Tần số quét màn hình, khung hình và fps hay độ mượt khi chơi game là gì?

Tần số quét, về khung hình, về fps hay độ mượt khi chơi game là gì?.FPS 15, 30, 60 120 khác nhau thế nào ? Ý nghĩa các thông số ra sao? Bạn đã hiểu về màn hình của mình chưa? Về tần số quét, về khung hình, về fps hay về độ mượt khi chơi game (WT.. – độ mượt khi chơi game là do card đồ họa. Mém trúng, nhưng chưa đủ).

Tất cả đến từ 1 câu chuyện sau:

Một người bạn của mình nâng cấp máy, cấu hình trước anh ta dùng là card Radeon RX 480 8GB + i7-4770K + 16GB RAM + màn hình 27inch 144Hz FreeSync (không PR một hãng cụ thể nhé), sau đó bạn ấy nâng cấp lên Ryzen 7 1700X + 16GB RAM + Geforce GTX 1080. (Bạn ấy muốn dùng AMD FreeSync nhưng đi kiếm RX Vega 56 thì giá trên trời nên mua Geforce GTX 1080). Chuyện xảy ra là rõ ràng cấu hình bạn ấy cao hơn đáng kể nhưng chơi game không khác bộ cũ và bạn ấy nói mình là có vẻ Ryzen 7 1700X không tốt cho game (Tức là 1700X ~ 4770K).  Nhưng khi dùng các phần mềm theo dõi FPS tức khung hình trên giây thì đều cho kết quả tốt hơn nhiều .

Mình cho mượn 1 card đồ họa RX Vega 64 để test vì GTX 1080 ~ RX Vega64 với công nghệ AMD FreeSync được bật (xin đừng nghĩ là PR – hãy đọc hết bài rồi comment – Please?) thì bạn ấy cảm nhận là chơi game tốt hơn nhiều, game mượt và mọi thứ tốt hơn bộ cũ nhiều, dù FPS tương đương.

Nguyên nhân do đâu?

Đầu tiên, hãy tìm hiểu thuật ngữ về màn hình và đồ họa.

– Tần số quét – Refresh Rate: Đây là tần số mỗi giây hình ảnh được làm mới 1 lần.
– Thời gian xuất khung hình – Frame Time: Đây là thời gian mà card đồ họa cần để render hoàn chỉnh 1 khung hình
– Khung hình – Frame: 1 Hình ảnh hiển thị lên màn hình.
– AMD FreeSync: Đây là công nghệ giúp đồng bộ hóa thời gian làm tươi màn hình với thời gian card đồ họa xuất hình trong khoảng giới hạn của bộ điều khiển.

Câu hỏi: Mắt người chỉ phân biệt được 60 hay 24 hình ảnh mỗi giây? Sai, mắt người nhận được thông tin hình ảnh liên tục và tốc độ rất cao. Thời gian lưu ảnh trên mắt mỗi người khác nhau nhưng ở độ sáng trung bình thì thời gian trung bình là 16.67ms – tức 60fps.

Câu hỏi: Chuyển động mượt là bao nhiêu khung hình? Câu này không thể trả lời nhưng vì mắt người có thể hoạt động với vận tốc cao nên càng nhiều khung hình càng mượt. Trên 60 khung hình là có thể được gọi là chuyển động vật thể là mượt.

Câu hỏi: Vì sao nếu 60 khung hình được coi là mượt thì người ta vẫn sản xuất màn hình 120Hz, 144Hz, 240Hz và tương lai là 480Hz làm gì? Mắt người hoạt động được ở vận tốc cao, nhiều người có thể nhanh chóng phân biệt được sự chuyển động ở tần số 240Hz nên việc sản xuất màn hình 240Hz cho game thủ để họ có thể có trải nghiệm tối đa. Nhưng vấn đề xuất phát từ đây!

Có 1 đoạn video so sánh fps này:

Youtube chỉ cho phát ở 60FPS nên 120 và 60 ở trường hợp này giống nhau. Bạn vẫn có thể thấy rõ khác biệt 15FPS/30FPS/60FPS.

Những gì mình viết dưới đây có thể cho các bạn 1 cách nhìn hoàn toàn khác về card đồ họa, về màn hình và về những gì bạn đã hiểu. Trước khi đọc, bạn hãy quên những gì mình hiểu, mình ngầm hiểu, mình nghe hay mình được nói rằng. Điều này sẽ giúp ích cho bạn!

Đây là những gì xảy ra với màn hình của bạn khi chơi game với màn hình 60Hz (Phổ biến).

Ở đây có 3 trường hợp:

– Nếu game cho khung hình mỗi giây trên 60 FPS thì chắc chắn bạn đã chạy game ở 60FPS cho dù card đồ họa xuất được 1000 FPS. Điều này chắc bạn đã hiểu.
– Nhưng nếu game cho khung hình dưới 60 FPS hay ở 1 phân đoạn game này dưới 60 FPS nhưng vẫn trên 30 FPS? Bạn đang trải nghiệm game ở 30 FPS!. Vì thời gian card đồ họa xuất 1 khung hình đã vượt qua thời gian làm tươi của màn hình. 2 lần làm tươi màn hình mới hiển thị được 1 khung hình.
– Và nếu tệ hơn nữa? Card đồ họa chỉ xuất trên 20 FPS và dưới 30 FPS? Bạn đang trải nghiệm game ở mức 20 FPS! Tức 3 lần làm tươi màn hình sẽ xuất được 1 khung hình.

Chắc hiếm khi bạn chơi game dưới 20 FPS. Nên chung quy, màn hình 60Hz khi chơi game bạn chỉ chơi ở 20FPS, 30 FPS và 60 FPS.

Vậy còn màn hình 120Hz (ít phổ biến)

Ở đây mình cũng cho ra 3 trường hợp:

– Nếu card đồ họa xuất từ 120FPS trở lên, bạn chạy max màn hình 120Hz. Tức bạn đang chơi game ở 120FPS.
– Nếu card đồ họa xuất từ 60 FPS trở lên và dưới 120 FPS, bạn chỉ đang chơi game ở mức 60FPS tức tương đương màn hình 60Hz!
– Nếu card đò họa xuất từ 40 FPS trở lên và dưới 60 FPS, bạn chỉ đang chơi game ở mức 40FPS!

Chắc hiếm bạn trải nghiệm màn 120Hz mà mua card đồ họa chỉ chơi game ở dưới 40FPS nên mình chung quy lại màn 120Hz khi chơi game chỉ có 3 chế độ khung hình là 120FPS, 60FPS và 40FPS tùy mức card đồ họa xử lý!.

Còn màn hình 144Hz?  (Cái này đang hot dần nè)

Ở đây mình chỉ ra 4 trường hợp:

– Nếu card đồ họa xuất từ 144FPS trở lên, bạn chạy max màn hình 144Hz. Tức bạn đang chơi game ở 144FPS.
– Nếu card đồ họa xuất từ 72 FPS trở lên và dưới 144 FPS, bạn chỉ đang chơi game ở mức 72FPS!
– Nếu card đồ họa xuất từ 48 FPS trở lên và dưới 72 FPS, bạn chỉ đang chơi game ở mức 48FPS!
– Nếu card đồ họa xuất từ 36 FPS trở lên và dưới 48 FPS, bạn chỉ đang chơi game ở mức 36FPS!

Tương tự, mình dừng ở mức 36FPS vì chắc khó có ai mua màn 144Hz chơi game dưới 36FPS!. Và ở màn 144Hz chỉ có 4 chế độ khung hình khi game là 144FPS, 72FPS, 48FPS, và 36FPS tùy mức card đồ họa xử lý tương ứng.

Vấn đề là tuy bạn có màn hình tốc độ cao nhưng lại chỉ dùng ở mức thấp.

Theo computerbase.de thì với card GTX1080 và i7-8700K bạn chỉ có FPS trung bình là 98.5 FPS ở max settings. Kết hợp màn hình 144Hz bạn đang trải nghiệm game ở mức 72FPS. Tốt hơn màn hình 60Hz một chút

Những gì ở trên cho các bạn một bức tranh hoàn toàn khác về việc trải nghiệm game của bạn! Bạn có thể so đo từng FPS và mỗi cấu hình để so FPS trong game nhưng thực tế, bạn sẽ không trải nghiệm được như những gì bạn nghĩ nếu không có công nghệ AMD FreeSync hoặc nVidia GSync!

Hiện tại mình thấy khá nhiều bạn mua màn hình AMD FreeSync tích hợp dùng với card đồ họa nVidia vì giá màn hình GSync khá cao. Là một điều đáng để bạn suy nghĩ, vẫn biết là card đồ họa Radeon khá khan hiếm ở thời điểm hiện tại. Nếu một card đồ họa Radeon RX 580 8GB trong game cho fps trung bình 70-80 fps so sánh với GTX 1080 cho khung hình lên tới 100-110 fps trên màn hình 144Hz freesync thì gần như trải nghiệm là tương đương nhau!

“Đôi khi vấn đề nằm ở cái bàn và cái ghế” – vozer
“Đôi khi vấn đề nằm ở con mắt và màn hình” – hiepgia

TL;DR & cant undenstand:
– Phía trên là phân tích frame khi vấn đề xảy ra. Ví dụ bạn có màn hình 60Hz và game output là 50FPS thì 1/3 frame phải mất 2 lần Refresh màn hình để có 1 khung hình mới. Với màn hình 144Hz và game output 100-110 FPS thì ~1/2 khung hình phải mất 2 lần refresh màn hình để có 1 khung hình mới. Việc chậm frame hình này xảy ra thường xuyên và khiến không mượt.

– Vấn đề xảy ra với nhiều bạn mua màn hình có tần số quét cao 120Hz hay 144Hz và không có công nghệ FreeSync hay GSync và đa phần là khó có thể chơi ở mức gần 144FPS.

Giải thích thêm nếu trên 60FPS với màn hình 60Hz và 144FPS với màn 144Hz thì nhiều bạn vẫn ổn nhưng có thể xé hình tuy giảm input lag. Nhiều engine và driver hỗ trợ là chỉ hiển thị khung hình cuối cùng render thành công nhưng khiến trải nghiệm game cũng giật cục là do như sau. Frame 1 hiển thị, frame 2 hiển thị, frame 3 không hiển thị, frame 4 hiển thị. Tức ta mất đi 1 frame. Ở chuyển động nhanh thì mắt chúng ta sẽ thấy chuyển động bị mất 1 phần ở frame 3 và không mượt. Việc này ở màn 144hz khó thấy hơn do nhiều khung hình kế tiếp nhau tốc độ cao. Còn màn 60Hz dễ nhận ra hơn nhiều, tốc độ khung hình thấp hơn.

– Công nghệ AMD FreeSync và nVidia GSync giải quyết được vấn đề này nhờ khung hình được đồng bộ tần số quét màn hình khi FPS nằm trong khoảng hỗ trợ đồng bộ tần số quét.

– AMD FreeSync và nVidia GSync khác nhau ở điểm ngoài tần số quét ở cận trên. Tức nếu hỗ trợ tối đa 144Hz mà frame ở 170Fps thỉ Gsync sẽ khóa output (frame limit) lại ở 144Hz và AMD sẽ tắt công nghệ FreeSync để frame ở 170FPS. Lợi và hại ở việc này: GSync có thể tăng input lag khi fps limit, AMD FreeSync thả ở cận trên giúp giảm input lag nhưng việc xé hình có thể xảy ra, nếu được frame buffer thì sẽ không xảy ra nhưng việc giật có thể xảy ra nếu màn hình hỗ trợ FreeSync ở khoảng giới hạn thấp như 60Hz hay 75Hz. Ở trường hợp này thì chúng ta nên bật thêm VSync trong game thì sẽ giải quyết vấn đề và Input Lag sẽ tăng 1 chút.

Chơi game ở tần số quét cao hơn có thể tác động đáng kể đến trải nghiệm chơi game của các game thủ hoặc người dùng. Điều này đặc biệt phù hợp với các game cạnh tranh, có nhịp độ nhanh khi từng khung hình đều rất quan trọng. Tuy nhiên, nếu mọi người chỉ mua màn hình 144Hz hoặc 240Hz thì sẽ không thể thấy được lợi ích mà tần số quét cao mang lại.

Hệ thống sử dụng để chơi các tựa game phổ biến phải có khả năng tăng tốc độ khung hình cần thiết để tận dụng tần số quét cao hơn.

Hiểu về tần số quét

Như hình minh họa ở trên, tần số quét cao hơn đề cập đến tần suất cập nhật hình ảnh trên màn hình của một màn hình. Thời gian giữa các lần cập nhật này được đo bằng mili giây (ms) trong khi tần số quét của màn hình được đo bằng hertz (Hz).

Tần số quét của màn hình đề cập đến số lần màn hình có thể vẽ một hình ảnh mới trong một giây. Nó được đo bằng Hertz (Hz). Ví dụ: nếu màn hình của các bạn có tần số quét là 144Hz thì nó đang làm mới hình ảnh 144 lần mỗi giây. Khi kết hợp với tốc độ khung hình cao do GPU và CPU hoạt động cùng nhau tạo ra, chúng có thể khiến cho trải nghiệm trở nên mượt mà hơn và FPS tăng cao hơn.

Để tận dụng tần số quét cao hơn, ba thành phần quan trọng nhất mà chúng ta cần xem xét là:

• Màn hình có tần số quét cao
• Một CPU đủ nhanh để cung cấp các hướng dẫn game quan trọng bao gồm AI, cơ chế vật lý, logic game và dữ liệu kết xuất.
• GPU đủ nhanh để thực thi các hướng dẫn này một cách nhanh chóng và tạo ra hình ảnh mà chúng ta quan sát thấy trên màn hình.

Màn hình chỉ có thể hiển thị hình ảnh ở tốc độ mà hệ thống tạo ra vậy nên CPU và GPU của hệ thống cần phải có khả năng hoàn thành quá trình này một cách nhanh chóng. Nếu CPU và GPU không thể cung cấp cho màn hình số lượng khung hình đủ cao thì màn hình lúc này sẽ không thể tạo ra hình ảnh có tần số quét cao bất kể thông số kỹ thuật của nó tốt đến mức nào.

Nếu màn hình của hệ thống sử dụng có tần số quét là 144Hz nhưng GPU chỉ cung cấp 30 khung hình/giây thì sẽ không thể tận dụng tần số quét cao hơn đó.

Cấu hình phần cứng

Cấp độ phần cứng cần thiết để gia tăng tần số quét sẽ thay đổi tùy thuộc vào tần số quét mà game thủ hy vọng đạt được cũng như các game mà họ đang chơi. Nhìn chung, tần số quét của màn hình càng cao thì CPU và GPU sẽ cần cung cấp càng nhiều FPS và game thủ càng nhận được nhiều lợi ích từ các tùy chọn hiệu năng cao hơn.

Với suy nghĩ đó nên các game sẽ có sự khác biệt về lượng tải của chúng trên CPU và GPU. Những game cũ hơn hoặc những game không chú trọng đến công nghệ đồ họa mới nhất sẽ tiêu tốn ít tài nguyên hơn đáng kể so với một tựa game tiên tiến. Điều đó có nghĩa là phần cứng ít mạnh mẽ hơn vẫn có thể đạt được tần số quét cao hơn tùy thuộc vào game muốn chơi.

Cài đặt đồ họa được sử dụng cũng sẽ ảnh hưởng đến việc trải nghiệm cần sử dụng bao nhiêu phần cứng. Giảm độ phân giải xuống 1080p có thể khiến cho tần số quét tăng lên ở mức hiệu năng thấp hơn cũng như tắt hoặc giảm cài đặt đồ họa. Độ phân giải càng cao thì trải nghiệm chơi game sẽ càng ít bị ảnh hưởng bởi phần cứng và game thủ càng dễ dàng đẩy tốc độ khung hình lên đủ cao để có thể tận hưởng các lợi ích mà màn hình có tần số quét cao mang lại.

Điều này có thể hiểu là điều chỉnh cài đặt và độ phân giải cho game của game thủ để tìm ra sự cân bằng phù hợp.

Xác định khả năng của hệ thống của bạn

Trước khi nâng cấp lên một màn hình có tần số quét cao, cần đảm bảo rằng hệ thống của mình đang hoạt động tốt.

Cách tốt nhất  và dễ dàng nhất — để xác định tần số quét mà hệ thống có thể hỗ trợ là chơi game và xem chúng hoạt động ra sao. Sử dụng tiện ích theo dõi tốc độ khung hình như Fraps để hiển thị FPS hiện tại của bạn (khung hình trên giây) trong khi chơi. Hầu hết các tiện ích theo dõi tốc độ khung hình sẽ có khả năng đo điểm chuẩn FPS trung bình từ đó cho biết hệ thống của bạn hoạt động như thế nào trong suốt phiên chơi game.

Lý tưởng nhất nên để tốc độ khung hình của game khớp với tần số quét của màn hình theo tỷ lệ 1:1 để có được trải nghiệm tốt nhất. Ví dụ: hệ thống của game thủ phải có khả năng xuất ra 144 FPS để tận dụng toàn bộ lợi ích của màn hình 144Hz.

Điều đó có nghĩa là chúng ta vẫn có thể tận hưởng tần số quét cao hơn ngay cả khi nó không đạt đến giới hạn khả năng của màn hình. Chơi ở 110Hz tốt hơn là chơi ở 60Hz và luôn có thể nâng cấp CPU và GPU của mình sau đó để đạt được con số 144 FPS.

Nếu hệ thống PC gặp khó khăn khi chạy các game cao hơn 60 FPS thì việc sở hữu màn hình tần số quét cao sẽ không mang lại nhiều lợi ích lúc này, tuy nhiên chúng ta có thể cân nhắc đầu tư màn hình nếu hệ thống PC đang sử dụng có khả năng tạo ra hơn 60 FPS.

Trong trường hợp chưa sở hữu game muốn chơi, các game thủ có thể kiểm tra các tựa game tương tự và ngoại suy. Các game được phát hành cùng năm, thuộc cùng thể loại hoặc được thiết kế trong cùng một công cụ thường có các yêu cầu về hiệu năng tương đối giống nhau. Ngoài ra cũng có thể nghiên cứu trải nghiệm của người chơi khác và so sánh cấu hình phần cứng trên hệ thống PC của mình với cấu hình của họ để biết được điều gì sẽ xảy ra.

Đồng bộ thích ứng

Nếu hệ thống PC đang gặp khó khăn để đạt được FPS mong muốn thì một màn hình sở hữu công nghệ đồng bộ thích ứng có thể sẽ giúp ích được cho các game thủ. Có rất màn hình hiện đại tích hợp công nghệ này. Đồng bộ thích ứng cho phép màn hình giao tiếp trực tiếp với GPU để tần số quét của màn hình được đồng bộ với mỗi khung hình được tạo ra ngay cả khi FPS không tương thích.

Đồng bộ dọc (VSync) là một tính năng tương tự thường được kích hoạt trong game. Công nghệ đồng bộ thích ứng và VSync có thể giúp giảm hoặc loại bỏ hiện tượng xé hình khi xử lý tốc độ khung hình dao động.

Chọn màn hình phù hợp

Màn hình có tần số quét cao cung cấp nhiều tần số quét khác nhau với 144Hz là một cải tiến đáng kể so với màn hình 60Hz tiêu chuẩn và 240Hz là một lựa chọn cao cấp phổ biến.

Chúng ta không nhất thiết phải mua màn hình có tần số quét cao nhất mà hệ thống đang sử dụng có thể hỗ trợ. Thay vào đó, hãy tìm kiếm một màn hình cung cấp sự kết hợp các tính năng phù hợp với nhu cầu. Hãy ưu tiên tìm kiếm màn hình có tần số quét, độ phân giải, kích thước màn hình và tỷ lệ khung hình phù hợp với khả năng hoạt động của máy tính.