Quanto incidono gli FPS e il refresh rate sulle prestazioni di gioco?

Ci siamo posti questa domanda: più FPS e un monitor con refresh rate elevato ci permettono di essere migliori nei videogiochi? Qualcuno potrebbe chiedersi per quale motivo dovrebbe esserci una correlazione tra tecnologia e bravura del giocatore, relegando unicamente a quest'ultimo le chance di vittoria in un videogioco. Non è così, la tecnologia può aiutare a essere migliori, ma lo specifichiamo da subito: se siete delle schiappe, non crediate che acquistare un monitor da 240 Hz da abbinare al vostro PC ad alte prestazioni possa farvi diventare dei campioni. Così come un giocatore di tennis sarà in grado di dare il meglio di sé con una bella racchetta, allo stesso modo se non siete mai entrati in un campo da tennis non sarà la racchetta a farvi centrare la pallina. Ma se ve la cavate, potrete certamente apprezzare la differenza e il vantaggio che può fare uno strumento di qualità.

L'ipotesi

Più l'immagine è fluida, maggior controllo e precisione si potrà avere sul gioco, e di conseguenza le nostre reazioni potranno essere migliori. Per ottenere un'immagine il più fluida possibile è necessaria la presenza di due elementi: un'elevata quantità di FPS (quindi una scheda grafica potente, come una RTX 2080 Ti) e un monitor in grado di visualizzare quell'elevata quantità di immagini - frame - generati dalla scheda grafica. Per capire cosa si intende, guardate il filmato qui sotto, dove viene mostrata come cambia la visualizzazione delle immagini con un monitor a differente refresh rate: 60, 144 e 240 Hz.

Il filmato mostra come un monitor ad alto refresh rate favorisca una riproduzione più dettagliata e fluida dei modelli poligonali (riduzione di effetti quali ghosting e tearing, nonché minore latenza complessiva). La conseguenza di una riproduzione più fluida dovrebbe permettere di raggiungere maggior precisione e velocità di reazione superiore. In altre parole vedrete prima il nemico, premerete prima il tasto sul mouse e quindi avrete maggiori chance di vittoria.

Rapporto tra scheda grafica e monitor

Spieghiamo velocemente il rapporto che c'è tra scheda grafica e monitor, e come i due elementi interagiscono. Semplificando al massimo, la scheda grafica è quel componente il cui obiettivo è generare le immagini in movimento che poi vengono visualizzate sul monitor. La scheda grafica in realtà genera delle immagini statiche, dei frame, che poi visualizzati in rapida successione danno la sensazione di immagini in movimento che vediamo. Quando si utilizza un videogioco, la scheda grafica genera i frame, e ne genera più che può: più la scheda grafica è potente, quindi più velocemente è in grado di generare le immagini, più immagini creerà nell'arco di un'unità di tempo, cioè un secondo.

Tutte queste immagini vengono poi inviate al monitor per la visualizzazione. Il monitor non è in grado di visualizzare tutte le immagini che produce la scheda grafica, almeno non sempre, e il motivo riguarda il suo refresh rate. Per questo nostro scopo possiamo definire il refresh rate come la "quantità di immagini che un monitor è in grado di visualizzare nell'unità di tempo, cioè un secondo". Questa grandezza è espressa in Hertz (Hz). Un monitor da 60 Hz "rinfresca l'immagine" 60 volte al secondo, quindi è in grado di visualizzare 60 frame inviati dalla scheda grafica. Cosa accade se la scheda grafica produce più frame di quelli che il monitor è in grado di visualizzare ? Semplicemente una parte di queste immagini viene scartata.

L'impossibilità di visualizzare tutti i frame generati, o l'impossibilità di generare un'elevata quantità di frame porta al potenziale difetto sottolineato nel video presente qui sopra: una parte delle informazioni dell'animazione viene persa e di conseguenza può verificarsi la situazione in cui un movimento viene percepito con un ritardo.

I difetti grafici

Per lo scopo di questo articolo potremmo anche non parlare dei difetti grafici, cioè conseguenze che possono nascere da quello che possiamo definire un "cattivo rapporto" tra scheda grafica e monitor. Quando la generazione e visualizzazione di FPS non è sincronizzata nascono difetti grafici, come il tearing, o si può percepire un'effetto di sfocatura, chiamato ghosting. Quando uno schermo si aggiorna, i colori non mutano istantaneamente. Serve del tempo affinché i pixel cambino, specie quando l'estensione del cambio di colore è ampia. Questo crea una scia, simile a un fantasma (ghost), dietro l'oggetto, che si trova solitamente nella posizione dell'oggetto nel frame precedente.

Il tearing avviene invece quando non c'è una perfetta sincronizzazione tra il frame generato dalla scheda grafica e la sua visualizzazione sul monitor. Immaginate un'orchestra che suona e uno strumento fuori tempo. Quello strumento è il tearing. Un'immagine prodotta dalla scheda grafica viene inviata al monitor, ma viene inviata in ritardo, e il monitor non fa in tempo a visualizzarla tutta, bensì solo una parte. Il risultato sarà che che sul monitor vedrete una parte di un frame e una parte di un altro frame, con una linea orizzontale che li divide.

Questi difetti non solo peggiorano l'esperienza di gioco, ma inseriscono ulteriori distrazioni che possono ritardare ulteriormente le vostre reazioni.

Esistono tecniche, alcune disponibili con un click, come l'abilitazione del V-Sync (tecnica che limita la quantità di frame prodotti dalla scheda grafica per forzarne la sincronizzazione con il monitor) per risolvere questi problemi. Tuttavia la conseguenza è l'inserimento di ritardi nel processo di creazione e gestione dei frame che, ancora una volta, incidono sulla velocità di reazione.

La situazione ideale

Per ovviare a tutti i problemi presentati, quindi avere la massima fluidità e limitare i potenziali difetti grafici, dovreste desiderare un PC ad alte prestazioni in grado di generare un'elevata quantità di FPS e un monitor in grado di visualizzarli. Ancora meglio, un monitor in grado di visualizzare i frame generati dalla scheda grafica in perfetta sincronia con il monitor.

Per ottenere elevati FPS dovrete puntare su schede grafiche di fascia alta, o comunque di potenza tale da permettere elevate prestazioni con i vostri giochi preferiti. Per quanto riguarda il monitor, oggi sono disponibili molti monitor in grado di raggiungere un refresh rate di 144 Hz, più del doppio rispetto i 60 Hz, che sono stati la normalità - e ancora lo sono - per molti anni. Per i più appassionati sono invece disponibili monitor da 240 Hz (come questo Asus ROG PG258Q), quindi in grado di visualizzare fino a 240 frame ogni secondo.

Il nostro test

Inizialmente volevamo coinvolgere in questa prova qualche giocatore professionista, ma dopo costanti rinvii di appuntamenti abbiamo deciso di procedere con un test più classico. Non escludiamo un aggiornamento di questo articolo con prove sul campo assieme a qualche campione eSport.

Ci siamo affidati a un test di reazione, che può fare chiunque. La procedura consiste nell'impugnare il mouse e premere il pulsante quando un'immagine rossa cambia colore in verde. Il sistema registra il tempo che intercorre da quando l'immagine cambia colore a quando viene premuto il pulsante del mouse.

Il test è stato effettuato usando un monitor ad elevato refresh rate (fisso), impostato prima a 60 Hz, poi a 144 Hz e poi a 240 Hz. Secondo quanto abbiamo detto nei capitoli precedenti, più il refresh rate è elevato, meno sarà il ritardo di visualizzazione dell'immagine verde. Abbiamo messo alla prova quattro persone differenti, di differenti età e abitudini. Vediamo come è andata.

60 Hz

Il primo tester, Marco Pedrani, nel test a 60 Hz ha fatto registrare un tempo di reazione medio di 248 millisecondi.

La seconda "cavia", Lorenzo Carli, ha fatto registrare un tempo di reazione medio di 244 millisecondi a 60 Hz

Il terzo test è stato eseguito da Alessandro Pilia, che a 60 Hz ha fatto registrare una media di 241 millisecondi.

Infine ecco il nostro Andrea Riviera, di Game Division, che ha fatto segnare una media di 216 millisecondi con il monitor a 60 Hz.

144 Hz

Passando a 144 Hz, l'input lag di Marco è migliorato istantaneamente (media di 219 millisecondi), con il risultato migliore di 213 millisecondi:

Lorenzo ha invece fatto registrare un tempo di reazione medio di 202 millisecondi, migliorando il suo risultato del 17% circa.

A 144 Hz migliorano notevolmente anche le prestazioni di Alessandro, con un tempo di reazione medio di 201 millisecondi.

Andrea Riviera ha invece fatto segnato una media di 192 millisecondi, migliorandosi 24 ms - circa l'11%.

240 Hz

A 240 Hz il tempo di reazione medio di Marco è sceso a 203 millisecondi, con il risultato migliore di 198 millisecondi.

In questa prova Lorenzo è sceso sotto il muro 200 ms, facendo segnare una media di 181 millisecondi. Il risultato migliore si attesta sui 174 millisecondi.

Anche Alessandro si è migliorato ulteriomente: la media è scesa a 190 millisecondi, mentre il risultato migliore si assesta su 187 ms.

Passando a 240 Hz il tempo di reazione medio è sceso a 168 millisecondi, con il risultato migliore di 167 ms.

Il risultato del test mostra come, in maniera differente, tutti hanno segnato velocità di reazione migliori con l'aumentare della velocità di refresh. Questo significa che più FPS e Hertz ci portano a reagire più velocemente? No, per niente. Tutti i candidati non hanno migliorato la velocità o il tempismo con cui hanno premuto il pulsante del mouse. Questo sarebbe possibile, ma dopo ore e ore di allenamento, non con un test svolto in meno di un minuto.

Quello che è cambiato è il ritardo con cui l'immagine verde viene mostrata sullo schermo. A 60 Hz viene visualizzata una nuova immagine ogni 16 millisecondi (1/60), a 144 Hz questo valore passa a 6 millisecondi mentre a 240 Hz il valore scende a 4 millisecondi. Questo significa che con refresh rate bassi il ritardo di visualizzazione delle immagini è superiore. In altre parole, l'immagine viene visualizzata con un ritardo, il nostro occhio la vede in ritardo e di conseguenza il nostro cervello invierà l'input di pressione del tasto del mouse in ritardo.

Configurazione per elevate prestazioni e refresh rate

Per facilitarvi la vita abbiamo deciso di indicarvi in una tabella quelli che - secondo noi - sono i migliori componenti che potete acquistare oggi per assemblare un PC ad alte prestazioni, che vi permetta di raggiungere un framerate elevato e godere di tutti i benefici che vi abbiamo descritto in questo articolo.

Conclusioni

Rispondiamo quindi alla domanda: più FPS e un monitor con refresh rate elevato ci permettono di essere migliori nei videogiochi? La risposta è si, le prestazioni di gioco possono potenzialmente migliorare quando utilizzate un sistema in grado di generare un elevato numero di FPS e un monitor ad elevato refresh rate. La situazione migliore l'avrete aggiungendo all'equazione un monitor dotato di tecnologia a refresh rate variabile, in grado di sincronizzare la generazione e la visualizzazione dei frame di gioco.

Il principale effetto che potrete sperimentare è, come avete visto dai test, un comportamento che si traduce in tempi di reazioni migliori, anche se non sarà il vostro dito a muoversi più velocemente, ma semplicemente il vostro occhio potrà potenzialmente scorgere prima un movimento. Gli effetti secondari, ma forse per alcuni anche più importanti, riguardano la maggior fluidità e stabilità delle immagini.

Certo, un gioco non è un'immagine statica che cambia colore. Questo è il motivo perché, più volte, abbiamo detto "potenzialmente" è possibile migliorare le prestazioni. Soprattutto perché tali benefici cambieranno da gioco a gioco. Anche tra i titoli competitivi ci saranno quelli che potranno avere più benefici, come ad esempio un FPS come CS:GO, e quelli in cui la precisione e velocità di reazione è meno importante della strategia, come League of Legends.

Infine, come accennato a inizio articolo, non pensate di poter diventare dei campioni se siete delle schiappe. Tuttavia, se siete appassionati di un titolo eSport e volete competere ai massimi livelli - e probabilmente anche ad armi pari con altri campioni - dotarvi di un PC con scheda grafica potente e monitor ad elevato refresh rate vi aiuterà a scalare le classifiche.