30亿

近期重新上映的好莱坞视效大片《阿凡达》，在2009年刚亮相时，给无数人带来了第一次3D大屏体验。从此以后，“3D”和“IMAX”等字眼就成为了“视觉享受”的代名词。由于技术的不成熟和水土不服，3D并没有在个人游戏设备上大放异彩。相反，在好莱坞电影中水土不服的“高帧率”，则成了千千万万玩家爱不释手的画面增强技术。
最开始是PC，之后主机迎头赶上，也加入了高帧游戏的行列。可以说高帧率带来的视觉流畅性和操作低延迟已经成为了大家公认的发展方向。然而在手机上游戏高帧率的发展就没有那么“激进”。PC和主机上面的“低帧率”在手机上已经算高了，能运行90帧游戏的手机更是不多。



iQOO Neo5（8GB/256GB/全网通/5G版）
不过，3月16日发布的iQOO Neo5，就实现了多款游戏的90帧，甚至120帧画面。这背后就是骁龙870 独立显示芯片的组合。
01 双芯如何共同提高帧率
高帧率对游戏体验的提升非常好理解。举一个简单的例子，如果你在一个本子上画一个站立的人（临摹模特），在下一页画完全坐下的姿势，当你快速翻这两页时，不会有什么感觉。但如果你在画完第一页的站立姿态之后，在第二、第三以及之后的页面上画这个人坐下的过程，一页一比一页下蹲低，直到最后一页完全坐下。这时你再快速翻页，就能发现一幅连续、流畅的动画。在第一页和最后一页之间画过渡动作的行为就相当于提高了“帧数”。



翻页动画就是“帧率”对流畅性影响的最直观事例（图源：网络）
提高帧数有两种方法，一种是PC和主机上的简单粗暴做法——直接调高GPU性能。然而PC和主机不需要担心手机的体积、发热和续航限制，所以这种做法在目前的技术水平下不适用于手机。



手机很难有主机那种散热规模
于是我们就需要第二种方法：插帧。插帧在电视上很流行，因为电视播的大部分电视信号、网络视频的源画面都不具备高帧率，GPU无法弥补源画面帧率低的问题。
插帧和GPU直接渲染目的一样，但达到目的方法不同。结合之前“人坐下”的例子，GPU是把人（模特）坐下过程中的实际画面“临摹”（渲染）了出来，但插帧则没有用GPU，而是用另一种芯片，不需要模特实际做动作并临摹，直接“想象”（估算）出了人在站立和坐下之间应该会是什么样子，然后画出来，从而具备了不消耗GPU算力但又能实现高帧率的能力。



插帧效果示意
iQOO Neo5的骁龙870 SoC中的GPU就会先渲染出一定的帧率，然后独立显示芯片再接管工作，在每两帧之间插入估算帧，提高了画面流畅度，减轻了GPU负担。玩游戏时，GPU是手机耗电和发热大户，所以减轻GPU负担就会连带降低周围的机身温度和整机耗电。
02 实际游戏中流畅度的提升
当我们打开兼容独立显示芯片的游戏后，从屏幕左上角拉出系统自带的游戏“工具箱”时能够发现“游戏插帧”这一选项。这一选项里包括两种插帧模式：“90帧”和“120帧”。



游戏插帧开启方式
iQOO Neo5的插帧是每两帧之间插一帧，所以如果要达成90帧的插帧后帧数，GPU只需要渲染出45帧。剩下的45帧交给独立显示芯片就行。如果选择“120帧”，还是同样的原理，只不过GPU和独立显示芯片的“工作量”就都变成了60帧。不过需要注意的是，想要成功激活插帧效果，游戏内本身的画面设置必须达到60帧或以上。
不论GPU实际渲染的帧数如何，我们肉眼最终看到的流畅度，都取决于插完帧的流畅度。所以当你在“游戏插帧”功能中选择了“90帧”或“120帧”后，游戏确实会变流畅。当然，这个流畅度提升对于不同游戏的效果不一样，对同一游戏的不同场景效果也不一样，甚至不同的人对这种流畅度变化的敏感程度也不同。
首先是一组《原神》的对比，注意观察地面、石墙和背景森林：



“120帧”插帧



关闭插帧，游戏内设定60帧



“90帧”插帧
第一张是开启“120帧”插帧后的慢动作回放，第二张是关闭插帧的画面（游戏内设置帧率60帧），第二张明显更卡。第三张开启了“90帧”插帧，流畅度介于前两张图之间。
接下来是《使命召唤手游》的对比，注意砖墙的纹路：



“120帧”插帧



关闭插帧，游戏内设定60帧



“90帧”插帧
《使命召唤手游》里，不插帧的话墙壁画面很卡。这类射击游戏没有《原神》那种对话或者阅读大量文字的界面，游戏几乎全程都是动态画面，插帧在这里用处更大。



《完美世界》：左侧“120帧”插帧，右侧不插帧
《完美世界》的例子也比较明显，不开启插帧，游戏地面一卡一卡的。
从这三组示例中大家不难发现，当画面内有物体高速运动时插帧效果更明显，运动的物体纹理越复杂、面积越大，效果越显著。
03 实际游戏中帧数稳定性的提升
视觉上流畅度的提升毋庸置疑，那么独立显示芯片在减轻了GPU负担后，真的能实现帧数稳定性的提升吗？为了验证这个问题，我们用《使命召唤手游》和《完美世界》进行了测试，对比了不插帧和插帧90帧后的帧数曲线。



《使命召唤手游》
首先是《使命召唤手游》，在第一个场景内（人机对战雪地地图），插帧后的帧数稳定性比不插帧强了太多，几乎消除了帧数曲线上的小幅跳动。而且帧率方差从不插帧的“0.4帧”降到了插帧90帧的“0帧”。帧率方差是衡量帧数不稳定性的数据，越高游戏越卡。



《使命召唤手游》帧数稳定性对比
在《使命召唤手游》的第二个场景内（人机对战游艇地图），同样的事情发生了。插帧后的帧数曲线更稳定，帧率方差也因为插帧而从“0.1帧”降到了“0帧”。



《使命召唤手游》帧数稳定性对比
然后是《完美世界》，同样是取两个场景，第一个场景是不断在新手区杀食人花。插帧后帧数曲线稳定性大幅提升，帧率方差从不插帧的“2.6帧”降到了插帧的“0.9帧”。



《完美世界》帧数稳定性对比
大家请忽略插帧和不插帧都有，而且发生节奏几乎一样的三次帧数下跌，这是游戏优化问题，和插不插帧无关。
最后是《完美世界》从第一个复活点自动寻路（不碰视角）回新手村的过程。插帧之后，帧数曲线更稳定了，帧率方差更是从“8.6帧”降到了“1帧”，卡顿感大幅降低。



《完美世界》帧数稳定性对比
04 实际游戏汇中SoC负荷与发热的变化
因为iQOO Neo5的插帧只能在游戏内原本帧率达到60帧之后才能生效。插帧90帧又相当于只让GPU负责45帧的任务量。相比于不开插帧的60帧任务量，GPU的负荷无疑减少了。随着GPU负荷降低，和它封装在一个SoC内的CPU也得到了使用率和温度的降低。



《使命召唤手游》
在《使命召唤手游》的第一个场景内，开启插帧后，CPU使用率（规范化）和温度分别降低了1.9%和0.6摄氏度；第二个场景内，CPU使用率（规范化）和温度分别降低了1.6%和1.4摄氏度。
也就是说，独立显示芯片不仅会减轻GPU负担，也会减轻CPU负担。
为了搞清楚机身温度的变化，我们总共测试了4个小时的《使命召唤手游》“战场传说”模式（吃鸡）和《完美世界》的杀食人花场景。



1小时《使命召唤手游》温度
分别玩1小时的未插帧模式和1小时的插帧模式后我们发现，在《使命召唤手游》中开启插帧让手机背部最高温度降低了2摄氏度，最低温度降低了4.7摄氏度，平均温度降低了2.4摄氏度。这些数字的差距对于手机温控来说已经非常关键了，玩家从握持时的手感就能明显感觉到温度的不同。



1小时《完美世界》温度
《完美世界》的结果也呈下降趋势，从不插帧到开启“90帧”选项，1小时游戏后手机背部最高温度下降了0.7摄氏度，最低温度下降了0.9摄氏度，平均温度下降了1.4摄氏度。
05 额外的画面色彩与光线增强
除了之前说的各种帧率和能耗相关内容，iQOO Neo5的独立显示芯片还有一个让游戏画面色彩和光线更好看的技能，也就是“游戏视效增强”，会把SDR画面转为类HDR画面。



开启“游戏视效增强”方法（截屏录屏无法捕捉实际效果）



相机屏摄，实际效果更明显，右侧开启“游戏视效增强”
开启“游戏视效增强”后，画面的清晰度有了大幅提升，集装箱上的字体变化非常明显，颜色也变得更加通透，没有了“蒙一层白雾”的感觉。



相机屏摄，实际效果更明显，右侧开启“游戏视效增强”
“游戏视效增强”对画面的改变也在植被上有所体现，草地的纹理更加清晰，绿色也更鲜明。



相机屏摄，实际效果更明显，下面开启“游戏视效增强”
除了色彩、清晰度和画面通透度，游戏视效增强还能优化光线效果，比如该图暗处草丛里面的叶片轮廓更加明显，提高了玩家对暗处物体的辨识能力。
06 手机也终于要步入高帧率时代了吗？
虽然没有PC/主机的发挥空间，但iQOO Neo5还是通过独立显示芯片和骁龙870的双芯组合实现了部分游戏的高帧率体验。这对现在的手游玩家绝对是个好消息，不仅能买到用高帧率玩游戏的手机，还不用花以往这类高性能手机的“高端”价格。
当然，iQOO Neo5对未来手机游戏的发展也有重大的意义。独立显示芯片本身会继续进步，其成功也会让更多游戏开发商为这项技术进行优化，带来更好的游戏体验。希望高帧率手游普及的日子不会让我们等太久。
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