Vsync est une option que vous verrez dans la plupart des jeux vidéo sur PC^{(PC video games)} et parfois même dans d'autres applications. Mais qu'est-ce que la Vsync^(Vsync) ? Qu'est ce que ça fait? Faut-il l'allumer ou l'éteindre ? 

La réponse à cette question est compliquée, mais une fois que vous aurez compris le but de Vsync , vous saurez quand l'activer ou le désactiver.

Qu'est-ce que Vsync ?

La première chose que vous devez savoir est que votre moniteur peut afficher un certain nombre d'images discrètes chaque seconde. C'est ce qu'on appelle le taux de rafraîchissement^{(refresh rate)} , qui correspond au nombre de fois où le moniteur peut complètement rafraîchir l'image à l'écran avec quelque chose de nouveau.

Si vous ne le savez pas déjà, l'illusion d'images animées sur un écran est créée en affichant rapidement une séquence d'images fixes. Chaque image montre le sujet dans une tranche de temps différente. La plupart des films que vous regardez au cinéma sont filmés à 24 images par seconde. Ainsi, vous voyez 24 tranches de temps affichées dans chaque seconde. 

Il y a aussi beaucoup de contenu enregistré à 30 et 60 images par seconde. Les images d'une caméra d'action^{(Action camera)} , par exemple, sont généralement enregistrées à 60 images par seconde.

Plus les images peuvent être affichées en une seconde, plus le mouvement est fluide et net. Votre cerveau fusionne les images et les perçoit comme une image animée.

Dans un système informatique, le GPU (unité de traitement graphique) prépare les images à envoyer à l'écran. Cependant, si l'affichage n'est pas prêt pour un nouveau cadre parce qu'il travaille toujours sur le dessin du précédent, cela peut provoquer une situation où des parties de différents cadres sont affichées en même temps. Vsync est destiné à éviter cette situation, en synchronisant les images du GPU avec le taux de rafraîchissement du moniteur.

Taux de rafraîchissement typiques

Le taux de rafraîchissement d'affichage le plus courant est de 60 Hz. C'est-à-dire 60 rafraîchissements par seconde. La plupart des écrans d'ordinateur et des téléviseurs offrent au moins cela. 

Vous pouvez également acheter des écrans d'ordinateur dans une variété de taux de rafraîchissement^{(refresh rates)} , qui incluent ; 75 Hz, 120 Hz, 144 Hz, 240 Hz et 300 Hz. Il peut également y avoir d'autres nombres bizarres, mais ceux-ci sont typiques, les taux de rafraîchissement plus élevés étant plus rares en dehors des systèmes de jeu spécialisés. 

Les téléviseurs sont presque tous des unités à 60 Hz, avec des téléviseurs à 120 Hz qui entrent maintenant sur le marché grand public avec la dernière génération de consoles de jeu qui prennent en charge ce taux de rafraîchissement.

Faire correspondre les fréquences d' ^(Rate)images au ^(Frame) taux^(Rates) de rafraîchissement

La fréquence de rafraîchissement de l'écran ne doit pas nécessairement correspondre exactement à la fréquence d'images du contenu. Par exemple, si vous lisez une vidéo à 30 images par seconde sur un écran à 60 Hz, il vous suffit d'afficher deux images identiques à 60 Hz, pour un total de 30 images uniques. 

Les séquences à 24 ips posent un défi, car 24 ne se divisent pas parfaitement en 60. Il existe différentes façons de résoudre ce problème. Certains écrans utilisent une forme de conversion vidéo connue sous le nom de « pulldown » qui compense l'inadéquation au prix de l'exécution du contenu à une vitesse légèrement différente de celle prévue. 

De nombreux écrans modernes peuvent également basculer vers différents taux de rafraîchissement. Ainsi, un téléviseur peut passer à 48 Hz ou même à 24 Hz pour obtenir une synchronisation parfaite avec des images à 24 ips. Les téléviseurs^(TVs) 120 Hz n'ont pas à le faire, car 24 se divise également en 120.

Quand utiliser Vsync

Avec les jeux vidéo, les images ne sont pas produites de manière aussi ordonnée qu'avec un film ou une vidéo. Laissés sans aucun limiteur, le CPU , le GPU et le moteur de jeu essaient de produire autant d'images que possible. Cependant, étant donné que la charge de travail que le moteur de jeu met sur ces composants peut varier, la fréquence d'images peut fluctuer.

Comme mentionné ci-dessus, lorsque le GPU envoie des images qui ne sont pas synchronisées avec le taux de rafraîchissement du moniteur, vous obtiendrez ce déchirement d'écran révélateur^{(screen tearing)} où différentes parties de l'image ne s'alignent pas.

Lorsque vous activez Vsync , votre GPU n'envoie qu'une image à afficher lorsque le moniteur est prêt à dessiner une nouvelle image, ce qui limite également efficacement la vitesse à laquelle les images sont rendues. Mais cela peut en fait causer un autre problème qui résulte de la façon dont les images sont « mises en mémoire tampon ». Ensuite, nous aborderons deux types courants de mise en mémoire tampon de trame.

Vsync à double ou triple tampon^{(Versus Triple- Buffered Vsync)}

Un « tampon » est une région de la mémoire désignée comme une zone d'attente à lire lorsqu'un autre périphérique ou processus est prêt pour cela. Lorsque votre GPU rend une image, elle est écrite dans un tampon. Ensuite, l'écran lit l'image à partir de ce tampon pour la dessiner. 

Ce que l'on appelle le "double buffering" est la norme aujourd'hui. Il y a deux tampons, qui agissent à tour de rôle comme tampon « avant » et « arrière ». L'affichage dessine le cadre du tampon avant, tandis que le GPU écrit dans le tampon arrière. Ensuite, les deux tampons changent de rôle et le processus se répète.

Sans Vsync , les deux tampons peuvent être permutés à tout moment. Il est donc possible que l'écran dessine une partie de chaque tampon dans le cadre, ce qui entraîne une déchirure. Lorsque vous activez Vsync , ce déchirement disparaît. Cependant, si le GPU ne parvient pas à terminer l'écriture dans le tampon arrière en 1/60e de seconde, cette image est ignorée. Cela se traduit par un effectif de 30 images par seconde. 

À moins que votre ordinateur ne puisse restituer systématiquement 60 images par seconde, vous risquez de rencontrer soit 30 images par seconde verrouillées, soit des fréquences d'images oscillant entre 30 et 60.

Le triple tampon^{(Triple-buffering)} ajoute un deuxième tampon arrière, ce qui signifie qu'il y a toujours une image prête à être échangée vers le tampon avant, ce qui permet d'avoir des nombres impairs tels que 45 ou 59 images par seconde sur un écran à 60 Hz. Si vous avez la possibilité, le triple tampon est toujours une bonne option.

Types de Vsync améliorés

Les fabricants de cartes graphiques continuent de lutter contre le déchirement de l'écran et d'autres artefacts causés par le déchirement de l'écran. Chaque grand fabricant a mis au point des versions avancées de Vsync qui tentent d'offrir tous les avantages sans les inconvénients.

Nvidia a AdaptiveSync et FastSync , chacun avec sa propre approche intelligente de Vsync . Le premier n'active Vsync^(Vsync) que si la fréquence d'images d'un jeu est égale ou supérieure à la fréquence de rafraîchissement. S'il tombe en dessous de cela, Vsync est désactivé, éliminant la latence de la mémoire tampon. Cette dernière solution est meilleure car elle permet une triple mise en mémoire tampon et offre la fréquence d'images la plus élevée sans déchirure.

AMD a Enhanced Sync , qui est comme AdaptiveSync .

Vsync versus taux de rafraîchissement variable

Il existe une alternative puissante à Vsync connue sous le nom de taux de rafraîchissement variable. La technologie de Nvidia est connue sous le nom de G-Sync et AMD a développé FreeSync , mais l'a rendue gratuite et ouverte à tous.

Les deux technologies permettent au moniteur et au GPU de se parler de manière à ce que les images soient synchronisées avec une précision presque sans faille. En d'autres termes, tous les inconvénients de Vsync sont abordés ici. 

La principale mise en garde est que le moniteur lui-même doit prendre en charge la technologie. Il est rare de trouver des moniteurs prenant en charge les deux normes, mais Nvidia a récemment cédé et ajouté la prise en charge de FreeSync pour certains moniteurs. Vous pouvez également essayer d'activer FreeSync sur des moniteurs qui ne figurent pas sur la liste blanche de Nvidia , mais les résultats peuvent ne pas être excellents dans certains cas.

Résumons donc ce que vous devez savoir sur l'utilisation de Vsync :

• Si votre jeu ne peut pas maintenir une fréquence d'images égale ou supérieure à la fréquence de rafraîchissement de votre moniteur, activez la triple mise en mémoire tampon ou réduisez la fréquence de rafraîchissement.
• Si votre GPU propose une version plus avancée de Vsync , cela vaut la peine d'essayer.
• G-Sync et FreeSync sont des alternatives souhaitables à Vsync si vous y avez accès.
• Si vous voulez le minimum de décalage d'entrée pour les jeux compétitifs, désactivez Vsync et vivez avec le déchirement de l'écran, si le rafraîchissement variable n'est pas disponible.

Ce sont les bases de ce qu'est Vsync . Maintenant, sortez et amusez-vous avec une expérience de jeu sans larmes.

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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