Что скрывается за аббревиатурой FPS

Любая компьютерная игра работает по принципу кинематографа или бумажной анимации на полях тетради. Перед глазами с огромной скоростью сменяются статичные картинки, а мозг объединяет их в единое плавное движение. Каждая такая отдельная картинка называется кадром.

FPS расшифровывается как frames per second, то есть кадры в секунду. Значение 60 FPS означает, что за одну секунду видеокарта нарисовала шестьдесят отдельных изображений и монитор показал их подряд. При 15 FPS картинка превращается в прерывистое слайд-шоу, персонаж реагирует на нажатия клавиш с заметным опозданием, а прицелиться становится почти невозможно.

В игровой индустрии принято ориентироваться на несколько стандартов частоты кадров. Минимально комфортным для одиночных сюжетных проектов считается уровень 30 кадров за секунду. Золотым стандартом для мониторов с частотой 60 герц служат стабильные 60 FPS, при которых движение выглядит гладким. В соревновательных сетевых шутерах вроде Counter-Strike 2 или Valorant игроки стремятся получить 144, 240 или даже больше кадров в секунду, чтобы мгновенно замечать перемещения соперников.

Конвейер кадра и роли главных компонентов компьютера

Создание каждого кадра представляет собой четкую цепочку действий, где детали ПК передают информацию друг другу по очереди. Задержка на любом этапе тормозит работу всей системы.

Центральный процессор как мозг игры

Центральный процессор берет на себя всю логику виртуального мира. Он вычисляет физику падения предметов, рассчитывает баллистику полета пуль, определяет поведение врагов под управлением искусственного интеллекта и фиксирует нажатия кнопок на клавиатуре или мыши. После всех расчетов процессор формирует команды отрисовки для видеокарты. Если в игре разрушается огромное здание или на экране бегут сотни солдат, процессор загружается вычислениями на полную мощность и задерживает отправку команд.

Видеокарта как главный художник

Видеокарта получает от процессора проволочный каркас сцены с координатами объектов и начинает рисовать финальное изображение. Графический чип накладывает текстуры на полигоны, просчитывает падение света, тени, отражения в воде, туман и спецэффекты взрывов. На мониторе с разрешением Full HD видеокарте нужно рассчитать цвет для двух миллионов точек, а в разрешении 4K число этих точек превышает восемь миллионов. Чем сложнее графика и выше разрешение экрана, тем больше времени требуется видеочипу на один кадр.

Оперативная память как рабочий стол

Оперативная память хранит данные, к которым процессор и видеокарта обращаются прямо сейчас. Туда загружаются текстуры текущего уровня, модели персонажей и звуки окружения. При нехватке объема оперативной памяти компьютер начинает сбрасывать временные файлы на постоянный диск. Так как даже быстрый твердотельный накопитель работает медленнее оперативной памяти, игра мгновенно замирает на долю секунды, вызывая неприятные рывки картинки.

Почему возникают разные виды тормозов

Тормоза в играх ощущаются по-разному, и за каждым типом неполадок стоит конкретная техническая причина.

  • Низкий стабильный FPS проявляется постоянным ощущением тяжести и медлительности происходящего из-за слабой видеокарты или завышенных настроек графики.
  • Фризы представляют собой внезапные замирания картинки на долю секунды или несколько секунд из-за резкой нехватки оперативной памяти или медленной подгрузки локации с жесткого диска.
  • Статтеры выражаются в микрорывках при формально высоком показателе кадров в секунду, когда кадры выводятся на экран через неравные промежутки времени.
  • Просадки FPS случаются в моменты масштабных боев с обилием спецэффектов, частиц огня и дыма, когда видеокарта внезапно сталкивается с тройной нагрузкой.

Влияние перегрева и троттлинга

Электронные чипы при напряженной работе потребляют много электричества и сильно нагреваются. Внутри современных процессоров и видеокарт встроены датчики температуры. При достижении критической отметки около восьмидесяти пяти или девяноста градусов кремниевый кристалл рискует сгореть.

Для спасения деталей от физической поломки включается защитный механизм под названием троттлинг. Чип начинает принудительно пропускать тактовые импульсы и сбрасывает свою рабочую частоту. Скорость вычислений резко падает, количество кадров обрушивается вниз, и игра начинает дико тормозить до тех пор, пока вентиляторы не остудят радиаторы. Забитые пылью решетки охлаждения и высохшая термопаста становятся частой причиной того, что игра летает первые десять минут, а затем превращается в слайд-шоу.

Как вернуть плавность игровому процессу

Для избавления от зависаний не всегда требуется покупать дорогие новые комплектующие. Добиться нормальной частоты кадров помогает грамотная настройка параметров системы.

  1. Снизь разрешение экрана в меню игры, ведь переход с 1440p на стандартный 1080p сразу освобождает массу ресурсов видеочипа.
  2. Уменьши качество теней, дальность прорисовки травы и отражения, потому что эти три параметра создают самую тяжелую вычислительную нагрузку.
  3. Выключи требовательные алгоритмы сглаживания MSAA, заменив их на более легкие TAA или FXAA.
  4. Включи умные технологии масштабирования разрешения вроде FSR, DLSS или XeSS, которые вычисляют картинку в уменьшенном формате и растягивают ее с помощью специальных алгоритмов.
  5. Закрой перед запуском ресурсоемкие фоновые программы, браузеры с десятками открытых вкладок и торрент-клиенты для освобождения оперативной памяти.
  6. Установи свежие версии драйверов для своей видеокарты с официального сайта производителя оборудования.

Частые вопросы

Видит ли человеческий глаз больше двадцати четырех кадров в секунду?

Да, человеческий глаз воспринимает свет непрерывным потоком, а не фиксированными порциями. Любой человек легко замечает визуальную разницу между 30, 60 и 144 кадрами по плавности контуров и четкости движущихся объектов.

Почему игра лагает на мощном компьютере сразу после покупки?

Причиной часто становится плохая оптимизация самого проекта разработчиками, работа игры на встроенном в процессор видеочипе вместо дискретной видеокарты или отсутствие актуальных драйверов.

Что сильнее всего снижает частоту кадров в современных проектах?

Наибольшую нагрузку на видеокарту создают технологии трассировки лучей в реальном времени, избыточное разрешение экрана 4K и расчет реалистичных объемных туманов с мягкими тенями.

Поможет ли установка игры на быстрый SSD поднять значение FPS?

Накопитель SSD почти не увеличивает базовое число кадров в секунду, однако он полностью убирает заикания и микрофризы при быстром беге по открытому миру за счет моментальной загрузки текстур.