Wie viele FPS benötigen Sie?

Heute behandeln wir eine der am häufigsten gestellten Fragen zum Thema PC-Spiele: Wie viele Bilder pro Sekunde benötigen Sie? Sollten Sie mit der gleichen Bildrate laufen wie die maximale Bildwiederholrate Ihres Monitors, z.B. 60 FPS auf einem 60 Hz-Monitor, oder gibt es einen Vorteil, Spiele mit einer viel höheren Bildrate laufen zu lassen, als Ihr Monitor beispielsweise 500 FPS anzeigen kann?

Um diese Frage zu beantworten, müssen wir ein wenig darüber sprechen, wie ein Grafikprozessor und ein Display zusammenarbeiten, um Bilder in Ihre Augäpfel zu senden, und wie Technologien wie Vsync funktionieren.

Aber das Entscheidende ist, dass Spiele mit extrem hohen Bildraten laufen, die weit über der Aktualisierungsrate Ihres Monitors liegen, zu einem reaktionsschnellen Spielerlebnis mit geringerer wahrgenommener Eingabelatenz führen. Das ist die Antwort auf die Frage für diejenigen, die nicht bis zum Ende warten wollen. Jetzt lass uns darüber reden, warum.

Anmerkung der Redaktion: Dieses Feature wurde ursprünglich am 2. August 2018 veröffentlicht. Es ist heute genauso relevant und aktuell wie damals, also haben wir es im Rahmen unserer Initiative #ThrowbackThursday gestoßen.

Nehmen wir an, wir haben einen Monitor mit einer festen Aktualisierungsrate von 60 Hz. Mit anderen Worten, der Monitor aktualisiert seine Anzeige alle 1/60stel einer Sekunde oder alle 16,7 ms. Beim Ausführen eines Spiels gibt es keine Garantie dafür, dass der Grafikprozessor in der Lage ist, jeden Frame in genau 16,7 Millisekunden wiederzugeben. Manchmal kann es 20ms dauern, manchmal 15ms, manchmal 8ms. Das ist die unterschiedliche Art der Darstellung eines Spiels auf einem Grafikprozessor.

Bei dieser unterschiedlichen Renderrate kann gewählt werden, wie jeder gerenderte Frame an den Monitor übergeben wird. Es kann den neuen Frame an die Anzeige übergeben, sobald er vollständig gerendert ist, allgemein bekannt als das Ausführen des Spiels mit “Vsync” oder vertikaler Synchronisation aus, oder es kann warten, bis die Anzeige zur Aktualisierung bereit ist, bevor es den neuen Frame, bekannt als “Vsync on”, sendet.

Vsync aus

Bei der ersten Methode, Vsync off, kommt es zu einem Riss. Der Grund dafür ist, dass eine Anzeige nicht sofort das gesamte Bild aktualisieren kann, sondern Zeile für Zeile, meist von oben nach unten. Während dieses Vorgangs kann ein neuer Frame vom GPU bereit sein, und da wir Vsync nicht verwenden, wird der Frame sofort an die Anzeige gesendet. Das Ergebnis ist, dass der Monitor nach der Mitte einer Aktualisierung neue Daten empfängt und den Rest der Zeilen auf der Anzeige mit diesen neuen Daten aktualisiert. Sie erhalten dann ein Bild, bei dem die obere Hälfte des Bildschirms aus dem vorherigen Bild und die untere Hälfte aus dem neuen, frisch verfügbaren Bild besteht.

Zerreißen

Je nach angezeigtem Inhalt stellt sich diese Aufteilung zwischen neuen und alten Frames in der einen Aktualisierung als Riss oder sichtbare Linie zwischen dem alten und neuen Frame dar. Normalerweise ist es am auffälligsten in schnell bewegten Szenen, in denen es einen großen Unterschied zwischen einem Bild und dem nächsten gibt.

Während Vsync off zu einem Riss führt, hat es den Vorteil, dass es einen Frame an das Display sendet, sobald es fertig gerendert ist, für eine geringe Latenz zwischen GPU und Display. Behalte das im Hinterkopf für später.

Vsync ein

Die alternative Art, ein Bild anzuzeigen, ist mit Vsync eingeschaltet. Hier wird anstelle des GPUs, der den neuen Frame sofort an die Anzeige sendet, jeder gerenderte Frame in einen Puffer verschoben. Der erste Puffer wird verwendet, um den Rahmen zu speichern, an dem gerade gearbeitet wird, und der zweite Puffer wird verwendet, um den Rahmen zu speichern, den die Anzeige gerade anzeigt. Zu keinem Zeitpunkt während der Aktualisierung wird der zweite Puffer aktualisiert, so dass die Anzeige nur Daten von einem vollständig gerenderten Frame anzeigt, so dass Sie nicht von einem Update mitten durch die Aktualisierung reißen müssen.