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“最好”的游戏体验应该是啥样？ NVIDIA G-SYNC Ultimate解析

百家作者：微型计算机 2019-01-25 14:05:39

虽然说一千个人的心里有一千个“哈姆雷特”，但是要说到PC游戏的话，怎样才算是一款“好游戏”？我想答案也不外乎来自两个方面——其一，游戏本身的画质表现能够充分重现甚至超越真实的场景，给玩家营造出一种梦幻般的高清画质表现；其二，则是玩家在进行这款游戏的游玩时的实际体验——没有拖影、没有画面撕裂、在操控时能够做到所见即所得。只有画质表现与游戏体验能得到完美融合之后，我认为这样的游戏才算是一款真正的“好游戏”。

显然，对整个游戏产业来说，只有在游戏内容和游戏体验这两方面都达到高标准的要求，整个行业才能快马加鞭地健康前行。当然，从游戏内容的层面上来讲，除了游戏开发时所用的3D引擎以及编程设计本身对游戏画质带来的直接影响之外，要额外增加游戏画质的表现力与亲和度，目前大家都能看到的就是开启HDR高动态光照渲染来增强游戏画面的表现。而从玩家的体验角度上来讲，当然1080p或更高分辨率下无撕裂、无卡顿、无拖影、60fps甚至更高的帧率则是最基本的“完美”游戏体验要求。

在此之前，游戏本身和游戏体验两方面的要求一直都是游戏厂商、显卡厂商、显示器厂商等开发端殚精竭虑所思考的问题，并且也为之出台了诸多的标准与规范。游戏厂商提供内容，显卡厂商与显示器厂商提供硬件基础支持，最终想要把“最好”的游戏体验带给玩家和热衷于电子竞技的职业选手。可是，怎样才算是“最好”的游戏体验？之前对此其实并没有一个合适的框架去定义这个概念，玩家们对于优秀的游戏体验标准相对来说也是感知非常模糊。不过，现在随着NVIDIA在CES 2019上正式公布了G-SYNC Ultimate，“最好”的游戏体验或许就在某种意义上拥有了自己的专属定义——游戏画质表现与游戏体验，没有最好，只有更好。而老黄在CES 2019上公布的G-SYNC Ultimate标准，也很可能会使其成为整个游戏产业快速朝向更快、更炫、更酷、更流畅的方向发展的一种强力助推剂。

什么是G-SYNC Ultimate

谈到G-SYNC Ultimate之前，还是让我们先来简单回顾一下它的原始形态——G-SYNC。

▲2013年，NVIDIA正式推出了改善游戏体验的G-SYNC技术。

我们知道，迄今为止，市场上仍然有很大一部分液晶显示器的刷新率都是60Hz，也就是说显示器一秒钟刷新60幅画面。在正常情况下，如果显卡输出的画面和显示器显示的画面一一匹配的话，游戏画面能够维持稳定和正常，不会出现奇怪的情况。

▲G-SYNC的技术主要是解决撕裂、卡顿、不流畅的问题。

▲配合G-SYNC技术，游戏会变得更为平滑流畅，体验大幅度改善。

那么，什么是“奇怪“的情况呢？卡顿、撕裂、不流畅！为什么会出现这样的问题？答案很简单，那就是绝大多数显卡做不到稳定输出60Hz。在画面比较简单的游戏中，显卡和系统输出的帧数比较高，比如每秒帧率超过60帧，达到了90帧甚至120帧以上，这时显卡输出信息至显示器后，会被抛弃一部分，因为显示器只能显示60帧画面，这就造成了画面的缺失从而带来了显示图像的卡顿和不流畅，甚至上下帧差异带来的撕裂等问题也比较明显。

同样，在画面比较复杂的游戏中，显卡和系统无法输出足够的60帧画面，比如只有35帧，显示器在等待的过程中就会将部分画面重复显示，这同样也会造成了画面的卡顿、撕裂和不流畅。

为了解决这个问题，人们一开始采用的是垂直同步技术，就是V-SYNC，目前绝大部分游戏和显卡的控制面板中都可以开启这个可以技术。开启之后系统会强制显卡以60帧/每秒的速度输出游戏画面，不满足60帧则以30帧输出游戏画面。这样问题又来了，如果游戏实际帧数在55~65帧之间波动的话，显卡就会在30帧输出和60帧输出之间切换，游戏会变得非常卡顿，另外，高端玩家不满足60帧的帧率，在激烈的FPS或者MOBA类游戏中，60帧会影响到玩家的判断和输出。

在这种情况下，英伟达推出了G-SYNC，G-SYNC技术需要一个内嵌在显示器中的控制中心来完成，它通过检测显卡的输出帧数情况，智能调节显示器的刷新率并使其和显卡匹配。这样一来，显卡一秒钟输出90帧的时候，显示器就显示90帧，显卡输出52帧，显示器就显示52帧，游戏画面就做到了完全的匹配，之前的撕裂和卡顿都不复存在了，显卡和显示器永远保持同步。

在G-SYNC显示器推出后，很快得到了高端玩家的热捧。随着显示器技术的升级和显卡性能的提升，厂商又推出了240Hz的显示器，因此G-SYNC也顺水推舟，将最高支持的帧率提升到了240Hz。240Hz的G-SYNC显示器在最理想的情况下能带来完全平滑无卡顿的游戏画面，使得游戏体验再度提升。

▲G-SYNC的分级标准，最高等级即为G-SYNC Ultimate。

在2018年上半年，NVIDIA就提出了针对高品质游戏的G-SYNC改善革新计划，并在那时候将其命名为G-SYNC HDR。再经过半年时间的酝酿、沉淀与完善后，G-SYNC的进阶版本的正式名称再CES 2019上被正式提出，从G-SYNC HDR变迁为G-SYNC Ultimate。而按照NVIDIA的预想，新的G-SYNC Ultimate将具备以下几个基于LCD显示器的特质。

1.在刷新率方面仍然要求是具备可变自动匹配性，以此来消除游戏中可能存在的卡顿、画面撕裂等情况；

2.显示器必须要经过300+各种色彩表现的图片显示测试，以此保证显示器的色彩显示能充分满足游戏的需求；

3.必须要具备1000nits或更高亮度的HDR(High-Dynamic Range，高动态范围)画质呈现功能，NVIDIA将其称为Best HDR。

其实不难看出，NVIDIA提出的G-SYNC Ultimate，其实就已经在游戏内容(画质呈现)和游戏性(游戏体验)上为自己心目中的理想游戏状态制定了一个高标准的框架。而从G-SYNC Ultimate所展示出来的这三大特性来看，具体反映到G-SYNC Ultimate标准最为重要的核心配件——显示器身上，NVIDIA也是对支持G-SYNC Ultimate的显示器带来了近乎苛刻的要求。

▲支持G-SYNC Ultimate的显示器要求

首先，G-SYNC Ultimate显示器具备第三代G-SYNC处理器，它将带来高精度、低延迟的HDR画质表现，并具备Ultra Low Motion Blur，即超低动态模糊功能，能让画面变得非常清晰，游戏体验大幅度提升。同时，这颗第三代的G-SYNC处理器还将具备3D LUT色彩校正功能，能够为玩家带来更为饱和、精准的色彩呈现能力。显示器亮度必须是1000尼特(nits)以上。

其次，在显示器的面板要求上，G-SYNC Ultimate的要求是4K@144Hz或更高的IPS面板，当然要具备可变的刷新率空间，拥有4ms以下的相应时间以便解决拖影等问题，同时最重要的是还是必须具备DCI-P3等级或更高的色域。

当然，NVIDIA还会对G-SYNC Ultimate显示器进行一系列严格的认证测试，包括色彩校正、HDR表现、实际游戏画质表现、安全性等。只有经过NVIDIA的这一系列严格认证流程之后，它才是一款名副其实的带有“证书”的G-SYNC Ultimate显示器。

可以看出，NVIDIA借着G-SYNC Ultimate已经对未来的高品质游戏规划了清晰的方向，可以预见的是，G-SYNC Ultimate所规划的游戏标准将在很大程度上将整个游戏产业大大地往前推进一步，尤其是对于HDR和144Hz以上这两个核心的标准来说，几乎就代表着未来的游戏方向。

G-SYNC Ultimate

1000+nits亮度，HDR带来非凡游戏画质

▲SDR和HDR存在着巨大的差异。

▲支持HDR的游戏在不同的显示器上运行后的画面对比。

▲G-SYNC Ultimate所支持的HDR显示器和普通显示器存在物理结构上的差异。

▲享受G-SYNC Ultimate 所必须的条件：经G-SYNC Ultimate认证的HDR显示器，GeForce RTX或GTX显卡以及支持HDR的游戏大作。

G-SYNC Ultimate要求显示器的亮度要不低于1000尼特，显然这就是为更好的HDR游戏画面呈现打下基础。而所谓HDR，High-Dynamic Range高动态范围，是相对于Standard-Dynamic Range标准动态范围而言的。

我们知道，人眼能看到的色彩和光照对比是有一个范围的，同样，设备也有一个类似的范围。比如在SDR的影视节目制作中，在实际的景物光照对比度为10的15次方比1的情况下（也就是从最亮的太阳的亮度等级大约10的9次方，对比最黑的黑夜的亮度等级约10的-6次方），实际SDR视频节目输出的标准只有1000:1，也就是10的3次方比1。在HDR中，同样的场景，实际显示画面可以呈现至10的5次方比1，比SDR多了2个数量级。

类似的情况不仅仅出现在对比度中，还出现在色深中。比如传统的SDR设备，采用的是8bit色深，也就是RGB的每个通道都是8bit，显示色彩数量1677万种，但是HDR设备采用的是10bit色深，能够显示的色彩数量为10.7亿。此外，色域范围方面，SDR的设备支持的色域范围被称为sRGB，只覆盖了全色域空间CIE1931的大约27%，但是HDR的色域范围则达到了全色域空间的75.8%。

可以看出，HDR显示器其实就是SDR显示器的全面升级，在对比度、色深、色域范围方面都有了全面的领先，配合HDR的游戏内容，能够带来完全超越的视觉体验。而显示器的亮度越高，它在HDR模式下所能呈现出的游戏画质就越逼真，尤其是暗部的细节将能得到完整的呈现，而不是如SDR一样黑糊糊的一片。而对于游戏玩家来说，坦白讲，只要一旦享受了HDR游戏之后，就真的再也再也不想回到SDR的游戏环境中，它是真的会上瘾！而且非常明确地代表着未来游戏的方向。而从游戏数量上来看，支持HDR的游戏也正以几何数量级的形式爆发增长。可以说，G-SYNC Ultimate是真正抓住了游戏内容表现的核心，并对其提出了更高标准的要求，肯定会对未来的游戏市场带来深远的影响——不支持HDR，还做什么游戏呢？

G-SYNC Ultimate

144Hz+的新电竞体验

▲游戏fps和刷新率不匹配导致的画面撕裂让人难以忍受

随着显卡GPU技术的不断进步，很快显卡就远超出了一般电子竞技游戏的需求。举个例子，用现在的GTX 1070以上等级显卡运行《CS:GO》，那么在1080p分辨率和最高画质设置下，其游戏帧率可能达到180fps甚至更高。换句话说，当显卡渲染输出的游戏画面帧率低于显示器刷新率时，显卡是瓶颈，而当显卡渲染输出的游戏画面帧率远高于显示器的刷新率时，这时的瓶颈反而变成了显示器。面对强势的显卡，显示器又该怎么办呢？

在显卡的游戏画面渲染输出能力低于显示器的刷新率时，玩家们倒还不能发现太大的问题。不过当显卡的游戏画面渲染输出能力高于显示器的刷新率时，玩家们发现——问题真的来了。以60Hz刷新率的显示器为例，当搭配GTX 1070这种中高端的显卡运行诸如《守望先锋》、《CS:GO》、《英雄联盟》等游戏时，游戏的实际帧率往往会超过100fps。这也就是说，显卡在每一秒钟的时间内，将会渲染输出100帧以上的画面。

而对于显示器来说，60Hz的刷新率也就意味着其“输出”能力已经远低于了显卡的“供应”能力，最后的结果就是当显示屏上一帧画面还没输出完成时，另一帧画面又跟着来了，然后就会看到某些帧输出的画面是不同帧的组合，就好象图像从中腰斩了一半然后拼接了另一幅图像一样——这就是玩家们经常听到的图像撕裂现象。

肯定有玩家会提出，这个问题不是很好解决么？将“垂直同步”打开限制帧率与显示器刷新率同步不就好了？的确，强制限制显卡的性能，使其与显示器刷新率同步的垂直同步技术算是一个解决画面撕裂的办法，但这样一来，显卡的性能被大幅浪费了不说，而且一旦某些游戏场景的渲染能力低于了60fps，垂直同步会将帧率直接下拉到30fps，从而可能会在画面上表现为卡顿。没有了画面撕裂，却有可能带来卡顿，垂直同步并非解决画面撕裂的最佳措施。

NVIDIA G-SYNC的初衷正是为了解决这一问题，并且在解决画面撕裂这一问题上有着立竿见影的效果。而G-SYNC Ultimate更是将显示器面板的刷新率定在了144Hz或更高的水准，显然是为了打造一个更优秀的电子竞技氛围。

▲游戏中的垂直同步设置虽然能够在一定程度上解决画面撕裂问题，但却受限于显示屏刷新率最大值，而且时不时产生卡顿现象。

诚然，对一般的游戏玩家来说，如MMORPG、RPG、AVG等游戏爱好者，或许60fps和144fps在视觉呈现上并没有太大的差别——因为相对而言，在这些游戏中，不太需要60fps以上的分辨率。但是对于那些需要在0.1秒甚至是零点零几秒的时间内锁定敌人的游戏，如FPS、某些MOBA、RTS等游戏，此时追求更高的帧率就非常有必要了。为何？

举个大家都熟悉的例子，《守望先锋》中的源氏，在快速奔跑的过程中施展超快速的二段跳这一场景，假设这一过程仅为1秒时间。如果游戏帧率限定为60fps，那么这一段1秒的场景将被分解为60个连贯的动作，在高度运动的状态下，假如源氏的疾跑加上二段跳的这1秒的过程本身就已经超过了60fps的帧率，而是达到了80fps或更高，那么在垂直同步的作用下，有20帧的画面将被直接砍掉。很大的可能你会感觉到源氏这一动作简直就像在释放传送技能——前一秒还在眼前，后一秒已经在屋顶上了，其中的轨迹很难分辨，更别说想要锁定了。

但是，一旦游戏帧率被G-SYNC Ultimate同步为144fps之后，这一场景将以完全不同的形态呈现在玩家的面前。同样是源氏的疾跑加二段跳，1秒的时间内，这一场景将被分解为144帧画面，显然其轨迹捕捉达到了60fps游戏时的2倍还要多，对源氏的整个运动轨迹也有了更清晰的观察与判断。至少不会再出现“瞬移”的视觉感受，而是很清晰地看到源氏是如何跑动并施展二段跳上楼的，如果要锁定或瞄准也方便了许多。

所以对于经常玩FPS游戏或经常有大动态场景游戏的玩家来说，120Hz刷新率的显示屏就有积极的意义了——它在表象上会直观地让你感觉画面更加清晰了，敌人的运动轨迹，尤其是在跑、跳等动态场景下的运动轨迹更加清晰可寻，也更加便于自己锁定瞄准。这也正是近年来FPS电子竞技游戏的职业与非职业玩家都大力追捧144Hz以上刷新率的显示器的最主要原因。

▲对FPS类电子竞技游戏来说，越高的帧率也就意味着越得心应手的游戏环境。

▲以《CS:GO》和《守望先锋》为典型代表的FPS类电子竞技游戏对高帧率的需求最为迫切

而现在，G-SYNC Ultimate已经将144Hz或更高刷新率的标准纳入了规范，可以预见的是，它已经为未来的电子竞技游戏环境划定了发展道路——更高刷新率、无闪烁、无LAG，这对于职业玩家和电竞职业选手来说，无疑是非常利好的福音。

▲目前已有来自ASUS、Acer以及HP的数款G-SYNC Ultimate上市

G-SYNC Ultimate

未来的游戏就该这样

OK，最后来划重点总结。G-SYNC Ultimate毫无疑问保持了之前G-SYNC技术在游戏中平滑、流畅无撕裂的情况，还加入了对ULMB、4K@144Hz+刷新率以及1000尼特以上亮度HDR画质的支持，使得玩家能够体验到更为清晰的画面和更为明晰、真实的游戏色彩，大大改善了游戏的视觉体验。

▲G-SYNC Ultimate已经为未来的游戏方向奠定了基础，更好、更优秀的游戏体验指日可待。

可以挺直了胸膛地讲，G-SYNC Ultimate就代表着未来的高品质游戏方向，无论是对游戏内容生产者——游戏厂商，还是对游戏体验者——玩家来说，G-SYNC Ultimate标准的提出的都是具有积极意义的。它就像是火箭的助推剂，必然会推动着整个游戏市场和产业快速向前疾跑，为整个行业带来新的游戏品质标准规范，也许，未来的游戏就应该是G-SYNC Ultimate所描述的这个样子！