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Page Dossier FRV ou fréquence de rafraîchissement variable : De quoi parle-t-on ?
FRV ou fréquence de rafraîchissement variable : De quoi parle-t-on ?

Si FreeSync et G-Sync ne sont pas des technologies nouvelles en soi, un petit rappel de leur impact sur la qualité d’affichage d’un jeu nous semble nécessaire, tant le concept de synchronisation verticale est parfois complexe à déchiffrer.

À la base, la synchronisation verticale faisait référence au mode de fonctionnement des vieux écrans CRT (que les moins de 20 ans n’ont probablement jamais connu, grand bien leur fasse) : elle désignait un intervalle de temps ou VBLANK entre la fin d’un cycle d’affichage et le début du suivant. En effet, rappelons qu’à l’époque, les écrans à tube cathodique généraient des images grâce à la projection d’un flux d’électrons sur une surface phosphorescente. Une opération qui obéissait à un cycle précis : on trouvait ainsi une première phase de balayage progressif visant à « imprimer » l’image à l’écran puis dans un second temps, le faisceau d’électrons était ramené à sa position initiale, pour être prêt à entamer un nouveau cycle. Et le VBLANK avait pour but de signaler cette dernière opération et éviter qu’une image ne soit transmise à ce moment.

FRV ou fréquence de rafraîchissement variable : De quoi parle-t-on ?

Avec l’avènement des moniteurs LCD, les tubes cathodiques et les surfaces phosphorescentes ont laissé la place aux systèmes de rétroéclairage et aux cristaux liquides, et la notion de synchronisation verticale telle que nous venons de l’expliquer n’avait plus de raison d’être. Elle a pourtant été maintenue, a évolué, et définit maintenant le fait de caler l’envoi d’une image vers un afficheur en fonction de la fréquence de fonctionnement de ce dernier. Car quoiqu’ils n’avaient plus de contraintes de timing liées à une opération de balayage, les écrans LCD ont continué de fonctionner sur la base de cycles d’affichage fixe : 30 Hz, 60 Hz, 100Hz, 120 Hz, ou 144 Hz. Dans de nombreux cas de figure, ce parti pris technique demeure tout à fait valide, mais pour ce qui est du jeu vidéo, il est générateur de nombreux problèmes. Car les cartes ou les circuits graphiques ont un rythme de fonctionnement variable par essence, puisqu’il ne dépend que de la difficulté à processer des calculs 3D, et de la puissance à disposition pour le faire. Autrement dit, à un moment, le GPU peut envoyer 35 images / seconde à l’écran, et l’instant suivant, son rythme sera passé à 89 images / seconde, parce que les scènes à générer seront moins exigeantes en ressources graphiques. Et que se passe-t-il lorsqu’un GPU envoie 35 images puis 89 images / secondes, à un afficheur qui ne peut en traiter que 60 par seconde en permanence ? Eh bien c’est le bordel (l’équivalent de croiser les effluves dans le monde de l’imagerie vidéoludique). Un bordel que NVIDIA avait plutôt bien résumé avec les graphiques ci-dessous : lorsque écran et GPU fonctionne de manière désynchronisée, des artefacts nommés « tearing » apparaissent, gâchant l’expérience visuelle de nos exploits.

FRV ou fréquence de rafraîchissement variable : De quoi parle-t-on ?
FRV ou fréquence de rafraîchissement variable : De quoi parle-t-on ?
FRV ou fréquence de rafraîchissement variable : De quoi parle-t-on ?

Pour pallier à cette problématique, une première solution logicielle a émergé : le fameux réglage V-Sync, que l’on retrouve dans les menus de configuration de la plupart des jeux modernes. En substance, cela consistait à synchroniser systématiquement l’envoi des images calculées par le GPU sur l’une des fréquences de fonctionnement de l’écran. Mais cette solution restait incomplète, car si elle est efficace lorsque le nombre d’images calculées par seconde est supérieur à la fréquence de fonctionnement de l’écran, elle entraîne d’autres problèmes lorsque le GPU n’arrive plus à suivre le rythme imposé par son afficheur. On parle alors de micro-ralentissements (stuttering) ou de retard à l’affichage (input lag).

Le tearing, c'est mal

FRV ou fréquence de rafraîchissement variable : De quoi parle-t-on ?

La solution ultime est finalement venue avec FreeSync et G-Sync, deux technologies intégrées au niveau des écrans, afin de leur donner la possibilité de fonctionner sur la base d’une fréquence variable d’une part, fréquence variable qui allait pouvoir s’aligner sur le rythme d’envoi des images en provenance du GPU d’autre part. Bonus appréciable : non seulement les problèmes de tearing devenaient de l’histoire ancienne, mais ce mode de fonctionnement apportait une fluidité quasi-parfaite sur des plages de framerate basses. Et tandis que pendant longtemps, une majorité de joueurs avait défini les 60 FPS sur un jeu PC comme la base d’une expérience fluide, on pouvait maintenant s’accommoder d’un 50, voire d’un 40 FPS, en conservant d’excellentes sensations.

FRV ou fréquence de rafraîchissement variable : De quoi parle-t-on ?FRV ou fréquence de rafraîchissement variable : De quoi parle-t-on ?

Pour parfaire l’ensemble, deux ajustements techniques sont venus améliorer FreeSync et G-Sync : d’abord, l’élargissement de la plage de fonctionnement. En effet, les premiers écrans à FRV (fréquence de rafraichissement variable) n’étaient vraiment FRV que jusqu’à 60 Hz. Du coup, sur un jeu capable d’afficher plus de 60 FPS, on retombait dans le cas d’une désynchronisation GPU / écran et sur l’obligation de revenir à une V-Sync logicielle, en plus de la FRV. Le support de fréquences maximales de 100Hz, puis de 144 Hz, a donc donné aux joueurs des plages de fonctionnement nettement plus confortables, permettant de s’affranchir complètement d’un traitement V-Sync. Ensuite, on a traité le cas inverse, quand un jeu tombait sous la plage de fonctionnement de la FRV : dans ce cadre, NVIDIA, puis AMD, ont utilisé une technologie de compensation visant à simuler une fréquence de fonctionnement plus importante, et à combler le manque d’image par des copies du framebuffer, jusqu’à ce qu’une nouvelle image soit disponible.

Maintenant que nous savons que sommes au fait de ce que proposent G-Sync et FreeSync, attachons-nous à décortiquer ce que vont pouvoir amener les écrans à venir, qui vont donc intégrer G-Sync HDR et FreeSync HDR.

Commentaires
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[sheppard] [sheppard]
MP
Niveau 5
le 27 juin 2018 à 12:06

Perso, je limite mes FPS à la même fréquence de mon écran et cela ne m'empêche pas d'avoir du tearing. Du coup obligé de foutre la V-Synch. Alors est-ce que G-Synch enlève ce tearing ?!?

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Sommaire Dossier
  • FRV ou fréquence de rafraîchissement variable : De quoi parle-t-on ?
  • G-Sync HDR et FreeSync 2 : Mettez de la couleur dans votre FRV
  • G-Sync HDR et FreeSync 2 : Excellents sur la FRV, moins convaincants sur la HDR
  • La HDR sur PC : Un fort potentiel, mais à moyen terme
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