既要流暢 又要“睛彩”

隨著圖形顯示技術(shù)日趨發(fā)展，英偉達(dá)和AMD分別推出了針對(duì)顯示器幀同步的相關(guān)技術(shù)，希望能夠解決傳統(tǒng)顯示器顯示游戲畫(huà)面時(shí)存在的撕裂和卡頓等不流暢現(xiàn)象。其中，英偉達(dá)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(yīng)產(chǎn)品的廠商也不夠多。反倒是AMD，F(xiàn)reeSync技術(shù)本著免費(fèi)和開(kāi)放的技術(shù)特征，很快獲得了大量顯示器廠商的追捧，并加入了DisplayPort的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，成為DP?1.2a的"欽定"選擇?，F(xiàn)在，AMD又推出了全新的FreeSync?2，相比前代標(biāo)準(zhǔn)而言，新的FreeSync?2又有哪些變化呢？

AMD?FreeSync是一種讓顯示器和GPU輸出畫(huà)面能夠?qū)崿F(xiàn)幀同步顯示的技術(shù)。從技術(shù)原理上來(lái)說(shuō)，目前我們是用的顯示器一般都是以固定的60Hz作為一個(gè)周期刷新畫(huà)面的，當(dāng)GPU端輸出的畫(huà)面恰好以60幀/秒輸出時(shí)，顯示器就能夠在任意一個(gè)顯示周期內(nèi)完整顯示GPU給出的每一幀畫(huà)面。當(dāng)GPU端輸出的數(shù)據(jù)大于60幀/秒時(shí)，則需要丟棄一部分?jǐn)?shù)據(jù)，反之小于60幀/秒則需要重復(fù)顯示部分?jǐn)?shù)據(jù)。這樣一來(lái)，丟棄或者重復(fù)顯示的幀就擴(kuò)大了前后幀之間的差異，使得畫(huà)面顯示不夠流暢，甚至在兩幀畫(huà)面強(qiáng)行拼接顯示時(shí)還可能出現(xiàn)嚴(yán)重的撕裂、錯(cuò)位等問(wèn)題，影響游戲玩家的體驗(yàn)。

因此，F(xiàn)reeSync的作用就是使顯示器刷新率能夠和GPU輸出端進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。比如GPU以124幀/秒輸出數(shù)據(jù)時(shí)，顯示器就以124Hz顯示，這樣一來(lái)，畫(huà)面平滑問(wèn)題和撕裂、錯(cuò)位等問(wèn)題就能夠得到很好的解決。甚至在幀數(shù)較低時(shí)，比如GPU輸出端只有48幀/秒時(shí)，支持FreeSync的顯示器可以降低刷新率至48Hz，大幅度降低畫(huà)面的頓挫感，提高畫(huà)面流暢感。

FreeSync在寫(xiě)入DP1.2a的標(biāo)準(zhǔn)后，目前已經(jīng)得到了大量支持DP?1.2a規(guī)范顯示器的支持。FreeSync目前支持最大30Hz?144Hz的刷新率，并且能夠支持HDMI接口。根據(jù)AMD資料，F(xiàn)reeSync現(xiàn)在已經(jīng)得到了數(shù)十家廠商、多達(dá)數(shù)百款產(chǎn)品的支持，能夠?yàn)橥婕姨峁?4英寸到34英寸、1080p到4K等多個(gè)不同的產(chǎn)品選擇。

在FreeSync大獲成功后，AMD又推出了FreeSync?2技術(shù)。需要說(shuō)明的是，F(xiàn)reeSync?2技術(shù)和FreeSync技術(shù)并不是替代尖系，前者更像是AMD在另一個(gè)技術(shù)方向的延展，同時(shí)AMD自己也宣稱FreeSync?2技術(shù)是針對(duì)"Pixel?Perfection"即更完美的畫(huà)質(zhì)而推出。為了達(dá)到這一點(diǎn)，F(xiàn)reeSync?2實(shí)現(xiàn)了對(duì)HDR?10的支持，并帶來(lái)了更低的轉(zhuǎn)換延遲。

HDR10一一更好的色彩體驗(yàn)

為了解釋FreeSync?2的技術(shù)，我們先來(lái)看看有關(guān)HDR?10的相關(guān)知識(shí)：HDR?10是2015年8月27日美國(guó)消費(fèi)電子協(xié)會(huì)公布的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，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是8bit色彩。所謂8bit色彩，就是RGB每個(gè)色彩通道有2的8次方種色彩深度等級(jí)，也就是256個(gè)等級(jí)。RGB三原色每種色彩都有256個(gè)等級(jí)的話，一共就能顯示16777216種色彩，這也就是我們常說(shuō)的16.7百萬(wàn)色彩。但是，在HDR?10中，每個(gè)色彩通道的色彩數(shù)量被大大加強(qiáng)了，每個(gè)色彩通道可以容納2的10次方種色彩等級(jí)，也就是每種色彩都擁有1024個(gè)等級(jí)，RGB三種色彩混合后一共可以形成1024的3次方種也就是10.7億種色彩。

更多色彩等級(jí)的優(yōu)勢(shì)非常明顯：更多的色彩等級(jí)顯然能夠使色彩之間的變化更為平滑。因?yàn)樽匀唤绲纳适菬o(wú)級(jí)變化的，在光譜圖上，可見(jiàn)光的色彩隨著光的頻率、波長(zhǎng)的變化而平滑變化，并沒(méi)有等級(jí)之分。但是在數(shù)字信號(hào)和顯示器處理中，為了方便計(jì)算和處理，人為劃分了等級(jí)，比如8bit色彩有256個(gè)等級(jí)，10bit色彩有1024個(gè)等級(jí)，更新一些的Dolby?Vision擁有12bit色彩也就是4096個(gè)等級(jí)。

F03-5.TIF，F(xiàn)04-HB2-6.TIF，不同的色域空間可以覆蓋的色彩范圍

F03-7.TIF：FreeSync?2支持HDR?10后，色與空間擴(kuò)大了幾乎一倍。

說(shuō)完了色彩等級(jí)，再來(lái)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(dá)到的最大表達(dá)顏色的范圍所構(gòu)成的區(qū)域。對(duì)人來(lái)說(shuō)，自然界的可見(jiàn)光構(gòu)成了一個(gè)最大的可見(jiàn)色域空間，一般使用CIE?1931表示。我們一般使用的sRGB色域空間是CIE1931的子集，只占有其大約1/3左右的部分，其余部分的色彩是不能顯示的。對(duì)電視和電影設(shè)備來(lái)說(shuō)，使用的色域空間一般采用BT.709標(biāo)準(zhǔn)，比如大家熟知的HDTV標(biāo)準(zhǔn)和大部分藍(lán)光影片。相比之下3T.709和sRGB的色域范圍基本相當(dāng)，但是由于面向影視設(shè)備，因此在亮度編碼上存在一些差異。但是在新的HDR?10中，這樣的色彩范圍顯然是不夠的，因此國(guó)際電信聯(lián)盟又推出了BT.2020標(biāo)準(zhǔn)，色彩范圍大幅度擴(kuò)大，已經(jīng)能夠覆蓋CIE1931色彩空間的75.8%，能夠極大的改善色彩體驗(yàn)了。

好了，在大概了解了HDR?10之后，我們看看FreeSync?2對(duì)HDR10又做了什么。

FreeSync?2一一延遲更低的好色彩

其實(shí)從名稱來(lái)說(shuō)，F(xiàn)reeSync也就是"Free"和"Sync"的組合，意思就是"免費(fèi)的同步技術(shù)"，人們習(xí)慣性都會(huì)聯(lián)想到幀同步，但是FreeSync?2中，"同步"的可不只是幀畫(huà)面了，還有最新的色彩技術(shù)。FreeSync?2加入了對(duì)HDR?10轉(zhuǎn)換的支持，可以在更低的延遲下實(shí)現(xiàn)畫(huà)面轉(zhuǎn)換，帶來(lái)更好的使用體驗(yàn)。

AMD為我們解釋了系統(tǒng)是如何處理顯示畫(huà)面的。當(dāng)原始畫(huà)面支持HDR?10時(shí)，如果顯示在普通的SDR顯示器上（HDR：高動(dòng)態(tài)范圍;SDR：標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍），畫(huà)面需要經(jīng)過(guò)游戲的色調(diào)映射轉(zhuǎn)換成較低的動(dòng)態(tài)范圍，然后經(jīng)過(guò)SDR的轉(zhuǎn)換算法，再交由顯示器顯示。在這個(gè)過(guò)程中，大量的色彩值經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換被拋棄，對(duì)比度也大幅度壓縮，因此最終看到的畫(huà)面相比原始的HDR畫(huà)面會(huì)顯得更為灰暗、色彩丟失較多。

但如果采用的是HDR顯示器呢？當(dāng)然原始畫(huà)面還是需要游戲色調(diào)映射轉(zhuǎn)換一次，然后再由HDR轉(zhuǎn)換算法轉(zhuǎn)換，顯示色調(diào)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(shù)據(jù)顯示在HDR顯示器上，整體畫(huà)面效果是非常不錯(cuò)的，丟失信息較少，保留的色彩和對(duì)比度都比較多，顯示效果令人滿意。

那么，F(xiàn)reeSync?2的優(yōu)勢(shì)在哪里呢？從AMD給出的對(duì)比圖可以看出，傳統(tǒng)的HDR轉(zhuǎn)換過(guò)程耗時(shí)比較長(zhǎng)，帶來(lái)了比較明顯的延遲，但是AMD?FreeSync?2用自家技術(shù)替代了傳統(tǒng)的HDR轉(zhuǎn)換和顯示色調(diào)映射兩大過(guò)程，處理后直接交由顯示器顯示，大幅度提高了效率，降低了延遲時(shí)間。

除了延遲降低外，F(xiàn)reeSync?2還可以在多個(gè)模式中自由切換。如果原始數(shù)據(jù)是SDR的話，F(xiàn)reeSync?2可以在HDR設(shè)備上啟用SDR的顯示，不會(huì)讓原始信息變得突兀，而一旦接收到HDR數(shù)據(jù)的話，F(xiàn)reeSync?2就開(kāi)啟HDR轉(zhuǎn)換模式，為用戶提供低延遲的HDR顯示。

FreeSync?2的低延遲和自由切換兩項(xiàng)功能對(duì)普通玩家來(lái)說(shuō)可能沒(méi)有太明顯的作用，但是在高幀率的畫(huà)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內(nèi)容的話更低的轉(zhuǎn)換延遲就非常重要，這也是FreeSync?2關(guān)注的重點(diǎn)。

改善用戶體驗(yàn)，F(xiàn)reeSync?2值得期待

從上文的介紹可以看出，F(xiàn)reeSync?2的重點(diǎn)在于支持HDR?10級(jí)別的色彩顯示，并通過(guò)自己特色的轉(zhuǎn)碼設(shè)計(jì)降低延遲，為用戶帶來(lái)更好的使用體驗(yàn)。FreeSync?2的更好畫(huà)質(zhì)配合FreeSync的平滑體驗(yàn)，能夠帶來(lái)目前理論上最出色的顯示器使用體驗(yàn)。對(duì)大量專業(yè)游戲玩家和高端顯示器用戶來(lái)說(shuō)，F(xiàn)reeSync?2顯然是非常重要的。

在顯卡發(fā)展到今天，單獨(dú)比拼性能等已經(jīng)很難再撬動(dòng)市場(chǎng)積極性，因此無(wú)論是英偉達(dá)還是AMD都在盡量拓寬顯卡應(yīng)用范圍，或者采用不同的軟件為玩家?guī)?lái)更好的使用體驗(yàn)。從這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，F(xiàn)reeSync?2以及未來(lái)AMD還將推出的大量技術(shù)都是值得期待的。在更好的技術(shù)加成下，我們將會(huì)收獲怎樣的使用快感呢？拭目以待吧！