游戏的帧率与屏幕的刷新率

在全屏模式下运行时，有些DEMO的FPS可以达到上百帧，而有些DEMO的FPS则怎么也超不过显示器的屏幕刷新频率。这个问题困惑着好多人，其中也包括我自己。

最近，我购置了一台电脑。在无意中发现显卡的Direct3D与OpenGL设置中都有一个选项：“等待垂直同步信号”。将它前面的对号去掉后，发现以前那些“不论多么简单，FPS也超不过屏幕刷新率”的DEMO，现在运行时全都是几百帧。

于是我脑中产生了几个想法：
1，既然“等待垂直同步信号”这个选项在显卡的设置里出现，那就说明这是硬件支持的特性。默认情况下，这个选项前是打勾的，也就是等待垂直同步信号。
2，在默认情况下我们运行不同的DEMO会产生两种情况：一种FPS可以超过屏幕刷新率，另一种不行。这说明图形API（DirectX或OpenGL）提供了设置这个属性的函数，在做DEMO时调用这个函数，我们就可以关闭这个属性，从而达到较高的帧数。那么这个函数是什么？
3，如果上面都是真的，那为什么等待垂直同步信号会有较低的帧率呢？它背后的原理是什么？

带着这些想法和问题，我进一步查了相关资料，最终有了一些理解，但还是有一些疑惑。希望大家一同收集相关的资料，并讨论这个问题，最后能解决这个问题。

当显示器显示一幅图像时，电子枪是从左到右、从上到下来扫描屏幕的。由电子枪打出的电子经由偏转线圈的偏转得以打到屏幕的不同点上。电子束在从左到右扫描完一行后，需要回到起始方向进行下一行的扫描，这个返回的工作由回程转换器来完成。

这一系列动作要想很精确，就得使电子枪、偏转线圈、回程转换器协同（同步）工作。为了达到这个目标，我们需要两个信号：
1，水平同步信号，显示设备（显示器）接收到这个信号后，就开始画下一行。
2，垂直同步信号，显示设备（显示器）接收到这个信号后，就开始画下一帧。
这样，通过传递这两个信号，电子枪、偏转线圈、回程转换器就能精确协作了。

这两个信号由谁传递呢？答案是显卡，显卡每隔一段时间就会给显示设备（显示器）发送这样的信号。

显卡隔多长时间发送一次信号呢？这和屏幕的刷新率有关。假设我们的屏幕刷新率是60HZ，也就是一秒内我们要发送60个垂直同步信号给显示设备（显示器）。再假设我们的分辨率是800＊600，就是说屏幕一共有600行，一秒内我们会发送这么多个水平同步信号：60*600＝36000。画每一条线所用的时间也可以容易的算出来。

现在已经有答案了：如果我们运行DEMO时“等待垂直同步信息”，则即使要画的场景很简单，很快就计算完了，但必须等待垂直同步信号的到来，才开始画下一帧。所以FPS超不过屏幕刷新率。

我没有用过D3D，只是查了一下帮助文档，找到D3D7中的Flip函数的第二个参数可以传入DDFLIP_NOVSYNC，NOVSYNC就是不等待垂直同步信号的意思（No vertical sync）。
D3D8中查到了一个D3DSWAPEFFECT_COPY_VSYNC，也与垂直同步信号有关。

几个需要大家讨论的问题：
1，窗口模式下，FPS不受“等待垂直同步信号”的影响，而全屏模式下（独占显卡）则受影响，为什么？
2， OpenGL中（可能在扩展中）有没有设置这个的函数，或是在Windows API中有这样的函数？
3，最重要的是查到函数后怎么用到程序中去？

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窗口模式下的显示是使用桌面设置，当然FPS不受“等待垂直同步信号”的影响，而全屏模式下（独占显卡）则受影响，为什么？
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在Windows平台下控制OpenGL的等待垂直同步信号是通过扩展WGL_EXT_extensions_string 来实现的，这个扩展添加了两个函数，
wglSwapIntervalEXT
wglGetSwapIntervalEXT

如果传给wglSwapIntervalEXT的参数为0，则表示关闭垂直同步

具体可以看
http://oss.sgi.com/projects/ogl-sample/registry/EXT/wgl_swap_control.txt

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“不过既然如此，还追求高帧数做什么？”

1. 帧数高说明你程序的效率高，也就说明你的水平高 :)

2. 高效的图形程序可以为游戏提供更加复杂的游戏场景，也可以腾出更多
的CPU时间来计算更加真实的物理和更高级的AI，以提高游戏的真实度
和可玩性。

3. 真实世界中的时间和运动都是连续的，而在计算机中，则是通过一个个
    离散的时间片来模拟连续的真实世界，时间片分的越细，模拟的效果就
    越真实。
    游戏中，时间片就是按照帧来划分的，一帧就是一个时间片。拿Quake
    来说，100帧和60帧玩起来的感觉就有很大差别。帧数越高，动作就越
    平滑，越容易做出高难度的动作。

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你说垂直同步信号和水平同步信号仅仅是由显卡提供的,不完全吧.
如果显示器不接显卡,有的显示器能够显示出no signal的字样在屏幕上,这个信号是谁控制的呢?应该是显示器内部吧.

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把那个几百帧的DEMO给出来看看吧。
个人认为：让帧数超过显示器刷新频率只是为了证明自己牛而已（真正牛不牛还有待考证），实际上并没有意义，人眼分辨不出120帧和500帧的区别。

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