the technology. It’s rare to find monitors that support both standards, but Nvidia has recently relented and added FreeSync support for certain monitors. You can also attempt activating FreeSync on monitors not whitelisted by Nvidia, but the results may not be great in some cases.

So let’s summarize what you need to know about using Vsync:

• If your game cannot sustain a frame rate equal to or above your monitor’s refresh rate, enable triple buffering or lower the refresh rate.
• If your GPU offers a more advanced version of Vsync, it’s worth trying out.
• G-Sync and FreeSync are desirable alternatives to Vsync if you have access to them.
• If you want the minimum of input lag for competitive gaming, switch off Vsync and live with the screen tearing, if variable refresh is unavailable.

Those are the basics of what Vsync is. Now get out there and have some fun with a tear-free gaming experience.

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