Variable Refresh-Rate: Guida definitiva per Xbox Series X e PlayStation 5

Se vi siete imbattuti in questo articolo, probabilmente è perché state cercando informazioni riguardo il VRR (acronimo di Variable Refresh-rate), una funzione molto particolare di Monitor e TV, già conosciuta da anni nel mondo del gaming su PC e che si sta facendo largo anche sul versante delle home console.

In questo articolo cercheremo di fare chiarezza e di spiegarvi il funzionamento del VRR e la sua effettiva utilità per quanto riguarda il gaming, affrontando anche un glossario di terminologie tecniche d’uso sempre più comune, ma ancora ignote a moltissimi giocatori.

Prima di iniziare però dobbiamo ricordarvi che PlayStation 5 al momento non è compatibile con il Variable Rrefresh-Rate. Sony ha promesso un aggiornamento firmware del quale ancora non si conosce la disponibilità. Al contrario Xbox One X, Xbox One S, Xbox Series X e Xbox Series S sono fin da ora perfettamente compatibili con la tecnologia di aggiornamento variabile.

Tanti nomi, un solo risultato

Iniziamo con il fare chiarezza riguardo le nomenclature che identificano questa funzione, perché, a seconda che si tratti di monitor o TV, potreste trovare scritto VRR, AMD Freesync o Adaptive Sync.

Tre nomi diversi che però riguardano la stessa funzione di aggiornamento variabile, più un quarto ancora: il G-sync, che però non prenderemo in considerazione in quanto tecnologia proprietaria di Nvidia e assente su console.

Sui televisori più recenti e in relazione alle interfacce HDMI, la dicitura più utilizzata è VRR, o Variable Refresh-Rate; al contrario tra le specifiche dei monitor PC è più facile trovare la scritta AMD freesync, la più diffusa e suddivisa a sua volta in tre distinte certificazioni (Freesync, Freesync Premium e Freesync Premium Pro), oppure in alternativa il più generico adaptive sync.

Queste tre sono le nomenclature ufficiali che identificano questa precisa tecnologia, da non confondersi con nomenclature proprietarie di alcuni produttori come il DAS (Dynamic Action Sync) di LG, che non ha niente a che vedere con il refresh-rate variabile. Prestate dunque attenzione quando leggete le specifiche dei vari modelli di monitor e TV.

Un cenno di storia

Come abbiamo detto Variable Refresh-Rate e Freesync identificano la stessa tecnologia, ma di che si tratta nello specifico? Per arrivarci dobbiamo prima parlare di come i videogiochi vengono visualizzati a schermo.

Mentre giochiamo, quello che vediamo scorrere sul nostro televisore sono una serie di immagini statiche chiamate fotogrammi (frames in inglese), che poste però in continua e veloce successione generano l’effetto del movimento. Il numero di fotogrammi che la console invia al pannello, in un lasso di tempo di un secondo, viene definito frame-rate.

I nostri schermi, come monitor o TV, fanno la stessa cosa. Dovendo visualizzare immagini statiche in successione, si aggiornano tot volte in un secondo, questo aggiornamento prende il nome di refresh-rate e si misura in Hertz. Frame-rate e refresh-rate sono dunque due elementi distinti ma posti in relazione uno con l’altro.

Lo standard dei 60Hz è quello più diffuso sui televisori, implica che il pannello può aggiornare le immagini sessanta volte in un secondo e ha origini primitive, risale addirittura ai primi televisori a tubo catodico. Si decise allora di vincolare la frequenza di aggiornamento dei televisori alla frequenza nominale della corrente elettrica, quindi 60Hz per mercati NTSC (USA e Giappone) e 50Hz per il mercato europeo.

Alla fine degli anni ’90 vi fu poi l’avvento del formato PAL-60, introdotto su console dal Sega Dreamcast e poi divenuto a sua volta uno standard per i dispositivi e per i pannelli a seguire sino ad oggi, dove il vincolo originale è ormai solo un brutto ricordo e i monitor possono arrivare anche a 240 o 360Hz, mentre i televisori più recenti hanno finalmente adottato i 120Hz nativi.

Avrete ormai capito che tutto ruota attorno a degli standard, standard che poi influenzano anche lo sviluppo videoludico, in quanto il videogioco è un medium che si evolve in relazione alla tecnologia che lo ospita.

Per questo motivo il frame-rate dei giochi console si assesta in genere sui 30fps o sui 60fps (salvo decisioni particolari da parte degli sviluppatori). Sono soglie decise in base al refresh-rate standard dei televisori, seguendo una logica di multipli e sottomultipli atti a garantire un elemento chiave: la sincronizzazione tra frame-rate e refresh-rate.

Sessanta diviso due fa trenta, ed ecco perché quando un gioco non può centrare un render target di 60 fotogrammi al secondo, la scelta dei trenta è quella più logica e scontata, in questo modo ci sarà sempre sincronia tra le immagini in uscita dalla console e gli aggiornamenti del nostro televisore.

Variable Refresh-Rate a che serve e come funziona?

Come abbiamo detto nel paragrafo precedente, frame-rate e refresh-rate si devono sincronizzare. Per far sì che ciò accada si è sempre adottata una soluzione chiamata V-sync.

Il compito del V-sync è proprio quello di sincronizzare il rendering dei fotogrammi con il refresh-rate del pannello in uso, ma è anche causa di un aumento delle latenze, in quanto la GPU è obbligata ad attendere l’aggiornamento successivo prima di poter inviare al pannello un nuovo fotogramma. Tuttavia, in assenza di sincronizzazione, si possono generare artefatti ancora più fastidiosi del semplice aumento della latenza, che vanno a compromettere la sensazione di continuità e fluidità.

Tra i possibili artefatti il più famoso è senza dubbio il tearing, un problema legato appunto alla sincronia tra l’invio delle immagini al pannello e gli aggiornamenti di quest’ultimo. In pratica, per semplificare il più possibile, senza un vincolo in grado di sincronizzare frame-rate e refresh-rate, le immagini si accavallano e non vengono visualizzate per interno dal televisore.

Si crea dunque uno strappo, visualizzato come una sorta di linea orizzontale che separa nitidamente i due fotogrammi sovrapposti. Esistono poi altri problemi legati sempre al solito concetto di sincronia, come stuttering o juddering, ma meglio non ubriacarci di nozioni, ciò che davvero vi preme sapere è che il Variable Rrefresh-Rate nasce proprio al fine di eliminare qualunque possibile artefatto.

Come ci riesce? In un modo semplicissimo. Se il V-sync aveva il compito di sincronizzare l’invio dei fotogrammi in base agli aggiornamenti del pannello, il Variable Refresh-Rate fa in modo che sia il pannello a cambiare il numero di aggiornamenti in base all’arrivo in ingresso dei fotogrammi.

Per capirci: supponiamo che un gioco non riesca a mantenere fissi i 60 fotogrammi al secondo e in alcune circostanze il frame-rate inizi ad oscillare tra i 50 e i 60fps. Immaginiamo anche una precisa sequenza, per esempio 60fps – 55 fps – 57 fps – 50 fps e di nuovo 60fps.

Senza VRR il pannello continuerà sempre e comunque ad aggiornarsi sessanta volte in un secondo e verrebbe meno la sincronizzazione. Con il VVR invece il pannello cambierà refresh-rate dinamicamente, seguendo la sequenza proposta come esempio poco sopra, quindi 60Hz – 55Hz – 57Hz – 50Hz e di nuovo 60Hz. In questo modo ci sarà sempre una perfetta sincronia tra il frame-rate e il refresh-rate, scongiurando il generarsi di potenziali artefatti.

Range massimo e Low Frame-rate Compensation

Il Variable Refresh-Rate (o Freesync o Adaptive Sync) si rivela dunque una funzione molto importante quando il gioco non offre un frame-rate granitico, ancorato alla soglia imposta dal refresh-rate del nostro pannello. Tuttavia esistono dei limiti, limiti che riguardano lo spazio dinamico possibile del VRR, che non copre qualunque oscillazione.

In genere il VRR lavora tra un punto di Hz minimo e un punto di Hz massimo. Esistono anche in questo caso degli standard legati alla tecnologia e al tipo di monitor o TV in nostro possesso.

Un monitor a 60Hz potrebbe offrire un VRR che va da 48Hz a 60Hz. In questo caso si potrebbe parlare di freesync base. Una simile circostanza implica che se i fotogrammi renderizzati scendono sotto i 48, il VRR non riuscirà più a sincronizzare il refresh-rate, generando artefatti. Altri monitor o TV sempre a 60Hz, offrono invece un freesync esteso che copre dai 40Hz ai 60Hz. Il principio di poco sopra non cambia, sotto i 40fps il VRR non riuscirà più a intervenire.

Esistono infine soluzioni particolari che introducono un nuovo elemento ancora, il low frame-rate compensation. Si trovano però solo su quei pannelli che nativamente offrono refresh-rate molto alti, a partire dai 120hz. Si tratta di un elaborazione particolare e complessa, che cercheremo di spiegare nel miglior modo possibile, muovendoci per esempi.

Supponiamo che un gioco oscilli tra 36 e 60fps. Un monitor con VRR esteso da 40 a 60hz non riuscirà a sincronizzare frame-rate e refresh-rate quando il gioco zoppicherà a 36fps. Ci riuscirà invece un monitor a 144Hz dotato di LFC (Low frame-rate compensation).

È un principio matematico, multipli e sottomultipli. Il pannello nel momento in cui il gioco scenderà a 36fps, potrà lavorare a 72Hz oppure direttamente ai nativi 144Hz, aggiornandosi due o quattro volte ma per visualizzare sempre lo stesso fotogramma.

È proprio come quando si visualizza un gioco a 30fps su di un pannello a 60hz. Si scelgono i 30 fotogrammi perché rappresentano un sottomultiplo di 60, solo che nel caso di LFC e refresh-rate molto alti (sopra i 120hz), assistiamo a un costante adattamento dinamico in grado di coprire un range molto ampio, un range che nei migliori televisori recenti riesce a oscillare tra 20 e 120Hz.

Effettiva utilità del Variable Refresh-Rate

La nuova generazione di console, che vede scontrarsi Xbox Series X/S e PlayStation 5, sembra volersi scollare di dosso quel pesante vincolo dei 30fps. Date le configurazioni molto ben bilanciate, con CPU finalmente in grado di offrire performance importanti, il numero di giochi ad alto frame-rate è destinato a salire.

Già adesso al lancio abbiamo esempi di titoli che puntano sul frame-rate, Assassin’s Creed Valhalla cerca di raggiungere i 60fps, Dirt 5 e Gears 5 invece offrono preset a 120fps e il remake di Demon’s Souls su Ps5 permette all’utente di scegliere i 30fps a una risoluzione maggiore oppure i 60fps con una risoluzione di 2560*1440p.

Non tutti i titoli citati però garantiscono il picco di fotogrammi al secondo che è stato promesso. Assassin’s creed Valhalla, per esempio, prima della patch correttiva rilasciata post lancio, soffriva di forti oscillazioni e mostrava il fianco a un tearing particolarmente invasivo. Solo i pannelli con Variable Refresh-Rate riuscivano a risolvere il problema, meglio se con VRR esteso da 40 a 60hz. La patch ha migliorato la situazione, pur non eliminando del tutto il tearing, aggiungendo anche la possibilità di bloccare il gioco a 30fps, massimizzando la risoluzione nativa in 4K.

Ovviamente è impossibile oggi prevedere quanto e come i giochi del domani soffriranno di questi problemi, tuttavia l’acquisto di un pannello compatibile con VRR (o freesync) potrebbe essere una scelta saggia. A prescindere dal singolo caso, parliamo di una tecnologia molto importante e utilissima ai fini del gaming, sia su PC che su console, ancora più interessante per quei giocatori che vorranno provare anche i preset a frame-rate molto alti (sino a 120fps) dei titoli next-gen.

In tal caso però, parlando di 120Hz, si genera un caos di standard e certificazioni legate alle interfacce HDMI, le uniche compatibili con le console. Onde evitare però di ubriacarvi di concetti complessi tutti assieme, rimandiamo la questione a un articolo a seguire che si concentrerà sulle differenze tra HDMI 2.0 e HDMI 2.1, in relazione poi alle esigenze e necessità del singolo giocatore.

Chiudiamo quindi la disamina di oggi riassumendo le nozioni esposte.

In conclusione

Il VRR è senza dubbio una funzione interessante e utile ai fini del gioco. Per comprendere l’effettiva compatibilità di un monitor o un televisore con tale tecnologia, basta leggere le specifiche tecniche dove vi potrete trovare scritto Variable Refresh-Rate (VRR) oppure freesync o ancora adptive sync.

Non confondetevi con nomenclature proprietarie come il dynamic action sync o il G-sync. Quest’ultimo essendo compatibile solo con le schede video Nvidia non è molto diffuso e riguarda in genere solo i monitor PC più costosi. Può però coesistere con il freesync, da quando Nvidia si è aperta alla compatibilità con questo standard aperto.

Se non viene dichiarato nelle specifiche, cercate in rete informazioni dettagliate sulla tipologia di freesync del monitor o del televisore, per scoprire il range di copertura della variazione, che come abbiamo detto può essere molto ristretto, da 48 a 60hz, oppure molto ampio, come i migliori TV in grado di coprire dai 20 ai 120Hz.

Non è necessario conoscere ogni singola certificazione con relativi requisiti, in quanto all’atto pratico ogni produttore può decidere come implementare la funzione di aggiornamento variabile a seconda anche della fascia di prezzo in cui piazzerà il suo monitor o televisore. Tuttavia affronteremo anche questo argomento nell’articolo futuro di cui vi abbiamo già parlato nel paragrafo precedente.

Il resto è nelle vostre mani e si lega alle vostre esigenze personali.