Rácios de fotogramas significam sempre melhor gameplay?
O Digital Foundry explora os prós e contras de jogos a 30fps vs. fps desbloqueados.
Paul Rustchynsky, diretor de Driveclub, disse recentemente que "a coisa mais importante para um jogo de corridas é um rácio de fotogramas fixo". "Seja a 30fps ou a 60fps," disse ele. "É vital que toda a vez que pressionas um botão seja consistente e igual para todos os condutores. Escolhemos um rácio de fotogramas fixo por esta razão e a 30fps não temos que reduzir no obsessivo detalhe visual."
A ideia é simples: um rácio de fotogramas produz uma resposta firme e um feedback visual consistente, permitindo uma experiência estável. No entanto, nas novas consolas vimos poucos jogos que tomaram uma abordagem diferente ao operar com um rácio de fotogramas completamente desbloqueado. Em termos lógicos, mais fotogramas devem significar movimento mais suave e menor latência nos comandos mas isso nem sempre é verdade. Então a questão é, devem os jogos de consola terem a capacidade de operar no seu mais rápido absoluto? Ou deve a performance ser castrada para reforçar o tipo de consistência da qual Paul Rustchynsky fala?
A resposta curta é que não existe resposta definitiva. Jogos diferentes têm como alvo experiências diferentes com propriedades diferentes e os próprios jogadores têm as suas opiniões sobre o que resulta melhor. No entanto, ao olhar para alguns dos títulos de maior destaque, podemos construir uma imagem do que resulta para nós, o que pode contextualizar alguns dos nossos artigos sobre análises tecnológicas em jogos específicos.
Killzone Shadow Fall é o primeiro - título de lançamento na PS4 que processa fotogramas à velocidade que a consola os consegue produzir. A ideia do Guerrilla é produzir um jogo com a maior resposta possível - quanto mais cedo a tua ordem é registada, mais rapidamente o resultado surge no ecrã. No entanto, parte do problema nisto é a implementação de v-sync. Isto liga a atualização do jogo ao refrescamento do ecrã, portanto os fotogramas apenas chegam em intervalos distintos de 16ms. Se o jogo não processou um fotograma em 16ms - como acontece frequentemente em Killzone - o jogo espera até ao próximo refrescamento de 16ms. Como alguns fotogramas chegam a 16ms e muitos mais a 33ms, o resultado é uma atualização desequilibrada, resultando em trepidação no ecrã e inconsistência nos comandos.
Baseado nas opiniões da comunidade, o Guerrilla lançou uma atualização que introduziu um bloqueio a 30fps, permitindo-nos comparar os dois modos. No vídeo em cima - a correr a metade da velocidade para realçar a diferença - podes ver a consistência que o bloqueio a 30fps adiciona ao jogo, sem falar na espantosa variação ao correr desbloqueado. Na nossa perspetiva, é recomendado usar a nova opção - a consistência regressa ao gameplay em termos de feedback visual e resposta dos comandos. Também devemos dizer que o novo modo faz maravilhas para o Remote Play da PlayStation Vita. Como o rácio de fotogramas do jogo está ligado à exata frequência do codificador de vídeo do equipamento, a experiência transforma-se ao jogar na portátil - desaparece a trepidação, tornando o jogo mais apresentável. Simulamos isso no final do vídeo para veres a diferença da noite para o dia.
Apesar da nossa preferência para Killzone ser o uso de um rácio de fotogramas desbloqueado, um jogo diferente que apresenta uma experiência completamente diferença pode fazer-nos preferir um rácio de fotogramas desbloqueado. Tomb Raider: Definitive Edition é o caso no qual um rácio de fotogramas desbloqueado é benéfico, apesar de operar de forma muito similar à de Killzone.
Na PS4, o jogo opera com um rácio de fotogramas desbloqueado e v-sync ativa, enquanto na Xbox One está bloqueado a 30fps. Apesar de termos notado anteriormente a consistência adicional ao usar 30fps na XO, acabamos por preferir a apresentação desbloqueada da PS4. Qual a diferença? Está tudo no nível geral de performance. A versão PS4 tem uma média de 50fps com um grande número de secções a operar a completos 60fps. O resultado? Vemos mais fotogramas a persistir por apenas 16ms do que a 33ms; quase o completo inverso de Killzone.
Ainda podemos ver trepidação mas o movimento lateral mais lento da câmara na terceira pessoa combinado com a quantidade de áreas que opera a completos 60fps ajuda a minimizar os efeitos indesejados de uma performance desbloqueada. Tomb Raider simplesmente corre melhor pois vemos uma grande melhoria no rácio de fotogramas e latência dos comandos e de muitas formas isto espelha o perfil de performance que observamos nas versões Xbox 360 de Call of Duty ano após ano.
"Em Tomb Raider, a versão PS4 tem uma média de 50fps com um grande número de secções a operar a completos 60fps. Aqui, um rácio de fotogramas desbloqueado funciona melhor."
Depois existem aquelas situações nas quais um rácio de fotogramas desbloqueado é aliado a v-sync desativada. Mais recentemente isto pode ser observado em Titanfall do Respawn Entertainment, um jogo onde o foco principal do gameplay está nos comandos de baixa latência sobre proeza gráfica. Tal como Killzone, o jogo está afinado para bombear tantos fotogramas quanto possível para aumentar a resposta dos comandos mas ao desligar a v-sync libertamos o jogo da obrigação de atualizar o ecrã na janela de 16ms. Assim que um novo fotograma está pronto, é enviado para o ecrã - mesmo que esteja a meio do refrescamento. Revirar fotogramas durante este processo geralmente gera screen-tear - um artefacto feio que tem um grande impacto negativo na qualidade de imagem - mas permite que o ecrã apresente as suas imagens com mais rapidez e com mais consistência do que um título como Killzone ou Tomb Raider com v-sync ativa.
A versão 360 de Titanfall tem na verdade dois modos de apresentação que podemos comparar - modo desbloqueado sem v-sync e 30fps bloqueados com v-sync. O estúdio permite que o jogador escolha entre integridade de imagem (30fps bloqueados com atualizações de fotogramas a 33ms) ou os controlos com resposta mais rápida. O foco do multi-jogador competitivo de Titanfall está fortemente baseado em comandos de baixa latência que apesar do tearing feio, o rácio de fotogramas desbloqueado é a melhor forma de o jogar. O que perdes em consistência visual, ganhas em resposta mais rápida dos comandos.
Isto é melhor ilustrado no vídeo em baixo. O tempo de fotograma - e por extensão a latência dos comandos - é no geral menor que os 33ms padrão nos 30fps. E como a v-sync não está ativada, não existem grandes saltos entre 16ms e 33ms. Ao invés disso existe uma linha consistente no tempo de fotograma. O pressionar dos botões é apresentado no ecrã mais rapidamente e mais consistentemente, o que soa ideal - o problema é que precisas aturar o screen-tear como contra-partida. No vídeo alternativo, que mostra o bloqueio nos 30fps, o tearing está altamente reduzido mas o feedback visual está bloqueado nos 33ms, significando comandos com resposta inferior. Jogos diferentes, contra-partidas diferente - geralmente pelas razões adequadas.
Análise alternativa:
Seja fluidez visual ou resposta dos comandos, voltamos na mesma à importância da consistência - e isso pode aplicar-se tanto ao rácio de fotogramas bloqueado como a um jogo completamente desbloqueado. O modo 30fps de Killzone é basicamente a implementação perfeita - o teu ecrã atualiza-se 60 vezes num segundo, o jogo atualiza-se a cada refrescamento. Acontece que nem todos os jogos a 30fps temporiza as suas atualizações desta forma. Em muitos jogos, o ritmo dos fotogramas está errado - alguns chegam em 16ms, outros nos precisos 33ms, mas alguns demora 50ms para se apresentarem. O resultado final é que apesar de uma leitura de 30fps na nossa ferramenta de análise, não temos a consistência perfeita que queremos.
Observamos isto pela primeira vez na nossa cobertura inicial a Need for Speed Rivals, no qual a versão original tinha problemas para oferecer os fotogramas na cadência correta. Apesar do Ghost Games ter corrigido isto rapidamente com uma atualização, o problema do ritmo dos fotogramas continua presente em muitos outros jogos a 30fps.
A conclusão geral é bem simples. Como forma de expressar o nível de performance de qualquer jogo, a métrica de fotograma-por-segundo serve - mas devido à sua natureza é uma média, sendo uma aproximação de como o jogo irá realmente correr mas muito pode acontecer dentro de qualquer segundo de gameplay. A introdução dos gráficos de tempo-fotograma nos vídeos de performance do Digital Foundry resume-se a representar melhor a experiência de jogo. Com muita frequência, óbvios problemas no gameplay são suavizados pela média dos fotogramas-por-segundo. O tempo-fotograma oferece uma forma de analisar a performance do gameplay a nível mais granular.
"Rácio de fotogramas é uma média muito vaga - ritmo de fotogramas resume-se à oferta consistente de fotogramas numa janela de tempo muito restrita."
Até agora estivemos concentrados nos jogos de consola mas no espaço PC as coisas são um pouco mais complicadas. Os programadores não mais trabalham com plataformas fixas - ao invés disso o jogador escolher o seu equipamento e ajusta as definições para servirem uma configuração em particular. Por extensão, o número de potenciais gargalos aumenta imenso, tornado impossível uma otimização tão profunda. A solução óbvia para os que querem uma suave experiência a 60fps é jogar no equipamento mais poderoso disponível - mas como descobrimos esta semana com os desconfortantes problemas de Watch Dogs no PC, até isso nem sempre é uma opção viável.
Se tens um jogo PC com problemas consistentes na performance, existe uma opção: o mesmo bloqueio a 30fps que muitos programadores empregam nos seus jogos para consola. Apesar de muitos jogadores PC considerarem isto um sacrilégio, as vantagens são numerosas, quanto não seja porque oferece a equipamento menos poderoso uma oportunidade de correr os jogos mais recentes nas definições mais altas, mantendo ainda um nível consistente de performance.
Infelizmente, nem sempre corre como planeado e alguns jogadores dão por si a perguntar porque é que um jogo PC a correr a 30fps simplesmente não parece tão fluído ou consistente quanto um jogo de consola a operar no mesmo rácio. Não é a diferença entre controlo com comando e rato, apesar de olhar com o rato poder exacerbar um rácio de fotogramas menor - é mais do que provável que seja um problema de consistência. Bloquear o rácio de fotogramas a 30fps no PC é algo arriscado que simplesmente nem sempre funciona como esperado, principalmente porque poucos jogos têm limitadores de rácio de fotogramas inseridos. Entre os que tem, muitos não controlam o ritmo de fotogramas de forma correta, introduzindo trepidação e eliminando a razão da sua existência. Novamente, Need for Speed: Rivals - desta vez na sua versão PC - é um bom exemplo disto.
"Nos videojogos para PC os potenciais gargalos podem variar de sistema para sistema e jogo para jogo. Um bloqueio a 30fps pode ser bom para ter uma performance sólida e consistente."
A nossa abordagem recomendada é um duplo assalto. Primeiro, o programa RivaTuner Statistics Server software em MSI Afterburner é obrigatório, a sua capacidade para estabiliza rácios de fotogramas funciona melhor do que qualquer outro programa que encontramos. Isto pode até ser usado para estabilizar jogos com problemas no ritmo, tais como Darksiders 2 no PC, para ter 60fps estáveis.
Adicionalmente, os utilizadores de Nvidias também podem investigar a opção de cortar para metade o rácio de refrescamento disponível via Nvidia Inspector, enquanto os utilizadores de AMDs encontram uma opção de duplicar a v-sync na Radeon Pro. Ao utilizar estas opções juntamente com o RivaTuner Statistics, a vasta maioria dos jogos devem operar em 30fps completamente consistentes, exceto soluços relacionados com o acesso ao disco ou algo assim.
Olhando para jogos PC de topo tais como Crysis 3 ou Metro: Last Light, fomos capazes de usar as definições de maior detalhe a 1440p alcançado 30fps/33ms de tempo-fotograma completamente consistentes numa GTX 680. Para gráficas de topo pode ser possível baixar de 4K ou superior e ainda conseguir um nível consistente de performance. Apesar de preferirmos a sensação dos 60fps, é bom ter a opção de alcançar 30fps corretos em certas circunstâncias.
Mas porquê procurar um bloqueio a 30fps? Porque não 40fps? 45fps? 50fps? Tudo se resume às limitações do ecrã 60Hz padrão, que limita os rácios de refrescamento disponíveis para uma experiência consistente sem qualquer trepidação. O problema do rácio de refrescamento bloqueado é precisamente o problema que a G-Sync da Nvidia foi desenhada para resolver. O tearing é coisa do passado porque o equipamento gráfico não envia um fotograma durante o refrescamento - ao invés disso, o teu PC tem controlo total sobre quando o ecrã se atualizada e com que frequência.
"A G-Sync da Nividia reduz a trepidação e mata o screen-tear. É o futuro da tecnologia para ecrãs mas provavelmente ficará exclusivo PC por muito tempo."
Na nossa análise G-Sync, descobrimos que a Nvidia apresentou uma solução quase perfeita mas os programas precisam ser atualizados pois a variação na performance de jogos a qualquer momento ainda é problemático. No entanto, acreditamos que combinar G-Sync (ou FreeSync - a futura alternativa da AMD) com performance limitada a um determinado rácio de fotogramas deve ser a solução perfeita. Isto dá-nos controlo do ecrã combinado com meios de forçar consistência no sinal de rácio de fotogramas em bruto. Aos nossos olhos, 45fps bloqueados via G-Sync parece mesmo muito bom.
Mas irá a capacidade para o teu equipamento de jogos controlar o ecrã com mais eficácia continuar exclusivo do espaço PC? Em teoria, um derivado da G-Sync pode chegar aos ecrãs mainstream da sala de estar e existe a possibilidade de a XO e PS4 os suportar. Mas estamos perante uma mudança sísmica na tecnologia de ecrãs - seria preciso tempo para filtrr e a combinação do esforço preciso em engenharia, combinado com o inicial apelo reduzido torna improvável que vejamos isto em breve. No entretanto, para os jogadores em consolas, são os programadores que estão no controlo da experiência de jogo. A situação não é completamente ideal mas com programadores como o Guerrilla Games, Sucker Punch e Bluepoint a oferecerem aos jogadores a opção de escolher entre performance bloqueada e desbloqueada, é bom ver um certo nível de liberdade devolvido aos jogadores.