Тройная буферизация включать или нет. Тройная буферизация OpenGl AMD что это такое — включать или нет? (Triple Buffering, tripleBuffering)

В рамках данного обзора, я расскажу вам что такое тройная буферизация, а так же про связанные с этим особенности.

Суть проблемы. При формировании изображения, оптимальным считается, что вначале вся область заменяется фоном (например, белым цветом или некой картинкой), а уже затем на нее наносятся отдельные фрагменты. Если же используется один буфер, с которого считывает и в который записываются данные, то вполне возможно возникновение таких проблем, как мерцание экрана или его отдельных элементов, появление разрывов (верхняя часть картинки из текущей, нижняя часть из старой) и прочих дефектов.

Одним из решений подобной проблемы, является двойная и тройная буферизация. Что это такое и зачем нужно, а так же как связано с вертикальной синхронизацией V-Sync , рассмотрим далее.

Тройная и двойная буферизация

Двойная буферизация

Двойная буферизация - это такой метод, который позволяет обеспечивать одновременную передачу готового результата и формирование следующего.

Как устроена двойная буферизация в компьютерной графике? Стоит отметить, что существует два варианта, оба из которых решают проблему мерцания и некоторых иных дефектов, но не решают проблему разрыва картинки. Первый, это когда изображение вначале формируется в оперативной памяти компьютера, а затем копируется в буфер монитора (из которого последний считывает и отображает картинку на экране). Второй, это когда видеокарта исходно поддерживает два буфера, которые она меняет без копирования данных, что существенно быстрее. В этом случаем, реже возникают разрывы.

Стоит знать, что под первичным буфером подразумевают тот, в котором хранится картинка, отображаемая в экране монитора. Под вторичным буфером подразумевается тот, в котором генерируется изображение (происходит рендер).

Тройная буферизация

Тройная буферизация - это разновидность двойной буферизации, отличающаяся тем, что используется три буфера данных.

Как устроена тройная буферизация в компьютерной графике? Сам механизм во многом похож, но только используется три буфера данных - первичный и два вторичных. При этом так же возможно использование дополнительных буферов видеокарты в качестве вторичных буферов метода, если таковые существуют.

Зачем это нужно? Дело в том, что в момент копирования данных видеокарта простаивает. Соответственно, дополнительный вторичный буфер решает эту проблему, так как в момент копирования данных, может формироваться следующее изображение. Это позволяет повысить fps .

Однако, обе этих технологии обычно связывают с V-Sync и не просто так. Далее рассмотрим почему.

Двойная и тройная буферизация с вертикальной синхронизацией

Вертикальная синхронизация V-Sync применяется совместно с двойной или тройной буферизацией и позволяет решать проблему разрывов изображений . Отличием от обычного применения является лишь то, что копирование данных синхронизировано с частотой монитора. Простыми словами, в моменты, когда монитор считывает и отображает данные, смены картинки не происходит.

Примечание : Читателям стоит знать, что V-Sync повышает Input Lag .

В чем плюсы и минусы двойной буферизации с V-Sync?

Плюсы. На экране не видны разрывы. Если видеокарта мощная и fps у нее выше частоты монитора, то снижение fps может не чувствоваться, так как каждый кадр анимации будет срендерен (сгенерирован) до момента отображения на экране монитора с учетом задержки копирования.

Минусы. Суть в том, что, кроме проблемы простоя видеокарты при копировании данных, добавляется задержка ожидания отрисовки монитором. Это означает, что может очень сильно снижаться fps, если видеокарта генерирует меньшее число кадров, чем частота монитора. Например, 40-45 fps могут снизиться до 30 реальных fps, так как часть кадров будет отображаться за 1 такт монитора, а часть кадров за 2 такта монитора. Если же fps меньше 30, то снижение может быть вплоть до 15 кадров.

Второй существенный минус, что если реальный fps видеокарты в игре скачет, то это может быть ощутимым и дополнительно вызывать излишнюю усталость глаз. Например, если в одних сценах 40-50 fps, а в других 20-30 fps, то это означает, что fps будет чередоваться в стиле "30 - 15 - 30 - 15 - 15 - 30 - 30".

В чем плюсы и минусы тройной буферизации с V-Sync?

Плюсы. Те же, что и у двойной, но с некоторым отличием. Дело в том, что тройная буферизация позволяет избавиться от проблемы простоя, так как в моменты ожидания монитора или копирования данных, видеокарта формирует следующее изображение, что особенно полезно, если видеокарта формирует изображения то быстро, то медленно (однако, возможен минус в виде периодических пропусков изображений из-за V-Sync).

Минусы. Первый минус в том, что тройная буферизация требует больше вычислительных ресурсов. Второй минус в том, что если видеокарта всегда генерирует картинки быстро с учетом всех задержек, то толк от тройной буферизации теряется. Третий. Если компьютер "слабый", то включение этого метода может снизить реальный fps. Происходит это из-за первого минуса, так как требуется больше вычислительных ресурсов. В этом случае, лучше отключить не только тройную буферизацию, но и V-Sync.

Буферизация - это способ организации обмена, а именно ввода и вывода данных в вычислительных устройствах и компьютерах. Буфер используется как место для временного хранения данных. Во время ввода данных одни устройства производят запись данных в буфер, в то время как другие производят чтение данных из буфера. При выводе все с точностью до наоборот.

Где мы встречаемся с буферизацией?

Фактически все процессы в ПК связаны с этим процессом. Неинформированному человеку нелегко понять, что такое буферизация. Однако наблюдать ее очень просто: та же загрузка фильма онлайн - происходит буферизация данных, фильм загружается в КЭШ и воспроизводится, хотя его на компьютере и нет.

Операция эта позволяет процессам выполнять ввод и вывод данных независимо друг от друга. Благодаря такой своей полезности, буферизация используется в многофункциональных ОС.

Несколько ее видов применяются в компьютерной графике для ввода, вывода и обработки изображения. Их реализация происходит аппаратно или программно.

Примером буферизации в служит оперативная память модема, которая используется для временного хранения получаемых и отсылаемых файлов.
Примером буферизации в программном обеспечении являются многозадачные ОС, в них при вводе данных на печать происходит временная закачка файлов в очереди печати.

Продвинутым пользователям ПК необходимо знать, что такое буферизация.
В сфере информационных технологий всегда существует поверхностная информация и углубленная. Разобравшись, что такое буферизация, можно пойти дальше и рассмотреть детальней сами ее виды.

Известно, что существует двойная и тройная буферизация. О них пойдет речь в следующем подзаголовке.

Тройная буферизация - что это такое?

В компьютерной графике данный вид обсуждаемого процесса представляет собой разновидность двойной буферизации. Разница лишь в методе вывода изображений. Тройная позволяет избежать или уменьшить число артефактов. Также различия между двойной и тройной буферизацией наблюдаются и в скорости вывода изображения.

Методом тройной буферизации также является синхронизация с Третий буфер здесь используется как метод предоставления свободного пространства для запросов на изменение в общем объёме выводимой графики. Он действует как своего рода хранилище. Метод тройной буферизации требует больше ресурсов, но обеспечивает согласованную частоту кадров.

Три буфера - это не предельное количество. Однако необходимости в 4 и более местах для временного хранения закачиваемых файлов нет, активно работать всегда будут только 3 из них. Поэтому оптимальный вариант - тройная буферизация.

Рассмотрим, что такое буферизация в играх?

Для передачи изображения игр также используется буферизация. В играх используется как двойная, так и тройная. Двойная буферизация предназначена для более слабых ПК и ОС, в то время как тройная - для более мощных.

Если использовать тройную буферизацию на слабой ОС, игра может глючить. Иными словами, от того, какого вида процесс используется на вашем компьютере, зависит производительность. Игры тоже бывают разные, с разными требованиями к ПК и ОС.

Подбирать вид буферизации достаточно сложно, так как производители игр создают свое детище, используя разнообразные методы. Поэтому на игровых форумах можно часто слышать о том, как определенная игра плохо работает с тройной буферизацией, и наоборот.

В идеале, производители должны указывать системные требования конкретной игры, её совместимость с различными ОС, поддержка буферизации и т. д.

В случае если производитель не дал конкретной информации по поводу совместимости, её можно проверить самому. В любом случае тратится только время, компьютеру это никакого вреда не принесет. Несовместимость можно будет заметить практически сразу, так как она отражается в торможении графической визуализации и плохой синхронизации изображения со звуком.

О буферизации вывода

Буферизация вывода - достаточно полезная вещь. Данная функция заключается в складывании в стопку всего вывода скрипта, добавлении туда заголовков cookie и другого получившегося в результате работы конкретного скрипта. После завершения обработки информации все данные отправляются к клиенту в обратной последовательности, то есть сначала заголовки, потом страница и затем результат работы скрипта.

Возможности, которые открываются благодаря буферизации вывода

  1. Посылка cookie из абсолютно любого места в скрипте.
  2. Начало сессии в любое время.
  3. Сжатие данных перед отправкой клиенту.

Следует помнить, что сжатие потребует дополнительных ресурсов процессора. Но скорость передачи увеличится на 40% (в зависимости от количества картинок и текста). Известно, что картинки сжимаются намного хуже текста. Буферизация вывода по умолчанию не включена.

Существует 2 метода включить буферизацию вывода:

  1. Подходит для тех, кто владеет самим сервером или у кого есть доступ к файлу php.ini. Все, что требуется, найти в этом файле директиву output_buffering и присвоить ей значение On.
  2. Второй способ заключается в использовании ob_start() в скрипте, вывод которого необходимо буферизовать.

Вот мы и разобрались с тем, что такое буферизация.

; метод вывода изображения, позволяющий избежать или уменьшить количество артефактов .

Тройная буферизация позволяет увеличить скорость вывода изображения по сравнению с двойной буферизацией . В реальных приложениях это часто связано с попыткой абстрагировать операции формирования графики от синхронизации с частотой обновления монитора . Как правило, кадры рисуются с частотой ниже или выше частоты обновления экрана (с переменной частотой кадров) без обычных эффектов, которые это могло вызвать (а именно: мерцание, сдвиги, разрывы). Так как программе не требуется опрашивать оборудование для получения событий обновления экрана, алгоритм может свободно выполняться максимально быстро. Это не единственный доступный метод тройной буферизации, но преобладающий на архитектуре ПК , где скорость машины может сильно различаться.

Другой метод тройной буферизации включает в себя синхронизацию с частотой обновления экрана, используя третий буфер просто как способ предоставить свободное пространство для запросов на изменения в общем объёме выводимой графики. Здесь буфер используется в истинном смысле, когда он действует как хранилище. Такой метод предъявляет повышенные минимальные требования к аппаратному обеспечению , но обеспечивает согласованную (по сравнению с переменной) частоту кадров.

Тройная буферизация предполагает использование трёх буферов, но метод может быть расширен на любое нужное приложению количество буферов. Обычно использование четырёх и более буферов не даёт каких-либо преимуществ.

Энциклопедичный YouTube

    1 / 3

    ✪ Буферизация видео YouTube

    ✪ Буферизация видео YouTube в браузере Mozilla Firefox

    ✪ Просмотр видео онлайн без завесаний!!!

    Субтитры

Недостатки двойной буферизации

Если в системе есть два буфера, А и Б, она может отображать буфер Б, одновременно формируя новое изображение в буфере А. Когда изображение в буфере А готово, системе приходится ждать обратного хода луча монитора, чтобы сменить буферы. Этот период ожидания может составить несколько миллисекунд, в течение которых ни один из буферов не затрагивается. В момент завершения вертикальной развёртки можно либо обменять буферы А и Б, чтобы затем начать построение изображения в буфере Б (переключение страниц), или скопировать буфер А в буфер Б и рисовать в буфере А.

Преимущества тройной буферизации

Если в системе есть три буфера: А, Б и В, ей не нужно ждать смены буферов. Она может отображать буфер Б, формируя изображение в буфере А. Когда изображение в буфере А готово, она немедленно начинает построение изображения в буфере В. При наступлении паузы в вертикальной развёртке отображается буфер А, а буфер Б освобождается для повторного использования.

Ограничения тройной буферизации

Если система всегда заполняет буферы за меньшее время, чем требуется для отображения буфера на экране, компьютер будет всегда ожидать сигнала монитора независимо от количества буферов. В этом случае тройная буферизация не имеет преимуществ перед

Вернемся к нашему примеру с частотой развертки 75 Гц и 100 кадрам в секунду.
При включении вертикальной синхронизации артефакты изображения пропадают.
Когда скорость рендеринга в особо сложных сценах снижается примерно до 60 fps и включена VSync, реальная же скорость расчета кадров падает почти вдвое.

Иными словами, вертикальная синхронизация в сочетании с двойной буферизацией хороша только тогда, когда скорость рендеринга не падает ниже частоты развертки, поскольку в других случаях производительность резко падает.

Согласитесь, было странным, если бы инженеры не нашли решения этой проблемы.
Чтобы скорость рендеринга не падала из-за ожидания, пока освободится первичный буфер, была разработана технология тройной буферизации - то есть в описанную выше схему был добавлен еще один кадровый буфер.
Благодаря этому карта может не дожидаться освобождения первичного буфера и рассчитывать картинку в этом третьем буфере.

Работает тройная буферизация следующим образом (при скорости рендеринга 50 кадров в секунду и частоте обновления монитора 75 Гц).
Первый кадр находится в первичном буфере, две трети второго кадра обрабатываются во вторичном буфере.

После обновления экрана первым кадром во вторичный буфер поступает последняя треть второго кадра, а треть третьего кадра начинает «рендериться» в третьем буфере.
После второго обновления экрана первым кадром второй кадр копируется в первичный буфер, а первая треть третьего кадра перемещается во вторичный буфер.

Оставшиеся две трети кадра номер три обрабатываются в третьем буфере, происходит первое обновление экрана вторым кадром, а кадр три полностью переносится во вторичный буфер.
Затем этот процесс повторяется с начала.

Как нетрудно подсчитать, в данном случае два кадра выводятся на экран за три цикла обновления, что составляет две трети от частоты развертки, то есть, 50 кадров в секунду, а это и есть полная потенциальная скорость рендеринга для рассматриваемого примера.
Благодаря схеме тройной буферизации минимизируется время простоя видеокарты, и, как видим, это дает очень хорошие результаты.

К сожалению, тройную буферизацию поддерживают далеко не все компьютерные игры.
К тому же, она отнимает вычислительные ресурсы и определенную часть видеопамяти.
Однако пока альтернативы этой технологии для получения высококачественного изображения при низкой скорости рендеринга не существует.

После прочтения этого материала у некоторых может возникнуть вопрос: так стоит задействовать вертикальную синхронизацию в настройках видеокарты или лучше все-таки ее отключить.
Однозначного ответа на этот вопрос нет.
Очевидно, что если вы просто хотите посмотреть, на что способна ваша видеокарта и «прогнать» какие-то синтетические или игровые тесты, то VSync лучше отключить.

В этом случае вы не собираетесь наслаждаться картинкой или игровым процессом, а просто хотите получить информацию о максимальной производительности видеокарты в тех или иных единицах измерения.
Кстати, все тестирования графических процессоров проводятся с отключенной вертикальной синхронизацией, поэтому в реальных игровых ситуациях карта может оказаться заметно медленней, чем о ней отзывались в том или ином тесте.

Если вы хотите получить максимальное качественное изображение без артефактов, то стоит включить вертикальную синхронизацию.
Единственным недостатком этого решения будет резкое падение производительности в особо сложных сценах, когда скорость рендеринга становится ниже частоты развертки монитора.

С этим можно бороться только в том случае, если конкретное приложение поддерживается тройную буферизацию, в противном случае придется либо отключить VSync, либо смириться с временно скромной производительностью как с неизбежным фактом.

Посмотрим на примере «Центра управления» для видеокарт ATI (Catalyst Control Center), как включить или отключить вертикальную синхронизацию и тройную буферизацию.
Напомним, что Catalyst Control Center работает только при наличии установленной в системе среды.NET Framework 1.1, которую можно бесплатно скачать с сайта Misrosoft.

Этой утилитой пользоваться необязательно - все видеокарты ATI могут работать и с традиционной «Панелью управления» (Control Panel).

Чтобы получить доступ к настройкам VSync, необходимо в «дереве» слева выбрать пункт 3D и подпункт «All Settings» - раздел «Wait For Vertical Refresh».
По умолчанию установлены следующие настройки: вертикальная синхронизация отключена, но ее может задействовать запущенное приложение.

Это самая разумная настройка, и в подавляющем большинстве случаев ее изменять не стоит.
Если перевести рычажок в крайнее левое положение, то VSync будет принудительно отключена, в крайнее правое - принудительно включена.
Крайнее левое положение обеспечит максимально возможную производительность, а крайнее правое - наивысшее качество.

Здесь же можно включить вертикальную синхронизацию, но если приложение ее не требует, то она использоваться не будет.

Включить тройную буферизацию можно, зайдя в пункт «3D» и подпункт «API Specific».
Здесь сразу становится очевидным, почему эту возможность поддерживают далеко не все игры: тройная буферизация возможна лишь для приложений, работающих с программным интерфейсом (API) OpenGL.
Соответствующая строчка предусмотрена именно в настройках для этого API - второй пункт снизу.
По умолчанию тройная буферизация отключена.

Наконец, еще раз подчеркнем, что все вышеизложенное касается и ЭЛТ-, и ЖК-мониторов.
Несмотря на принципиальные отличия в принципах вывода изображения, для видеокарты (то есть, ее драйвера, операционной системы и конкретного приложения) это однотипные устройства, на которые отправляются сгенерированные кадры с определенной частотой.

Впрочем, владельцам жидкокристаллических дисплеев повезло больше: для этих мониторов типичная частота развертки - всего 60 Гц, а при наличии мощной видеокарты скорость рендеринга будет падать ниже 60 fps в редких случаях.

Надеемся, что эта небольшая статья помогла вам получить ответы на вопросы, которые с завидной регулярностью появляются в форумах по видеокартам.
Как видите, все довольно просто, но и неоднозначно …

Накопительное обновление Windows 10 1903 KB4515384 (добавлено)



 

Возможно, будет полезно почитать: