遊戲顯示器光有高刷屏是遠遠不夠的,還需要匹配對應的顯示規範。就在今天,PC顯示器的主要聯盟,視頻電子标準協會(Video Electronics Standards Association, VESA)正式推出了一套可變刷新率顯示器的新标準,分别命名為AdaptiveSync和MediaSync,目的是為支持DisplayPort接口的顯示器提供高性能的設計規範參考。
VESA的AdaptiveSync和MediaSync兩個顯示将在未來一段時間内,将直接影響到我們新購買顯示器的體驗,因此我們有必要花一些時間了解VESA新規範所帶來的變化,方便我們未來在遇到一款全新推出的顯示器時候,知道如何選擇。
一分為二,終結混亂
VESA推出第一個大幅提升遊戲體驗的VESA Adaptive-Sync規範至今已經有8年時間,這項規範與DisplayPort(eDP)設計融合在一起的完全可變刷新率技術在如今的遊戲顯示器中已經相當普及。由于不需要額外的芯片支持,AMD成為了這項技術的早期推動者,他們在FreeSync設計中融入了VESA Adaptive-Sync規範,并在此基礎上增加了獨有的推廣和認證體系。
正因為如此,AMD FreeSync标準在推廣上與VESA Adaptive-Sync特别容易混淆,直至2019年NVIDIA開放了G-Sync标準的認證範圍,通過G-Sync Compatible兼容認證規範增加了對Adaptive-Sync支持,讓Adaptive-Sync規範得到很大的推廣。
我們在實際選購帶有自适應同步刷新率功能的顯示器時候,往往會被許多複雜的規範所困擾,時至今日,部分顯示器即使具備可變刷新率功能,但在解決畫面抖動等諸多問題上并沒有達到實際的規範标準,導緻遊戲體驗并不理想。
VESA AdaptiveSync和MediaSync兩個标準相當于對前段時間标準設計的重新歸納,能夠簡單的向消費者傳達如何選擇正确的顯示器。比如VESA AdaptiveSync具備更高規格的标準,具備嚴苛的匹配要求,适用于高端遊戲顯示器。相對而言,VESA MediaSync則簡單很多,主要提供一些可變刷新率标準,不強調顯示器具備遊戲特征。
需要注意的是,VESA MediaSync包含在VESA MediaSync之下,是AdaptiveSync的真子集,換而言之市面上不會有任何一台顯示器同時擁有AdaptiveSync和MediaSync兩個Logo,因為具備了VESA AdaptiveSync規範的顯示器,也意味着完全支持MediaSync,但反之不行。
AdaptiveSync:遊戲顯示新規格
讓我們先從高端的AdaptiveSync說起,為了符合遊戲的特性,在AdaptiveSync标準中不僅定義了可變刷新率的基本特性,還定義了如何避免閃爍、丢幀、抖動,以及對灰階像素響應時間(Gray to Gray,G2G),重影(Ghosting),過沖(Overshoot),下沖(Undershoot)标準。
但在所有參數中并不包含HDR規範,因為VESA将色彩規範獨立成了另外的DisplayHDR标準。并且在實際操作的過程中,DisplayHDR為了獲得更廣泛的廠商支持,降低了原本的要求,從而誕生了DisplayHDR 400這樣可以輕松達到的規格。
對比之下VESA AdaptiveSync真的就十分嚴格了,它沒有在規範定制上做出任何妥協,隻有頂配的遊戲顯示器才有資格獲得,不會被一些基礎款的顯示器鑽空子。
AdaptiveSync本身沒有指定任何新技術标準,而是将現有的顯示器認證制度提升了到了一個新規格,隻有通過DisplayPort、eDP标準連接的顯示器,才有資格進行下一步的AdaptiveSync認證。同時AdaptiveSync标準僅存在于DisplayPort輸入規範中,不會适用于HDMI輸入。
接下來不妨讓我們選擇幾個值得注意的參數進行描述。
刷新率:上限144Hz起步,支持360Hz
VESA AdaptiveSync要求顯示器至少支持60Hz到144Hz的可變刷新率範圍,支持低幀率補償技術(Low framerate compensation,LFC),在此基礎上,顯示器最低可擴展至48Hz最低刷新率,和最高刷新率360Hz。
重點是這項功能必須即開即用,不能通過任何超頻形式實現。比如市售部分顯示器雖然宣稱支持高刷新率,但實際上需要購買後在菜單中開啟超頻狀态,通過降低顯示質量達到刷新率提升。這樣的做法在VESA AdaptiveSync中是不被允許的,VESA規定顯示器所有測試都必須在顯示器原始分辨率和默認設置下進行,即開箱即用。
同樣,丢幀測試、可變幀率測試等其他一緻性測試都必須在顯示器默認的出廠設置下進行。
閃爍測試:随機變換不講道理
VESA一緻性測試第二個關注點是顯示器的閃爍(Flicker)情況,這套測試基本涵蓋了可便刷新顯示器可能發生的顯示異常和背光異常。VESA會在測試中使用專用的傳感器尋找顯示器可能存在的閃爍證據。
在規定下,無論顯示器刷新率在什麼狀态,閃爍都要求不超過-50dB,這套方式源自于日本電子信息技術協會(JEITA)的感知閃爍計算方法,也是業内公認的嚴苛算法之一。在測試過程中,通常會以常用幀速率23.976FPS、71.928Hz,以及面闆的最小刷新率尋找閃爍情況,同時還會運行多個全變量閃爍測試場景,在不同的刷新率中尋找閃爍情況。
在可變刷新模式一緻性測試中,主要于四種刷新模式,以确保顯示器能夠正确處理好緩慢和快速變化的刷新率顯示,四種方式包括正弦波模式、鋸齒形模式、方波模式,以及完全随機模式。
根據VESA的說法,方波測試最為殘酷,因為它要求顯示器必須在最小和最大刷新率之間快速切換。同樣,随機測試也會讓顯示器一次性切換不同的幀率,而不是平滑的提升或下降幀率。
響應時間測試:5ms為門檻
響應測試往往是遊戲玩家最關注的參數之一。這次VESA沒有選擇制造商天花亂墜的響應數值參考,而是嚴格規範了灰階像素響應時間(Gray to Gray,G2G)。G2G在LCD中需要的轉換時間最長,控制它相當于控制了整體像素響應實現和重影。
VESA要求G2G的測試溫度在22.5℃到24.5℃之間,并且面闆溫度為平衡工作溫度,而非被刻意加熱提升顯示響應效果。與此同時,G2G測試被修改為針對5個不同灰度級進行20次過度測試的平均結果,5個灰度級包括黑色、深灰色、中灰色、淺灰色和白色。取平均值雖然會讓我們忽略顯示器的最差結果,同時也會削平顯示器的最好結果,因此是可以接受的。
在G2G響應數值上,AdaptiveSync沒有規定太過嚴格,隻需要G2G平均響應時間為5ms即可,在144Hz顯示器上,這樣的轉換其實已經非常快了。當然,當下高端遊戲顯示器可以做到1ms,因此G2G響應數值可能是廠商們最容易達到的測試基準之一。
同時,AdaptiveSync G2G還要求顯示器不會過度驅動或者驅動不足,以避免重影情況。其中過沖要低于20%,最高下沖低于15%,這些都是通過超頻過載無法達到的結果。
顯示器可變超頻成為過去時
當下顯示器制造商的諸多做法之一就是通過動态超頻讓顯示器在某些情況下達到更高幀率,同時在不需要高刷新率的時候通過降頻達到節能的效果。
針對這個問題AdaptiveSync也進行了诠釋,VESA認為在自适應同步模式下,顯示器應始終以最大幀率運行以為下一幀做好準備,這意味着一旦獲得AdaptiveSync認證,那麼顯示器可能會長時間處在高刷新率的狀态,當然也不排除通過一些手段可以同時實現可變超頻的效果。
有意思的是,可變超頻是NVIDIA G-Sync近年來營銷的主要賣點之一就是可變超頻技術,并且成為G-Sync Compatible兼容與G-Sync的區别,如果VESA堅持這套标準,那麼自帶芯片的G-Sync産品的競争力優勢将會有所下降。
AMD和NVIDIA怎麼辦?
前面我們已經了解到AMD FreeSync和NVIDIA G-Sync的基礎技術都支持早期的Adaptive-Sync标準,因此AMD FreeSync和NVIDIA G-Sync與VESA AdaptiveSync的關系自然也需要擺上桌面。
在一定程度上,VESA希望通過自己一貫主張的程序來保持規範的透明度,并且不想影響AMD FreeSync和NVIDIA G-Sync的市場地位。因此顯示器完全可以同時達到AMD FreeSync、NVIDIA G-Sync和VESA AdaptiveSync三個标準,當然廠商一般會選擇VESA AdaptiveSync,以及在AMD、NVIDIA中二選一。
如果用VESA AdaptiveSync與現在的AMD FreeSync和NVIDIA G-Sync進行比較,其實會發現AdaptiveSync與現在的高标準相當,但響應時間、閃爍方面的要求比AMD和NVIDIA更苛刻,并且每一層級都明确要求了足夠寬的LFC刷新範圍,并進行完全的閃爍測試。
同時我們也不要忽略英特爾的獨立顯卡正在加入這場标準鬥争,英特爾在2019年的十代酷睿Ice Lake中開始增加對可變刷新率支持,隻是目前聲量很小。但不要忘了,英特爾同樣是DisplayPort連接标準的發起廠商之一,他們與VESA的關系可是相當要好的。
這時候讓我們将顯示器适配範圍擴大一些,也就是更廣的VESA MediaSync标準。
MediaSync:媒體播放新體驗
相比起高端的VESA AdaptiveSync,VESA MediaSync更容易被更多數設備接受,VESA MediaSync不會針對遊戲提出苛刻要求,但會在測試方法上與AdaptiveSync保持一緻,但也僅僅是在測試上保持一緻。
簡單的說,MediaSync會專注于48-60Hz的可變刷新率範圍,這是媒體播放的黃金刷新率,足夠應付電影、電視以及普通PC顯示器的需求。與AdaptiveSync一樣,MediaSync需要滿足低于20%過沖,和低于15%下沖要求,并且在低刷新率情況下不會出現重影。
同時MediaSync最主要的述求,是消除媒體與PC顯示器刷新率之間不匹配而導緻的抖動問題。由于大部分媒體内容創作标準為23.976FPS,因此隻要PC具備媒體播放功能,這樣的問題就會時常遇到。
在規格上,MediaSync要求顯示器抖動限制為1ms之内,幀到幀之間的抖動不能超過±0.5ms。同時規範要求了23.976FPS到60FPS之間10種不同的幀速率測試。相對于高标準的AdaptiveSync,MediaSync可以讓很多水平較高的顯示器都能輕松達到,比如中端級别以上的筆記本電腦就能輕松搭配MediaSync規格的顯示器。
寫在最後:新産品馬上就來
與DisplayHDR測試不同,OEM廠商不能自行檢測VESA AdaptiveSync和VESA MediaSync規範,他們必須将産品發往VESA标準的授權測試中心ATC,因為新規範測試需要大量的專業工具和知識,相對OEM而言成本太高,同時也能夠防止廠商自行更高測試标準。
這意味着,VESA AdaptiveSync和VESA MediaSync規範測試雖然不需要向VESA繳費,但是仍然是需要向認證測試中心ATC支付費用的。一旦獲得認證,VESA就會給對應的顯示器提供單獨的認證Logo,其中AdaptiveSync包括支持的規範,最大刷新率,以及橙色背景的鈎鈎√。MediaSync則要簡單得多,隻有一個藍色标識和Display字樣,不會顯示最高刷新率。
VESA标識,新認證标準已經在幾周前發往VESA組織成員,在一段時間後,我們就會有機會在市場上看到對應認證産品。比如LG就已經宣布他們的27GP850和27GP950顯示器已經通過了VESA AdaptiveSync Display認證。
同時還需要注意的是,新的VESA AdaptiveSync、MediaSync标準并非一層不變,如果VESA和OEM找到了新的測試驗證方法,也不排除會在測試流程中進行修改。比如隔壁的DisplayHDR标準推出至今,已經升級到了1.1版本。
而在不久的将來,我們也将會看到來自AMD FreeSync、NVIDIA G-Sync,甚至Intel的新規範,現在隻要記住,包含VESA AdaptiveSync認證的遊戲顯示器,是值得優先考慮的。
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