VRR: cos’è e come sfruttare il Variable Refresh Rate su PS5, Xbox Series X|S e PC

L’innovazione grafica considera i videogiochi come vero banco di prova del rendering in tempo reale di un’immagine a schermo. Gli schermi aumentano in risoluzione e refresh rate e ci vuole davvero tanta potenza di calcolo per far sì che un motore di gioco imprima in una matrice di colori bidimensionale immagini con il dettaglio e la velocità richiesti. Non sempre una console o un PC sono in grado di sviluppare un frame per ogni slot messo a disposizione dallo schermo che li riproduce. Soprattutto negli ultimi anni in cui i monitor hanno pannelli che arrivano e superano il muro dei 300 Hz e che potenzialmente sono in grado di riprodurre fino a 300 immagini diverse nell’arco di un solo secondo.

L’acronimo VRR, ovvero Variable Refresh Rate, indica tutte quelle tecnologie che permettono a uno schermo di adeguare la velocità di riproduzione dei fotogrammi a quella proveniente dalla scheda grafica. La necessità di un tale stratagemma nasce proprio in funzione dei problemi che affliggono l’esperienza di gioco quando le frequenze tra monitor e GPU non coincidono come il tearing, il judder e il lag. Nonostante VRR indichi un insieme di diverse tecnologie, oggi il termine viene per lo più associato alla specifica legata a HDMI e all’ambito TV, che talvolta viene anche chiamata “Adaptive Sync“.

Il VRR è salito agli onori delle cronache perché è entrato nel salotto di molti videogiocatori soltanto di recente con Xbox Series X|S e PS5, nonostante militi in ambito PC oramai da parecchi anni sotto diverse forme. L’impatto del VRR in ambito console è notevole, perché dà modo di migliorare a tutto tondo l’esperienza visiva, senza richiedere potenza di calcolo aggiuntiva. Il beneficio è consistente in particolare nell’eliminare gli artefatti visivi nel momento in cui il framerate non è stabile e nel fornire quindi un’esperienza più fluida e omogenea al giocatore.

Per sfruttare il VRR servono un monitor o una TV compatibile e una GPU in grado di supportare questa funzionalità. Le ultime generazioni di schede grafiche AMD e NVIDIA rientrano a pieno in questa categoria, così come la pletora di monitor targati G-Sync o Freesync.
Per le console e i TV però il discorso è leggermente diverso.

Xbox ha reso disponibile il VRR con la precedente mid gen, ovvero Xbox One S e One X e l’ha traghettata fin da subito su Series S e Series X, grazie alla compatibilità fornita dalle GPU RDNA2 di AMD. La tecnologia Freesync è infatti basata sull’Adaptive Sync e quindi la compatibilità con l’una significa quasi naturalmente la compatibilità con l’altra. PlayStation invece, pur basando il proprio sistema su una simile architettura hardware, ha sbloccato questa funzionalità solo da qualche giorno e solo come Adaptive Sync, non FreeSync.

Di seguito proveremo a spiegarvi nel massimo dettaglio cos’è il VRR e come sfruttare il Variable Refresh Rate su PS5, Xbox Series X|S e PC.

Cos’è il VRR, come funziona?

Una presa HDMI 2.1a

VRR è l’acronimo di Variable Refresh Rate. Non è una tecnologia così recente: la prima implementazione del G-Sync risale al 2013, ma la sua implementazione in console e televisori lo è. Il motivo risiede nella definizione della specifica HDMI 2.1a. Dietro lo standard HDMI in realtà si celano tantissime specifiche e versioni di questo formato che vanno a definire e aggiornare il protocollo di scambio dati tra sorgente e pannello. La 2.1, definita nel 2017, apporta tante novità, la più importante è la banda maggiorata a 48 Gbps (dai 18 Gbps della 2.0) sufficiente a supportare un segnale video 4K 120Hz o 8k 60Hz.

Ce ne sono però molte altre. La specifica 2.1a porta con sé il supporto al Variable Refresh Rate, alla Auto Low Latency Mode e al Quick Frame Transport. Tutti e tre definiscono un tipo d’interazione che cerca di eliminare gli artefatti visivi e ridurre al minimo l’input lag: elementi sempre più fondamentali per l’esperienza visiva dei videogiocatori.

Le console di ultima generazione sono tutte certificate secondo la specifica completa HDMI 2.1a, ma l’applicazione o meno dell’intero set di funzionalità dev’essere abilitato prima di poter essere sfruttato dall’utente. Per essere precisi, bisogna scrivere che il VRR in realtà era supportato già a partire dalla specifica HDMI 2.0 per quanto non obbligatorio ed era limitato ovviamente alla risoluzione 4k 60Hz. Questo è il motivo per cui Xbox One X e Xbox One S lo supportano già.


PS5 ha recentemente abilitato il VRR
PS5 ha recentemente abilitato il VRR

Tornando al VRR, la teoria di esecuzione è abbastanza semplice. Immaginate il flusso di dati proveniente da una console come una sequenza d’immagini e il flusso in ricezione di un monitor come una serie di slot in cui inserire questi frame. Il monitor ha tanti slot al secondo quanti quelli indicati dal suo refresh rate, calcolato in Hz, ovvero l’inverso del tempo misurato in secondi, che rappresenta anche quante volte la matrice di pixel del monitor è in grado di mutare da un’immagine all’altra.

Se ogni frame avesse un tempo di rendering assoluto identico al precedente, basterebbe sincronizzare il flusso in entrata con quello del monitor e avremmo per ogni singola immagine una rappresentazione sul monitor, senza artefatti, ma non è sempre così. Una scena particolarmente esigente di risorse può rallentare il tempo di rendering di un frame e in quel caso il computer non sarebbe in grado di riempire lo slot fornito dal monitor. Una scena con troppi frame potrebbe far sì che più di un singolo frame venga inserito nel ciclo di riproduzione del monitor.

Senza VRR il monitor può riprodurre lo stesso frame in memoria, in attesa che la scheda grafica abbia a disposizione un nuovo frame, oppure può inserire la parte del frame che ha elaborato, coprendo il precedente solo in parte, e concluderlo in quello successivo.

A seconda della situazione specifica e del comportamento del monitor vengono a crearsi 3 tipi di artefatti visivi: tearing, judder e lag.

Il tearing è il fenomeno che si realizza quando il monitor riproduce contemporaneamente una parte del nuovo frame e una parte del vecchio. Avviene quando il computer è troppo lento o troppo veloce nel creare un nuovo frame e alla scheda grafica non vengono date istruzioni aggiuntive su come ritardare il segnale dei vari frame per farlo coincidere con la frequenza del monitor. Lo si identifica molto facilmente come una sorta di immagine spezzata in 2 parti, solitamente nella zona centrale del monitor.


Il tearing
Il tearing

Il judder è invece il fenomeno che avviene quando si applicano degli algoritmi di sincronizzazione sulla scheda grafica, ma il framerate del video è più basso della frequenza del monitor e non ne è un massimo comune divisore. Pensate a un segnale a 24 fps su un monitor a 60 Hz. Dividendo 60 e 24 si ha 2,5. Alcuni frame vengono riprodotti uguali ai precedenti due volte, altri tre. Questo crea un andamento disomogeneo del video la cui riproduzione va a “singhiozzi”.

L’input lag è un fenomeno che è sempre presente e definisce il tempo che passa dall’azionamento di un comando al vedere la sua reazione a schermo. Bassi valori di input lag migliorano l’esperienza di gioco e questo è il motivo per cui le tecnologie software per la sincronizzazione dei frame come il V-Sync non hanno mai potuto risolvere definitivamente i problemi sopracitati. Esse mettono in attesa la GPU finché il monitor non è in grado di ricevere un nuovo frame pulito e introducono un inevitabile lag, sia dovuto al calcolo, sia dovuto all’intrinseca attesa su cui si basa questo metodo.


Spider-Man è uno degli ultimi giochi ad aver introdotto il VRR
Spider-Man è uno degli ultimi giochi ad aver introdotto il VRR

Non inseriamo negli artefatti visivi quelli creati dall’interpolazione dei frame, ovvero quell’insieme di tecniche che simulano dei frame intermedi qualora ce ne sia uno mancante. Generano un input lag anche di centinaia di millisecondi non necessario e si disattivano selezionando la modalità Game o qualora lo schermo riconosca di essere collegato a una console.

Con VRR abilitato è il monitor ad attendere il momento di ricezione del nuovo frame da parte della GPU per poi riprodurlo. In questo modo la GPU lavora al massimo delle sue performance, senza attese o limitazioni. Il monitor non riceve più i frame in base alla parzializzazione del tempo secondo la frequenza impostata, ma la adatta a quella dei fotogrammi in arrivo. In questo modo le immagini sono molto più fluide e gli artefatti spariti.

L’unico limite del VRR risiede nel range di funzionamento di questa tecnologia che spesso va dai 30 Hz ai 120 Hz (gli OLED solitamente partono dai 40 Hz). In questo caso, quando gli FPS scendono al di sotto della soglia esiste un limite tecnico del pannello che non consente di rallentare la riproduzione fino a quel punto. Pensate per esempio ai 30 fps non stabili a cui sono ancorati alcuni giochi che hanno un impianto grafico particolarmente pesante. In questo caso alcuni pannelli ricorrono al LFC, Low Frame Compensation, che raddoppia i frame in ingresso per attivare poi il VRR, ma questa tecnologia non rientra nell’applicazione del VRR e può essere appannaggio solo di alcuni modelli. In specifiche condizioni d’uso, tra l’altro, questa feature introduce molto input lag.

IL VRR su XBox e PlayStation


Xbox Series X
Xbox Series X

La visione di Microsoft per la sua Xbox come console da gioco universale ha semplificato l’approccio a molte tecnologie rispetto a Sony, che invece ha sempre visto PlayStation come il tipico box d’intrattenimento da salotto. Il supporto a risoluzioni “da monitor” come il QHD oppure al Freesync e al VRR in casa Microsoft è avvenuto una buona mezza generazione in anticipo rispetto a PlayStation, che con PS5 ha comunque dovuto farsi attendere per un buon anno e mezzo dopo il lancio.

A parziale discolpa di Sony possiamo confermare che solo nell’ultimo anno il VRR ha davvero preso piede nella fascia più di massa dei televisori e per Sony finora non c’era un’esigenza di rincorrere questa tecnologia, visto che gli utenti con monitor Freesync e G-Sync che supportano VRR non l’hanno giustificata nemmeno ai tempi di PS4 Pro.

Oltre a ciò molti televisori del 2021, nonostante aderissero alla specifica HDMI 2.1a per questioni di marketing e che potenzialmente avrebbero supportato VRR post-lancio, ne stanno sbloccando solo in questi mesi le funzionalità grazie al rilascio di firmware ad hoc.


Non tutti i TV supportano il VRR
Non tutti i TV supportano il VRR

Tra le console il VRR è ora disponibile su Xbox One S, Xbox One X, Xbox Series S, Xbox Series X e PS5.

Nintendo Switch non supporta il VRR. Il SoC originale della console di Nintendo, il Tegra X1+ pur arrivando a supportare le specifiche HDMI 2.0, HDR compreso, in origine è stato ingegnerizzato in combinazione con un dock con specifiche HDMI 1.4 e non sarà mai in grado di supportare VRR. La nuova versione OLED invece, pur utilizzando un dock con HDMI 2.0, si basa su un chip oramai datato che avrebbe bisogno di un piccolo refresh per poter adottare le funzionalità VRR e dubitiamo che ciò possa accadere.

Come attivare VRR su PlayStation 5


I DualSense di PS5
I DualSense di PS5

Andando nel menù Impostazioni, proseguite fino a trovare Schermo e Video e poi Uscita Video. Collegando PS5 a un monitor che supporta VRR troverete l’omonima impostazione. In automatico la funzione si attiva per tutti i giochi che la supportano. Se volete attivarla per tutti i giochi indistintamente dal supporto garantito da Sony c’è da selezionare la spunta subito seguente.

Come attivare VRR su Xbox


Xbox Series X e S
Xbox Series X e S

Per attivare il Variable Refresh Rate su Xbox basta andare nelle Impostazioni e poi in Modalità Video. Da qui cercare la spunta per Consentire la frequenza di aggiornamento variabile. A questo punto la console Microsoft verifica la compatibilità con la tecnologia FreeSync o Adaptive Sync e si attiverà in maniera automatica qualora sia disponibile una delle due.

Quali TV e monitor sono compatibili con VRR?


Sempre più pannelli supportano il VRR
Sempre più pannelli supportano il VRR

Il VRR è una tecnologia che prevede la comunicazione fra monitor e console, per cui devono essere entrambi compatibili con essa per poter funzionare nella maniera corretta. Qui di seguito trovate la lista di TV compatibili e non compatibili con PS5 e Xbox Series X|S; il numero sale quotidianamente perché comprende anche tutto l’universo di modelli compatibili con Freesync.

Vogliamo lasciarvi un piccolo suggerimento qualora questa lista non sia più aggiornata con i nuovi modelli o nuovi firmware. Il VRR è integrato nella specifica HDMI 2.1a con l’Adaptive Sync, ma non è detto che il TV sia per forza aderente alle specifiche HDMI 2.1a per supportare il VRR. Prestate attenzione a questo aspetto. Ci sono una serie di modelli che supportano VRR ma non hanno pannelli 4K a 120 Hz. Non significa poi che tutti i televisori che supportano VRR abbiano un input lag “gaming friendly”, questo dipende principalmente dall’hardware utilizzato e dal chip di gestione del pannello, perché un minimo di elaborazione dell’immagine è imprescindibile anche solo per una semplice conversione colore.

La gestione del VRR dipende molto dal tipo di pannello del televisore: LED, OLED e VA possono avere una resa leggermente diversa. Gli OLED per esempio, nonostante siano ottimi per il gaming per il ridotto input lag e la resa dei neri, non possono mantenere i pixel accesi per un tempo troppo lungo e nel caso di bassi framerate questo genera degli artefatti visivi alla curva dinamica. Ed è anche per questo che gli OLED non supportano il VRR sotto i 40 Hz, mentre i LED e i VA possono tranquillamente arrivare ai 30 Hz.

Potreste quindi non avere i benefici del VRR in egual misura su tutti i monitor e in tutte le situazioni possibili.

VRR nei giochi compatibili e modalità forzata


Marvel's Spider-Man 2
Marvel’s Spider-Man 2

Nei videogiochi il Variable Refresh Rate dà un contributo maggiore di quanto sia facile immaginare. Come sanno bene i giocatori PC, migliora l’esperienza di gioco sotto molti aspetti, pur non regalando FPS o cambiando l’esperienza. I giochi sono più fluidi, anche quando gli FPS non sono propriamente stabili, e risultano molto più reattivi per merito dell’input lag ridotto. Tutto ciò mentre si vanno a rimuovere i fenomeni di tearing e di juddering.

PS5: supporto al VRR arriva questa settimana, lista dei giochi supportati – Multiplayer.it

Su PS5 si fa una distinzione nelle impostazioni tra i giochi che supportano il VRR in seguito a una patch e quelli che non lo supportano, ma che comunque possono adeguarsi a esso in maniera forzata. Un po’ come la modalità boost fece in passato su PS4 Pro.

I giochi supportati hanno informazioni dedicate che servono a definire il comportamento tipico che il monitor deve avere con un gioco, in base al framerate che quel set d’impostazioni vuole raggiungere. Ciò diventa particolarmente importante quando si tratta di modalità che viaggiano nei dintorni dei 30 FPS non stabili e che potrebbero quindi oscillare tra una situazione di VRR attivo e disattivo.

Impostarlo in maniera forzata non dovrebbe penalizzare l’esperienza, a meno che non siate in una situazione a cavallo del tetto minimo di FPS per la sua attivazione. Vi consigliamo di tenerlo attivato e di disattivarlo solo in caso di problemi che dato il tipo di tecnologia non dovrebbero essere molti: al limite vi capiterà di sperimentare schermate nero o una resa dei colori chiaramente sballata. Potete stare tranquilli perché in nessun caso abilitare l’opzione per la forzatura potrà danneggiare la vostra PS5 o il monitor/TV utilizzato.

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VRR: cos’è e come sfruttare il Variable Refresh Rate su PS5, Xbox Series X|S e PC

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