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El desgarro de pantalla [1] es un artefacto visual en la visualización de video donde un dispositivo de visualización muestra información de múltiples fotogramas en un solo dibujo de pantalla. [2]
El artefacto ocurre cuando la transmisión de video al dispositivo no está sincronizada con la frecuencia de actualización de la pantalla. Esto puede deberse a frecuencias de actualización que no coinciden , y la línea de corte se mueve a medida que cambia la diferencia de fase (con una velocidad proporcional a la diferencia de velocidades de fotogramas). También puede ocurrir simplemente por una falta de sincronización entre dos velocidades de fotogramas iguales, y la línea de corte se encuentra entonces en una ubicación fija que corresponde a la diferencia de fase. Durante el movimiento del vídeo, el desgarro de la pantalla crea una apariencia rota cuando los bordes de los objetos (como una pared o un árbol) no se alinean.
El desgarro puede ocurrir con las tecnologías de visualización y tarjetas de video más comunes y es más notable en imágenes que se mueven horizontalmente, como en los movimientos lentos de la cámara en una película o en los videojuegos clásicos de desplazamiento lateral.
El desgarro de la pantalla es menos perceptible cuando más de dos fotogramas terminan de renderizarse durante el mismo intervalo de actualización, ya que eso significa que la pantalla tiene varios desgarros más estrechos, en lugar de uno más ancho.
Las formas de evitar el desgarro del vídeo dependen del dispositivo de visualización y de la tecnología de la tarjeta de vídeo, el software utilizado y la naturaleza del material de vídeo. La solución más común es utilizar múltiples buffers .
La mayoría de los sistemas utilizan múltiples buffers y algunos medios de sincronización de los ciclos de actualización de la memoria de video y visualización. [3]
Opción "TearFree" "booleana": deshabilita o habilita las actualizaciones de TearFree. Esta opción obliga a X a realizar todo el renderizado en un búfer de reserva antes de actualizar la visualización real. Requiere una asignación de memoria adicional del mismo tamaño que un framebuffer, una copia adicional ocasional y requiere seguimiento de daños. Por lo tanto, habilitar TearFree requiere más memoria, es más lento (rendimiento reducido) e introduce una pequeña cantidad de latencia de salida, pero no debería afectar la latencia de entrada. Sin embargo, la actualización de la pantalla se realiza de forma sincrónica con la actualización vertical de la pantalla para que toda la actualización se complete antes de que la pantalla comience a actualizarse. Esto significa que sólo un marco es visible, lo que evita un desgarro antiestético entre dos marcos visibles y diferentes. Esto replica lo que debería estar haciendo el administrador de composición; sin embargo, TearFree redirigirá las actualizaciones del compositor (y las de los juegos en pantalla completa) directamente al escaneo, por lo que no incurrirá en gastos generales adicionales en el caso compuesto. No todos los administradores de composición evitan el desgarro y, si se rotan las salidas, todavía habrá desgarro sin TearFree habilitado.
— Del controlador de GPU de código abierto Intel, https://manpages.debian.org/buster/xserver-xorg-video-intel/intel.4.en.html
Una sincronización vertical es una opción en la mayoría de los sistemas en los que se impide que la tarjeta de video haga algo visible en la memoria de la pantalla hasta que el monitor finalice su ciclo de actualización actual.
Durante el intervalo de borrado vertical , el controlador ordena a la tarjeta de video que copie rápidamente el área de gráficos fuera de la pantalla en el área de visualización activa ( doble almacenamiento en búfer ), o trate ambas áreas de memoria como visualizables y simplemente cambie entre ellas ( página volteando ).
Los adaptadores de video Nvidia y AMD brindan una opción 'Adaptive Vsync', que activará la sincronización vertical solo cuando la velocidad de cuadros del software exceda la frecuencia de actualización de la pantalla, deshabilitándola en caso contrario. Eso elimina el tartamudeo que se produce cuando la velocidad de fotogramas del motor de renderizado cae por debajo de la frecuencia de actualización de la pantalla. [4]
Alternativamente, tecnologías como FreeSync [5] y G-Sync [6] invierten el concepto y adaptan la frecuencia de actualización de la pantalla al contenido proveniente de la computadora. Estas tecnologías requieren un soporte específico tanto del adaptador de vídeo como de la pantalla.
Cuando se utiliza la sincronización vertical, la velocidad de fotogramas del motor de renderizado se limita a la velocidad de fotogramas de la señal de vídeo. Esa característica normalmente mejora la calidad del video, pero en algunos casos implica compensaciones.
La sincronización vertical también puede causar artefactos en presentaciones de vídeo y películas, ya que generalmente se graban a velocidades de fotogramas significativamente más bajas que las velocidades de fotogramas típicas del monitor (24 a 30 fotogramas/s). Cuando una película de este tipo se reproduce en un monitor configurado para una frecuencia de actualización típica de 60 Hz, el reproductor de video no cumple con la fecha límite del monitor con bastante frecuencia y los fotogramas intermedios se muestran un poco más rápido de lo previsto, lo que produce un efecto similar a la vibración . (Ver Telecine: Diferencias en la velocidad de fotogramas ).
Los videojuegos, que utilizan una amplia variedad de motores de renderizado, tienden a beneficiarse visualmente de la sincronización vertical, ya que normalmente se espera que un motor de renderizado construya cada cuadro en tiempo real, en función de lo que las variables del motor especifiquen en el momento en que se solicita un cuadro. Sin embargo, debido a que la sincronización vertical causa un retraso en la entrada , interfiere con la naturaleza interactiva de los juegos [7] y particularmente interfiere con los juegos que requieren una sincronización precisa o tiempos de reacción rápidos.
Por último, comparar una tarjeta de video o un motor de renderizado generalmente implica que el hardware y el software rendericen la pantalla lo más rápido posible, sin tener en cuenta las capacidades del monitor o el desgarro de video resultante. De lo contrario, el monitor y la tarjeta de vídeo acelerarán el programa de evaluación comparativa y provocarán resultados no válidos.
Algunos sistemas de gráficos permiten que el software realice sus accesos a la memoria para que permanezcan en el mismo punto de tiempo en relación con el ciclo de actualización del hardware de la pantalla, lo que se conoce como interrupción de trama o carrera del haz . En ese caso, el software escribe en las áreas de la pantalla que acaban de actualizarse, permaneciendo justo detrás del punto de actualización activo del monitor. Eso permite rutinas de copia o motores de renderizado con un rendimiento menos predecible siempre que el motor de renderizado pueda "ponerse al día" con el punto de actualización activo del monitor cuando se queda atrás.
Alternativamente, el software puede permanecer justo por delante del punto de actualización activo. Dependiendo de qué tan lejos uno decida mantenerse, ese método puede exigir un código que copie o represente la pantalla a una velocidad fija y constante. Demasiada latencia hace que el monitor supere al software en ocasiones, lo que provoca artefactos de renderizado, desgarros, etc.
El software de demostración en sistemas clásicos como Commodore 64 y ZX Spectrum explotaba con frecuencia esas técnicas debido a la naturaleza predecible de sus respectivos sistemas de video para lograr efectos que de otro modo serían imposibles.