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AMD FreeSync 2詳解

時間:2024-11-01 02:31:56

随着圖形顯示技術日趨發展,英偉達和AMD分别推出了針對顯示器幀同步的相關技術,希望能夠解決傳統顯示器顯示遊戲畫面時存在的撕裂和卡頓等不流暢現象。其中,英偉達的G-Sync需要顯示器加裝額外的電路,因此成本較高,推出相應産品的廠商也不夠多。反倒是AMD,FreeSync技術本着免費和開放的技術特征,很快獲得了大量顯示器廠商的追捧,并加入了DisplayPort的國際标準,成為DP1.2a的“欽定”選擇。現在,AMD又推出了全新的FreeSync2,相比前代标準而言,新的FreeSync2又有哪些變化呢?

FreeSync的作用就是使得GPU和顯示器幀同步,提高畫面平順性。

AMDFreeSync經過多年的發展,目前已經比較成熟。

FreeSync現在可以支持WindowMode的全屏應用程序

支持FreeSync的顯示器現在已有121款AMDFreeSync是一種讓顯示器和GPU輸出畫面能夠實現幀同步顯示的技術。從技術原理上來說,目前我們用的顯示器一般都是以固定的60Hz作為一個周期刷新畫面的,當GPU端輸出的畫面恰好以60幀/秒輸出時,顯示器就能夠在任意一個顯示周期内完整顯示GPU給出的每一幀畫面。當GPU端輸出的數據大于60幀/秒時,則需要丢棄一部分數據,反之小于60幀/秒則需要重複顯示部分數據。這樣一來,丢棄或者重複顯示的幀就擴大了前後幀之間的差異,使得畫面顯示不夠流暢,甚至在兩幀畫面強行拼接顯示時還可能出現嚴重的撕裂、錯位等問題,影響遊戲玩家的體驗。

因此,FreeSync的作用就是使顯示器刷新率能夠和GPU輸出端進行聯動。比如GPU以124幀/秒輸出數據時,顯示器就以124Hz顯示,這樣一來,畫面平滑問題和撕裂、錯位等問題就能夠得到很好的解決。甚至在幀數較低時,比如GPU輸出端隻有48幀/秒時,支持FreeSync的顯示器可以降低刷新率至48Hz,大幅度降低畫面的頓挫感,提高畫面流暢感。

FreeSync在寫入DP1.2a的标準之後,目前已經得到了大量支持DP1.2a規範顯示器的支持。FreeSync目前支持最大30Hz~144Hz的刷新率,并且已經能夠支持HDMI接口。根據AMD資料顯示,FreeSync現在已經得到了20家廠商、多達121款産品的支持,能夠為玩家提供從24英寸到34英寸、1080p到4K等多個不同的産品選擇。

在FreeSync大獲成功後,AMD又推出了FreeSync2技術。需要說明的是,FreeSync2技術和FreeSync技術并不是替代關系,前者更像是AMD在另一個技術方向的延展,同時AMD自己也宣稱FreeSync2技術是針對“PixelPerfection”即更完美的畫質而推出。為了達到這一點,FreeSync2實現了對HDR10的支持,并帶來了更低的轉換延遲。

HDR10—擁有更好的色彩體驗

為了解釋FreeSync2的技術,我們先來看看有關HDR10的相關知識:HDR10是2015年8月27日美國消費電子協會公布的一項标準,它采用的10bit色深和BT.2020色彩空間,最多支持10.7億種色彩。

目前,絕大部分顯示器支持的都是8bit色彩。所謂8bit色彩,就是RGB每個色彩通道有2的8次方種色彩深度等級,也就是256個等級。RGB三原色每種色彩都有256個等級的話,一共就能顯示16777216種色彩,這也就是我們常說的1600百萬色彩。但是,在HDR10中,每個色彩通道的色彩數量被大大加強了,每個色彩通道可以容納2的10次方種色彩等級,也就是說,每種色彩都擁有1024個等級,RGB三種色彩混合之後一共可以形成1024的3次方種,也就是10.7億種色彩。

更多色彩等級的優勢非常明顯:更多的色彩等級顯然能夠使色彩之間的變化更為平滑。因為自然界的色彩是無級變化的,在光譜圖上,可見光的色彩随着光的頻率、波長的變化而平滑變化,并沒有等級之分。但是在數字信号和顯示器處理中,為了方便計算和處理,人為劃分了等級,比如8bit色彩有256個等級,10bit色彩有1024個等級,更新一些的DolbyVision擁有12bit色彩也就是4096個等級。

說完了色彩等級,再來看看色域空間。所謂色域空間,就是某種色彩表征方式能夠達到的最大表達顔色的範圍所構成的區域。對人來說,自然界的可見光構成了一個最大的可見色域空間,一般使用CIE1931表示。我們一般使用的sRGB色域空間是CIE1931的子集,隻占有其大約1/3左右的部分,其餘部分的色彩是不能顯示的。對電視和電影設備來說,使用的色域空間一般采用BT.709标準,比如大家熟知的HDTV标準和大部分藍光影片。相比之下,BT.709和sRGB的色域範圍基本相當,但是由于面向影視設備,因此在亮度編碼上還存在一些差異。但是在新的HDR10中,這樣的色彩範圍顯然是不夠的,因此,國際電信聯盟又推出了新的BT.2020标準,将色彩範圍大幅度擴大了,已經能夠覆蓋CIE1931色彩空間的75.8%,從而也就能夠極大地改善色彩體驗。

好了,在大概了解了HDR10之後,我們看看FreeSync2對HDR10又做了什麼。

F04-HB2-6.TIF,不同的色域空間可以覆蓋的色彩範圍

FreeSync2支持HDR10後,色彩空間擴大了幾乎一倍。

HDR10擁有不錯的色彩表現FreeSync2—延遲更低的好色彩

其實從名稱來說,FreeSync也就是“Free”和“Sync”的組合,意思就是“免費的同步技術”,人們習慣性都會聯想到幀同步,但是FreeSync2中,“同步”的可不隻是幀畫面了,還有最新的色彩技術。FreeSync2加入了對HDR10轉換的支持,可以在更低的延遲下實現畫面轉換,帶來更好的使用體驗。

AMD為我們解釋了系統是如何處理顯示畫面的。當原始畫面支持HDR10時,如果顯示在普通的SDR顯示器上(HDR:高動态範圍;SDR:标準動态範圍),畫面需要經過遊戲的色調映射轉換成較低的動态範圍,然後經過SDR的轉換算法,再交由顯示器顯示。在這個過程中,大量的色彩值經過轉換被抛棄,對比度也大幅度壓縮,因此最終看到的畫面相比原始的HDR畫面會顯得更為灰暗、色彩丢失較多。

但如果采用的是HDR顯示器呢?當然原始畫面還是需要遊戲色調映射轉換一次,然後再由HDR轉換算法轉換,顯示色調映射處理成為顯示器可以顯示的信息,最終顯示在屏幕上。HDR數據顯示在HDR顯示器上,整體畫面效果是非常不錯的,丢失信息較少,保留的色彩和對比度都比較多,顯示效果能夠令人滿意。

那麼,FreeSync2的優勢在哪裡呢?從AMD給出的對比圖可以看出,傳統的HDR轉換過程耗時比較長,帶來了比較明顯的延遲,但是AMDFreeSync2用自家技術替代了傳統的HDR轉換和顯示色調映射兩大過程,處理後直接交由顯示器顯示,從而大幅度提高了效率,降低了延遲時間。

除了延遲降低外,FreeSync2還可以在多個模式中自由切換。如果原始數據是SDR的話,FreeSync2可以在HDR設備上啟用SDR的顯示,不會讓原始信息變得突兀,而一旦接收到HDR數據的話,FreeSync2就開啟HDR轉換模式,為用戶提供低延遲的HDR顯示。

FreeSync2的低延遲和自由切換兩項功能對普通玩家來說可能沒有太明顯的作用,但是在高幀率的畫面顯示上就顯得很有意義了。比如顯示器刷新率在144Hz下又要顯示HDR内容的話,更低的轉換延遲就非常重要,這也是FreeSync2關注的重點。

改善用戶體驗,FreeSync2值得期待

從上文的介紹可以看出,FreeSync2的重點在于支持HDR10級别的色彩顯示,并通過自己特色的轉碼設計降低延遲,為用戶帶來更好的使用體驗。FreeSync2的更好畫質配合FreeSync的平滑體驗,能夠帶來目前理論上最出色的顯示器使用體驗。對大量專業遊戲玩家和高端顯示器用戶來說,FreeSync2顯然是非常重要的。

在顯卡發展到今天,單獨比拼性能等已經很難再撬動市場積極性,因此無論是英偉達還是AMD都在盡量拓寬顯卡應用範圍,或者采用不同的軟件為玩家帶來更好的使用體驗。從這一點來說,FreeSync2以及未來AMD還将推出的大量技術都是值得期待的。在更好的技術加成下,我們将會收獲怎樣的使用快感呢?拭目以待吧!

HDR畫面轉換為SDR畫面過程

FreeSync2支持低延遲的HDR畫面轉換

FreeSync2可以在不同模式中切換,适應HDR和SDR場景。

FreeSync和FreeSync2一起為用戶提供平滑和高品質的畫面
   

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