G-SYNC Pulsar : la promesse d'une netteté remarquable et d'une fluidité absolue !

Grâce à des technologies comme DLSS, il est possible d’atteindre des vitesses d’animation à peine croyables il y a cinq ans. Des jeux compétitifs comme Counter-Strike 2 ou Valorant en profitent, mais se pose un problème : celui de la netteté des images. Un problème que NVIDIA corrige avec une autre technologie, la nommée Pulsar. Explications.

G-SYNC Pulsar : les bases

Avant d’entrer dans les détails de la technologie Pulsar proprement dite, il est utile de rappeler qu’elle se base sur le G-Sync introduit il y a déjà bientôt quinze ans. G-SYNC a été imaginé pour revenir sur un défaut bien gênant : le tearing. Cassure de l’image, ce dernier apparaît lorsque la communication entre la carte graphique et l’écran n’est pas optimale.

Si le GPU produit une seconde image trop vite, le moniteur n’a pas le temps de terminer l’affichage de la précédente et les deux images occupent chacune une partie de l’écran, avec impression de cassure plus ou moins au milieu. La synchronisation verticale (V-Sync) remédie à cela. Avant d’envoyer une nouvelle image, le GPU attend un signal de l’écran.

Sans synchronisation verticale, l’image présente des « cassures », mais avec, latence et bégaiement s’invitent à la fête. ©NVIDIA

Problème, cela engendre une certaine latence – il faut « attendre » le GPU – et peut générer du stuttering. Le bégaiement est lié au fait qu’en attendant le GPU, l’écran affiche la même image une seconde fois. Pour que la V-Sync soit la plus efficace, il faut corréler la fréquence de rafraîchissement de l’écran aux capacités de rendu du GPU. Compliqué.

C’est alors qu’intervient G-Sync. L’idée de NVIDIA est de faire travailler de pair le GPU et la puce intégrée aux écrans compatibles. Le GPU se charge de mener la danse en respectant les capacités du moniteur : l’image est affichée sitôt le rendu effectué, mais en lien avec le rafraîchissement de l’écran. On réduit ainsi la latence tout en faisant disparaître le risque de tearing et de stuttering. Bien sûr, G-SYNC a pas mal évolué depuis la première version lancée en 2013, mais le principe reste identique.

Persistance rétinienne et flou de l’image

G-Sync a permis de très belles choses et a rapidement été adopté par les joueurs malgré le surcoût lié à l’intégration d’une puce supplémentaire dans les moniteurs compatibles. NVIDIA ne comptait toutefois pas s’arrêter en si bon chemin et un autre défaut visuel devait être combattu : l’effet de flou qui survient sur les images rapides en mouvement.

Ce flou n’arrive pas par hasard, il est lié à la persistance rétinienne. Celle-ci est bien pratique au cinéma par exemple car elle permet de donner l’impression de mouvements fluides, même lorsque la vitesse d’animation est relativement faible. En revanche, dès lors que les déplacements sont très rapides, elle pose problème, surtout avec la technologie LCD de nos écrans. En effet, sur de telles dalles, le rétroéclairage toujours actif entraîne une impression de flou alors que les pixels changent d’état : c’est à cause de ce rétroéclairage que notre rétine garde « en mémoire » la succession des différents états des pixels, cette persistance engendre l’impression de flou.

Désactiver le rétroéclairage (strobing) permet de faire disparaître presque complètement la persistance rétinienne. ©NVIDIA

La solution imaginée par NVIDIA est assez simple et porte le nom de ULMB ou Ultra Low Motion Blur : elle vient désactiver le rétroéclairage entre chaque changement d’état des pixels. La rétine ne se laisse alors plus « berner » et l’impression de flou disparaît. Hélas, la technologie n’a pas que des avantages et couper le rétroéclairage si souvent baisse la luminosité générale. Plus gênant, l’ULMB (2014) – comme son successeur l’ULMB 2 (2023) – est « incompatible » avec la fréquence de rafraîchissement variable (VRR) : cela multiplie les variations et exacerbe la fatigue oculaire. Insupportable.

Le meilleur des deux mondes, G-Sync Pulsar

C’est ici qu’intervient la dernière trouvaille des ingénieurs de NVIDIA. Présenté lors du CES 2024 – déjà deux ans ! – Pulsar est le travail de plus de dix années de recherche pour, justement, contourner les différents problèmes évoqués précédemment, sans en créer de nouveaux. L’un dans l’autre, Pulsar combine trois techniques pour parvenir à ce résultat idéal.

• Balayage continu : dans le sens horizontal, l’écran est partagé en plusieurs sections qui peuvent être éclairées séparément. Ensuite, indépendamment du taux de rafraîchissement, ces sections sont balayées de haut en bas à vitesse constante. Chaque section est éclairée juste avant la mise à jour des pixels LCD qui ont le temps nécessaire pour se stabiliser. Les pixels sont alors éclairés de manière optimale, à leur emplacement exact.
• Impulsion de compensation : lorsque le taux de rafraîchissement varie (avec le VRR donc), chaque section de l’écran reçoit une brève impulsion une seconde fois afin de compenser la variation de luminosité induite par le changement de fréquence. Il est alors possible de rendre le scintillement imperceptible à l’œil nu.
• Overdrive LCD variable : pour chaque section, un overdrive est appliqué aux pixels en fonction de la fréquence d’image variable. Bien que le balayage continu se fasse toujours à la même vitesse, un décalage variable est appliqué avant l’enclenchement du balayage suivant. L’objectif est de suivre la fréquence variable de la source. L’overdrive appliqué dépend du temps d’affichage prévu pour la prochaine image. NVIDIA souligne qu’il s’agit en fait du même overdrive variable présent sur tous les moniteurs G-Sync.

Prises indépendamment, ces trois techniques sont insuffisantes, mais combinées, elles permettent enfin de profiter des avantages de l’ULMB et du VRR sans risquer le moindre problème. Il n’est plus question d’image détériorée et la fatigue visuelle est limitée au minimum. Côté chiffres, NVIDIA évoque la possibilité d’utiliser le stroboscope (la coupure du rétroéclairage) à 25 % du temps d’une image, le temps de maintien d’un objet est alors quatre fois plus court et la netteté est quadruplée. NVIDIA avance, à 250 images par seconde avec Pulsar, la netteté de mouvement d’un moniteur théorique de 1 000 Hz affichant 1 000 images par seconde.

Comment profiter de Pulsar ?

L’intérêt de la nouvelle technologie est, vous l’aurez compris, de combiner les bienfaits de l’ULMB et du VRR. Il n’est plus question de changer de moniteur pour profiter de l’un ou de l’autre, les écrans estampillés G-Sync Pulsar profitent des deux. Pour ce faire, de tels moniteurs sont dotés de nouvelles solutions matérielles. Oui, une puce supplémentaire reste indispensable au sein de l’écran.

Les choses ont cependant grandement été simplifiées par les progrès réalisés par les ingénieurs de NVIDIA. Il a souvent été reproché à G-Sync d’imposer une onéreuse puce FPGA pour fonctionner, augmentant, de fait, le prix des écrans G-SYNC. Ce n’est plus le cas et NVIDIA s’est associé à MediaTek pour se contenter de ce que l’on appelle dans le milieu un scaler. Aujourd’hui, quatre moniteurs sont disponibles avec cette technologie intégrée à leur électronique : l’Acer Predator (XB273U F5), l’AOC Agon Pro (AG276QSG2), l’ASUS ROG Strix Pulsar (XG27AQNGV) et le MSI MPG (272QRF X36). D’autres suivront sans doute et les prix devraient progressivement baisser.

Pas de jaloux, ces écrans sont techniquement identiques et les différences tiennent davantage à leur esthétique, leur ergonomie. Pour ce dossier, nous avons reçu un ASUS ROG Strix Pulsar, doté d’une dalle LCD – forcément – de 27 pouces. On parle de technologie IPS et d’une définition WQHD (ou QHD, 2 560 x 1 440). Enfin, il est capable d’une fréquence de rafraîchissement vertical de 360 Hz alors que son temps de réponse moyen gris à gris est de 1 ms. Il dispose d’un hub USB pour trois ports Type-A en USB 3.2 Gen 1 (5 Gbps), d’un jack audio, d’une prise d’alimentation, de deux ports HDMI 2.1 et d’un unique DisplayPort 1.4. Notez un port micro-USB, qui n’est pas là pour faire joli.

Cette connectique un peu ancienne est liée à la première action à faire à réception d’un écran G-Sync Pulsar : vérifier s’il n’existe pas une mise à jour de son micrologiciel. Dans notre cas, il a fallu passer de la v1.0.6 à la v1.1.4. On utilise un câble micro-USB donc et on se connecte au site de NVIDIA afin de suivre les instructions, pas à pas.

Rien de compliqué et l’opération ne dure que quelques minutes. Gageons que cette manipulation ne devrait plus trop se reproduire : la technologie est encore jeune et NVIDIA assure quelques mises à jour quand le besoin s’en fait sentir. C’est ainsi que, récemment, NVIDIA a déployé un firmware permettant de conserver G-Sync Pulsar activé jusqu’à 60 Hz.

L’activation de la technologie en elle-même est simple comme bonjour. Il faut toutefois réaliser deux petites opérations. D’un côté, sur le moniteur, il s’agit bien sûr d’activer Pulsar, voire d’activer les autres options disponibles : le double système d’adaptation automatique de la luminosité et de la couleur.

Notez qu’il est aussi possible de modifier le « Pulsar Low FPS ». Il s’agit d’un réglage pour désactiver automatiquement Pulsar de façon à éviter le scintillement lié à de très basses fréquences : aujourd’hui, on peut aller jusqu’à 60 Hz, comme nous le disions précédemment. Sur le PC, il ne faut pas chercher de mention de Pulsar, il suffit d’activer G-Sync : cela se fait depuis le panneau de contrôle ou depuis la NVIDIA App.

À gauche, l’activation de G-Sync sur NVIDIA App et, à droite, la même chose sur le toujours vaillant Panneau de configuration GeForce. ©le Studio Clubic

NVIDIA souligne toutefois l’importance d’avoir préalablement activé le Resize BAR dans le BIOS de la machine et de vérifier que la « planification de processeur graphique à accélération matérielle » est bien activée sous Windows. En principe, c’est le cas pour ces deux options, mais autant y jeter un œil afin de lever le moindre doute.

À gauche, vérification du Resize BAR dans le BIOS et, à droite, de la planification de processeur graphique à accélération matérielle sous Windows 11. ©le Studio Clubic

Ces manipulations effectuées, il est temps de tester l’impact du Pulsar sur nos jeux favoris. D’emblée, les habitués de G-Sync et ULMB seront impressionnés de voir combien l’image est plus lumineuse : la différence saute aux yeux en activant/désactivant Pulsar depuis le moniteur ASUS : Pulsar permet de flirter avec les 500 nits alors que l’ULMB 2 plafonne autour de 280 nits.

Avant de vérifier l’action de Pulsar sur le flou de mouvement, un petit tour du côté de la latence système s’impose. Après tout, la technologie est d'abord pensée pour l'eSport, un domaine où la latence est la clé de bons résultats. Sur le papier, l’ASUS semble cocher toutes les cases : fréquence de 360 Hz, temps de réponse de 1 ms, intégration de Reflex et présence d’un Latency Analyzer pour mesurer cela soi-même.

Inutile de mesurer sur des dizaines de jeux différents et notre unique test sur Counter-Strike 2 devrait rassurer les plus angoissés. À 6,2 ms de latence système globale, il n’y a rien à craindre. Notez que, pour le seul écran ASUS, la latence d’affichage serait inférieure à 1,5 ms. Rien à redire.

À gauche, sans activation de Pulsar et, à droite, avec. ©le Studio Clubic

Abordons maintenant le point crucial, l’impact de Pulsar sur le flou que l’on peut percevoir lors des déplacements. Avant de tester sur de vrais jeux, nous avons utilisé l’outil TestUFO mis en place par le site BlurBusters.com. Hélas, nous n'avons pas le matériel pour rendre justice à l'efficacité de Pulsar. Sur nos deux images, vous pouvez voir la différence sur l'extra-terrestre, ainsi que sur les bandes inférieures/supérieures.

Sachez cependant qu'à 360 Hz, Pulsar donne en réalité des résultats tout à fait prodigieux : les textes deviennent parfaitement lisibles avec Pulsar alors que l'on ne reconnaît pas la moindre lettre sans. En baissant la fréquence de rafraîchissement à 240 Hz, 160 Hz puis 120 Hz, le gain est un peu moins flagrant – les caractères deviennent moins lisibles –, mais le bénéfice sur l’extra-terrestre reste impressionnant.

Dans un second temps, nous avons donc lancé de vrais jeux et, tout d’abord, des titres compétitifs comme Counter-Strike 2 et Valorant. Dans un cas comme dans l’autre, difficile d’y trouver à redire : la netteté des personnages est renversante et on gagne donc sur tous les tableaux. D’abord, on profite d’une vitesse d’animation exceptionnelle, en plus on a le bénéfice d’une luminosité préservée et, cerise sur le gâteau, la sensation de netteté de l’image est pour ainsi dire impeccable. Forcément, même sans être un joueur professionnel, on devine les apports. La visée est plus précise, plus limpide et l’immersion en profite aussi beaucoup.

Counter-Strike 2 et Anno 117: Pax Romana : La précision de l’image est impressionnante, aussi bien dans les FPS les plus rapides que sur des jeux de stratégie. ©NVIDIA

Les jeux compétitifs ne sont pas les seuls à profiter de Pulsar. NVIDIA a pris l’exemple d’Anno 117: Pax Romana pour illustrer les autres bénéfices que l’on retire de sa technologie. Sur des jeux de gestion ou de stratégie, pas question de personnages qui se déplacent à cent à l’heure, mais des défilements très fréquents – et parfois très rapides – de la carte. Des défilements qui ont un impact direct sur la netteté de l’image et, là encore, Pulsar se montre bluffant : même en faisant scroller la carte aussi vite que possible, les bâtiments ne sont jamais flous. Il en va de même sur Company of Heroes 3 où il n’est donc toujours pas question d’obtenir un avantage compétitif, mais simplement de profiter d’un confort visuel bien supérieur.

Enfin, les moniteurs G-Sync dotés de la technologie Pulsar disposent d’un dernier atout qui peut sembler anecdotique, mais se révèle très intéressant à l’usage : la technologie ambient adaptive. Nous en avons parlé au moment de discuter des réglages à effectuer sur l’écran. Il s’agit de profiter du capteur placé au sein de l’écran pour que les usagers profitent d'un ajustement de la luminosité de manière automatique. L’idée est une nouvelle fois d’apporter plus de confort : éviter d’être aveuglé en pleine nuit ou de ne rien voir les jours de grand soleil. Ça n’a l’air de rien, mais ça fonctionne diablement bien.

Inutile de tourner autour du pot, G-Sync Pulsar est une réussite sur toute la ligne et la promesse formulée par NVIDIA est tenue. Plus lumineuse, l’image est surtout beaucoup plus nette, ce qui améliore l’immersion et autorise une plus grande précision sur les jeux compétitifs. Dans d’autres cas, c’est « juste » le confort du joueur qui progresse, mais qui viendrait s’en plaindre ?

Alors, c’est vrai, pour maximiser l’impact de Pulsar, il faut un PC relativement musclé, à même de fournir un nombre d’images par seconde suffisant, sur les FPS notamment. Le budget du joueur doit aussi faire avec le surcoût lié au moniteur Pulsar, mais à ce niveau-là, un effort a été réalisé avec les premiers modèles qui se négocient autour des 700 €. Ce n’est pas donné, mais les prix baisseront à mesure que la technologie va se généraliser et, honnêtement, après y avoir goûté, qu’il est difficile de revenir en arrière.