120 فریم بر ثانیه رویایی که در نهایت به کنسول‌ها رسید

مایکروسافت در مراسم The Game Awards زمانی که کنسول‌های نسل جدید خود و به طور مشخص Xbox Series X را معرفی کرد، در دموی معرفی راوی حرف‌های جالبی میزد: فرض بگیرید قادر باشید هر رویایی را که تصور کنید، ببینید و 70 سال رویاهای خود را به  واقعیت تبدیل کنید و …. داستان اینجاست یک بازیبار چه رویایی در سر می‌پروراند؟ بازیهای بهتر؟ گرافیک زیباتر؟ فریم ریت بیشتر؟ یا همه اینها با هم؟ در این نسل جدید با تجربه چند هفتگی که از استفاده از Xbox Series X بدست آوردم باید بگویم تقریباً همه‌ رویاهای بالا به واقعیت دست یافته است. بازی‌های محبوب حالا با رزلوشن‌های بسیار بالا و فریم ریت‌های تقریباً قفل بر روی 60 فریم یا حتی 120 با نهایت توان گرافیکی موتورهاشان در حال اجرا هستند. این همان رویایی بود که راوی از آن سخن می‌گفت.

تابستان سال پیش مایکروسافت تایید کرد که Halo Infinite  عنوان بزرگ و به تاخیر افتاده Xbox در بخش مولتی پلیر قادر است در 120 فریم بر ثانیه اجرا شود. این 120 فریم بر ثانیه قطعاً جهش عظیمی برای این نسل خواهد بود. برای پلتفرم‌هایی که حتی قویترین‌هایشن در نسل پیش به ندرت بازی های 60 فریم بر ثانیه داشتند. به جز تعداد  معدودی شوتر یا بازی‌هایی با گرافیک ساده بر روی Xbox One X یا PS4 Pro که بر روی 60 فریم یا نزدیک به این فریم‌ریت که حالا دیگر جز واجبات است اجرا می‌شدند، بازی‌ها اکثرا 30 فریم‌ بر‌‌ ثانیه اجرا می‌شدند. این دوبرابر شدن فریم ریت یا حتی چهار برابر شدن آن به کمک پردازنده های قدرتمند نسل جدید Zen به کار رفته در Xbox Series X|S و PS5 ممکن شده است.

اگر چه TVها هم باید مورد بررسی قرار بگیرند چون تا نمایشگر یا TV متصل شده امکان استفاده از این ویژگی‌ها را نداشته باشد این امکانات بدون استفاده خواهند ماند اما بهتر است که با این اصطلاحات بیشتر آشنا شویم.

چرا 120 فریم بر ثانیه از 60 فریم بر ثانیه بهتر است؟

پاسخ ساده است هر چه فریم ریت بیشتر باشد فریم تایم کمتر است، فریم تایم مدت زمانی است که طول می‌برد تا یک فریم جدید ایجاد شود. fps برابر است با میزان سرعت نمایش دادن فریم‌ها در یک ثانیه همان FPS یا فریم در یک ثانیه – 60 fps برابر است با سرعت نمایش 60 فریم در یک ثانیه و هر فریم مدت زمانی برابر با 16.6 میلی ثانیه طول می‌برد تا به نمایش گذاشته شود. حالا اگر فریم ریت 30 باشد یعنی در یک ثانیه 30 فریم نشان داده شود هر فریم تایم ما برابر است تا 33.3 میلی ثاینه – پس هر چقدر فریم  ریت کمتر باشد فریم تایم بیشتر می‌شود و افزایش فریم تایم باعث افزایش لگ ورودی (input Lag) خواهد شد برای همین است که حرکت دادن آنالوگ کنترلر در یک بازی 30 فریم حس سنگینی و تاخیر بسیار بیشتری از یک بازی 60 فریم دارد. این حس لگ ورودی به دلیل زیاد بودن فریم تایم است مدت زمانی که  طول می‌کشد تا یک فریم ایجاد و نمایش داده شود هر چه فریم ریت بیشتر فریم تایم کمتر خواهد بود پس فریم‌ها سریعتر ایجاد می‌شوند و به نمایش در می‌آیند .

در واقع فریم تایم مدت زمانی است که پردازنده اصلی و گرافیکی در حال آماده‌سازی فریم جدید هستند. طراحی جئومتری محیط فریم، رسترایزیشن، سایه زنی، اجرای پست افکت فریم و …در 40 fps مدت زمان رندر هر فریم حدود 25 میلی ثانیه است.در 60 فریم در ثانیه مدت زمان رندر هر تک فریم 16.6 میلی ثانیه است .پس این نمودار نسبت فریم ریت به فریم تایم مهمترین عامل شناخت fps و نحوه به نمایش در آمدن هر فریم است. هر چه فریم ریت بیشتر فریم تایم کوتاه تر و لگ و تاخیر ورودی کمتر خواهد بود –در 120 fps فریم تایم حدود 8.3 میلی ثانیه است یعنی هر فریم نصف زمان 60 fps نیاز دارد تا رندر شود بنابراین در مدت زمانی که یک فریم در 30 فریم بر ثانیه رندر می شود  در همان مدت زمان 4 فریم در 120 fps رندر خواهند شد.

این افزایش فریم برای انجام بازی‌های سرعت بالا بسیار ضروری است. شما قادر خواهید بود به سرعت واکنش نشان دهید و تاب خوردن و هدف گرفتن جهت‌های دیگر بسیار سریعتر خواهد بود. در کل مزایای فریم ریت بیشتر بسیار زیاد است روان بودن انیمیشن ها و … ولی به طور خلاصه بازی با fps بیشتر حس بهتری دارد بهتر کنترل می‌شود و  روان‌تر است دلیل هم همان کاهش هرچه بیشتر لگ ورودی است .

در این چند ساله مانیتورهای با رفرش ریت بالا توانسته‌اند در بین پی‌سی بازان جایگاه محبوبی پیدا کنند اما اکنون نه تنها بازی‌های 60 فریم بر ثانیه در نسل جدید تبدیل به نُرم گشته‌اند، با ورود 120 fps به دنیای کنسول بازی باید شاهد این باشیم که بازیبازان کنسولی هم روز به روز بیشتر به جمع طرفداران فریم ریت بالاتر از 30 بپیوندند. ناگفته نماند اجرای فریم ریت بیشتر و فریم تایم کمتر نیازمند قدرت سخت افزاری نیز هست. باید توان بالای پردازشی بیشتری در اختیار سخت افزار باشد تا بتواند فریم تایم را نصف یا حتی به ربع کوتاه کند. خوشبختانه هسته‌های جدید معماری Zen نسل جدید  AMD قادرند تا بسیار بهتر از هسته‌های جاگوار نسل قدیم این کار را انجام دهند و این Overhead پردازشی قرار گرفته در اختیار سازندگان به آنها اجازه می‌دهد تا فریم ریت‌های بسیار بالاتری از نسل قدیم را هدف گرفته و حتی با اینکه رزولوشن هم غالباً افزایش داشته است اقدام به رندر بازی‌ها در فریم بالاتری بکنند. البته همیشه بین فریم ریت بالا و کیفیت گرافیکی هم یک بده و بستانی وجود دارد. برای بازی‌هایی که گرافیک بالا  اهمیت بیشتری برای سازنده دارد معمولاً هدف گرفتن 60 یا 120 فریم مانع رسیدن به نهایت توان گرفیکی موتور بر روی سخت افزار هدف می‌شود. البته در این میان جادوگرانی هستند چون Id  که اساتید موتور‌های گرافیکی بوده و هستند، (حتی اولین بار لفظ موتور گرافیکی هم در همین تیم بازی‌سازی باب شد) و شاهد هستیم در Doom Eternal نهایت گرافیک و fps با هم ترکیب می‌شوند تا شوتری خلق کنند جادویی. البته باز هم در بازی هایی که گرافیک در الویت قرار دارد می‌توان به همان سنت 30 فریم وفادار ماند. هرچه باشد 30 فریمی که به خوبی پیاده سازی شده باشد و با VSync مناسبی همراه باشد می‌تواند نمایش روان و پایداری داشته باشد، البته باز هم در مقابل جادوی Fps بالاتر رنگ خواهد باخت.

چه بازی‌هایی بر روی Xbox Series X|S و PS5 در 120 فریم بر ثانیه اجرا می‌شوند؟

در حال حاضر تعدادی از بازی‌ها با 120 فریم اجرا می‌شوند. هم‌ اکنون لیست بازی‌های 120 فریم بر ثانیه PS5 بسیار کوتاه هست ولی در آینده شاهد افزایش شمار این لیست خواهیم بود.

لیست بازی‌های 120fps بر روی PS5

• Borderlands 3
• Call of Duty: Black Ops Cold War
• Destiny 2
• Devil May Cry 5 Special Edition
• Dirt 5
• Fortnite
• Monster Boy and the Cursed Kingdom
• The Nioh Collection (Nioh and Nioh 2)
• Rainbow Six Siege
• Tony Hawk’s Pro Skater 1+2
• WRC 9

حالا بگذارید به آن سوی سکه نگاهی بی‌اندازیم به Xbox Series X|S، مایکروسافت که سالهاست در Backward Compatibility فعال است و بازی‌هایی حتی از دهه‌های پیش هم بر روی پلتفرم‌های جدیدترش با رزولوشن و فریم ریت بالاتر اجرا می‌شوند در این نسل لیست بلند بالایی از  بازی‌های پیشتیبانی کننده از 120 فریم در ثانیه را ارائه داده است. ضمناً کافیست به بخش تنظیمات ویدئویی Xbox Series X|S بروید و در صورتی که TV مجهز به 120 هرتز و HDMI 2.1 است قابلیت پشتیبانی از 120 هرتز را روشن کنید و در بازی مربوطه به حالت اجرای بازی در 120 fps سوییچ کنید.

لیست بازی‌های 120fps بر روی Xbox Series X

• Battle Chasers: Nightwar
• Battlefield 1
• Battlefield 4
• Battlefield 5
• Battlefield Hardline
• Borderlands 3
• Call of Duty: Black Ops Cold War
• Call of Duty: Warzone
• CrossCode
• Destiny 2 (Crucible)
• Devil May Cry 5 Special Edition
• Dirt 4
• Dirt 5
• Don’t Starve: Giant Edition
• ExoMecha
• Fortnite
• Gears 5 (multiplayer)
• Golf with your Friends
• Halo Infinite (multiplayer)
• Halo: The Master Chief Collection
• Halo: Spartan Assault
• Hollow Knight: Voidheart Edition
• Hyperscape
• Island Saver
• Jydge
• King Oddball
• LEGO Marvel Superheroes
• LEGO Marvel’s Avengers
• LEGO The Hobbit
• Mad Max
• Metro 2033 Redux
• Metro: Last Light Redux
• Moving Out
• My Friend Pedro
• Metal: Hellsinger
• Minecraft Dungeons
• Mirror’s Edge Catalyst
• Monster Boy and the Cursed Kingdom
• New Super Lucky’s Tale
• Ori and the Will of the Wisps
• Orphan of the Machine
• Overcooked 2!
• Overwatch
• Paladins
• Plants vs Zombies: Battle for Neighborville
• Plants vs Zombies: Garden Warfare
• Plants vs Zombies: Garden Warfare 2
• Power Rangers: Battle for the Grid
• Rainbow Six Siege
• Realm Royale
• Rocket League
• Rogue Company
• Samurai Shodown
• Sea of Thieves
• Second Extinction
• Star Wars Battlefront
• Star Wars Battlefront 2
• Star Wars: Squadrons
• SMITE
• Superhot
• Superhot: Mind Control Delete
• Super Lucky’s Tale
• The Gardens Between
• The Falconeer
• The LEGO Movie Videogame
• The Touryst
• Titanfall
• Titanfall 2
• Tony Hawk’s Pro Skater 1 + 2
• Totally Reliable Delivery Service
• Unravel 2
• Unruly Heroes
• Untitled Goose Game
• WRC 9
• Zombie Army 4

لیست بازی‌های 120fps بر روی Xbox Series S

• Battle Chasers: Nightwar
• Battlefield 4
• Battlefield Hardline
• Call of Duty: Warzone
• CrossCode
• Dirt 5
• Don’t Starve: Giant Edition
• ExoMecha
• Fortnite
• Gears 5 (multiplayer)
• Golf with your Friends
• Halo Infinite (multiplayer)
• Halo: The Master Chief Collection
• Halo: Spartan Assault
• Hollowknight: Voidheart Edition
• Hyperscape
• Island Saver
• Jydge
• King Oddball
• Metal: Hellsinger
• Metro 2033 Redux
• Metro: Last Light Redux
• Monster Boy and the Cursed Kingdom
• Moving Out
• My Friend Pedro
• New Super Lucky’s Tale
• Ori and the Will of the Wisps
• Orphan of the Machine
• Overcooked 2!
• Overwatch
• Paladins
• Plants vs Zombies: Battle for Neighborville
• Plants vs Zombies: Garden Warfare
• Plants vs Zombies: Garden Warfare 2
• Power Rangers: Battle for the Grid
• Rainbow Six Siege
• Realm Royale
• Rocket League
• Rogue Company
• Samurai Shodown
• Second Extinction
• SMITE
• Star Wars Battlefront
• Star Wars: Squadrons
• Super Lucky’s Tale
• Superhot
• Superhot: Mind Control Delete
• The LEGO Movie Videogame
• The Falconeer
• The Touryst
• Titanfall 2
• Totally Reliable Delivery Service
• Unravel 2
• Unruly Heroes
• Untitled Goose Game

برای استفاده از این قابلیت روی این دو پلتفرم شما نیاز به تلویزیونی دارید که 120 هرتز را پشتیبانی کند. تلویزیون‌های 4K و 120 هرتز اکثراً تلویزیون‌های بسیار مدرن بوده و  اصولاً برای اجرای بازی‌های نسل جدید طراحی شده اند. این تلویزیون‌ها مجهز به HDMI 2.1 هستند،استانداردی جدید که باعث افزایش پهنای باند انتقال اطلاعات از طریق کابل HDMI می‌شود. اگر چه پورت HDMI 2.1  شبیه پورت استاندارد HDMI می‌باشد که سال‌هاست از آن استفاده می‌کنیم، این افزایش پهنای باند باعث ایجاد تغییراتی اساسی در این درگاه گشته است ضمناً برای استفاده از این درگاه شما نیازمند کابل مخصوص پشتیبانی کننده از ورژن 2.1 خواهید بود. مهمترین تفاوت این ورژن با ورژن قبلی  یعنی 2.0 در دوبرابر شدن فریم ریت است. در ورژن 2 شما قادر بودید خروجی 4k در 60 فریم بر ثانیه را داشته باشید در این ورژن شما 4K 120 فریم را در اختیار خواهید داشت بنابراین شما قادرید تصویر 2160p را 120 بار در ثانیه  انتقال دهید. این TVها از auto latency مود هم بهره برده‌اند ،با داشتن این قابلیت TV به طور هوشمند  قادر است بخشی از  نیاز های پردازشی خود را کاهش دهد تا تمام توان پردازشی خود را برای کاهش لگ تصاویر به کار بگیرد. VRR یا Variable Refresh rate هم روشی جدید در مدیریت Vsync است که باعث کاهش بریدگی تصویر و پایداری بهتر آن می‌شود مخصوصاً در بازی‌هایی که فریم ریت آنلاک دارند و فریم ریت مرتب بالا و پایین می‌شود. VRR قادر است بدون آن لگ بالای ورودی vsync‌های عادی به بهترین شکل ممکن عملکردی Gsync  گونه از خود نشان دهد و رفرش ریت TV را با فریم ریت خروجی مچ کند تا در هر فریم ریتی شما با اجرای روان و بدون مشکلی روبرو باشید.

تفاوت 120 هرتز و 120 فریم بر ثانیه در چیست؟

هرتز Hertz یا HZ به تعداد دفعاتی گفته می‌شود که تصویر نمایشگر خود را رفرش می‌کند. در واقع توانایی نمایش 60 فریم بر ثانیه برای سالهاست که یکی از استانداردهای اصلی بسیاری از پنل ها و نمایشگرها و TVها می‌باشد. نمایشگرهای مخصوص بازی چند سالی است که بشدت پیشرفت کرده‌اند و اکنون نمایشگرهای 360 هرتز نیز در بازار حضور دارند. از طرفی Fps نشان دهنده تعداد تصاویر ایجاد شده توسط سخت افزار پی سی یا کنسول می‌باشد. این میزان یا می‌تواند به یک مقدار خاصی قفل باشد مثل 30 فریم قفل یا 60 فریم قفل یا در برخی بازی‌های که خیلی  به پردازش بالایی نیاز ندارند انلاک گذاشته شود. در حالت ایده آل این دو  معیار باید با هم برابر باشند. برابر بودن این دو با هم می‌تواند به کاهش میزان لگ ورودی کمک بالایی کند و از طرفی در بازی‌هایی که از آنتی‌-الیاسینگ‌هایی چون تمپورال استفاده می‌کنند که از فریم‌های قبلی برای پوشش و کاهش میزان لبه‌های ناهموار استفاده میکنند، هماهنگی FPS و HZ می‌تواند بسیار موثر باشد.

یک مثال ساده، اگر تصویر شما 120 بار در ثانیه رفرش شود و کنسول هم بتواند 120 تصویر در ثانیه ارسال کند شما نهایت سود را از این  همزیستی مسالمت آمیز خواهید برد. اگر کنسول شما 60 فریم در ثانیه خروجی بدهد و تصویر شما 120 هرتز باشد برای شما مزیتی نخواهد داشت ولی از طرفی اگر کنسول شما 120 فریم در ثانیه خروجی دهد و نمایشگر شما فقط 60 هرتز باشد شما فقط 60 فریم را می‌بینید ولی متوجه یک بهبود در واکنش پذیری و اجرای بازی‌ها خواهید بود اما نه به اندازه زمانی که 120 فریم برثانیه با 120 هرتز نمایشگر مچ است.

Xbox Series S هم که کنسول کوچک تر نسل است رزولوشن و فریم هدف را 1440p و 120 فریم قرار داده البته این بدان معنی نیست که  این کنسول قادر است تمام بازیها را در این رزولوشن و فریم ریت اجرا کند و  قطعاً کاهش رزلوشن برای رسیدن به فریم ریت پایدار 120 fps در بسیاری از مواقع نیاز است.

در کل باید بگویم اکنون که 60 فریم بر ثانیه تقریباً به یک استاندارد اجرای بازی‌های نسل جدید تبدیل شده است و با وجود توان بالای سخت افزاری در کنسول‌های مدرن می‌توان به آینده افزایش فریم ریت در بازیهای کنسولی نیز امیدوار بود. قطعاً با گذشت زمان و بیشتر در دسترس شدن تلویزیون های HDMI 2.1 می‌توانیم شاهد این باشیم که بازی‌سازان اقدام به استفاده بیشتر از این ویژگی جذاب در بازی‌هایشان کنند.