[Erklärung] Über Vsync und den Zusammenhang zu input lag und Bildstottern bei 60 Hz und 120/144 Hz

[Kuomo]

AW: [Erklärung] Über Vsync und den Zusammenhang zu input lag und Bildstottern bei 60 Hz und 120/144 Hz

Interessanter Blogeintrag zum Thema von Gamestar User notjoedavis666:
VSync, FreeSync, FastSync, CPU/GPU Sync, Engine-Lag, Reaktionszeit, …

 

[alalcoolj]

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Danke für den Link, den informativen Blogeintrag kannte ich noch nicht. Hat große Überschneidungen mit meinem Thread hier, jedoch mit mehr "Bling-Bling"

 

[MattGore]

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Danke für das Verlinken, hab über die Wordpress-Statistik davon erfahren

Und danke für das mit dem "Bling-Bling" ^^ Deine Erklärung zu VSync hier ist aber auch gut auf den Punkt gebracht. Jedoch stützt du dich auf den leider teils falschen Anandtech-Artikel. Render Ahead, Maximum PreRendered Frames oder Flip Queue haben nämlich nichts mit Double- und Tripplebuffering zu tun. Die sind hauptsächlich dazu da, um der CPU das Puffern zu erlauben, noch bevor sie bei der Grafikkarte landen! Korrekt für VSync ist die sogenannte Swap Chain (selbst auf Wikipedia wurde hier leider auf Anandtech verlinkt), dir kann man also keinen Vorwurf machen.
Ebenso ist der Lag mit der von dir rTB genannten Variante nicht so gut bei FPS-Werten die nur knapp über der Monitorrate liegen. Ein Beispiel im Anhang; die obere Hälfte zeigt den rTC-Lag von beispielsweise 72 fps bei 60 Hz, der Durchschnitt liegt jedoch bei 19,¯4 ms (Lag von rund einem 51-fps-Bild). Die Doppelpufferung hingegen liegt bei konstanten 16,¯6 ms und sollte man im schlimmsten Fall nur 60,000...001 fps schaffen, so wären wir bei gar 22,¯2 ms (45 fps). Zudem hat der Randlose Vollbildmodus einen zusätzlichen Lag, weshalb ich davon abraten würde. Render Ahead spielt aber auch eine Rolle beim Lag bei Nutzung von VSync, genaueres steht eben in meinem Artikel.

 

[alalcoolj]

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Willkommen im Forum! Freut mich Dich kennenzulernen!

Ich erwähne an einer Stelle die "render ahead queue". Wenn ich das durch "swap chain" ersetze an der Stelle dann passt's, oder?

Wenn Du dir mein Schaubild anschaust, bestätigt das den von Dir beschriebenen Effekt: Der Lag bei 72fps@60Hz ist im Schnitt bei real tripple buffering höher als mit double buffering. Das ist generell zwischen 60 und 90 fps @60 Hz so. Aber wem sag ich das...

 

[MattGore]

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Danke ^^

Ja, dann passt's besser. Ich würde auch entweder den Anandtech-Link entfernen (deine Erklärung ist ja genauso gut) oder warnen, dass dort die Begriffe durcheinanderder geworfen wurden.

Oh, da steht es ja auch: "Ab 90 fps ist er dann auch immer geringer als mit DB." War wohl gestern nicht mehr vollkommen wach, da hast du natürlich schon recht gehabt. Also sorry für die falschen Anschuldigungen, nachdem ich in letzter Zeit so viele Fehlinformationen über VSync gelesen habe, bin ich noch etwas zu skeptisch gewesen. Und es hatte mich glaub irritiert gehabt, dass z.B. 30 fps nicht bei allen vieren gleich ist, da man in der Praxis aber nie eine GPU hat, die bei TB von selbst exakt mit 30 fps arbeitet ist das wirklich nicht beachtungswert. Bei genauerer Betrachtung ist die Abbildung dann echt mega gut!

 

[alalcoolj]

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Und es hatte mich glaub irritiert gehabt, dass z.B. 30 fps nicht bei allen vieren gleich ist, da man in der Praxis aber nie eine GPU hat, die bei TB von selbst exakt mit 30 fps arbeitet ist das wirklich nicht beachtungswert. Bei genauerer Betrachtung ist die Abbildung dann echt mega gut!

Kann ich gerne erklären, warum TB bei 30fps@60Hz einen um 8,333ms höheren inputlag hat als DB oder als ohne VSync:

Ohne VSync wird ja das fertig gerenderte Bild immer direkt angezeigt.
Mit TB muss nach Fertigstellung des Bildes gewartet werden bis der dann aktuelle refresh fertig ist, das kann in 0,001 ms oder erst in 16,665 ms sein, im Mittel dauert es einen halben refresh, also 8,333ms.
Mit DB und 30fps ist das Bild genau in dem Moment fertig, in dem auch ein refresh fertig ist, also gibt's keine Verzögerung. Bei TB ist dies aufgrund der "Vorgeschichte" nicht der Fall, da ein Bild in der Regel nicht genau dann fertig ist, wenn ein refresh beendet ist, auch nicht bei exakt 30fps. Es kann ja auch immer mit der Bildberechnung direkt begonnen werden, unabhängig davon, ob gerade ein refresh begonnen hat.
Hoffe das war verständlich so? Sehr schwer zu beschreiben das ganze.

 

[WalterWachtel]

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Mal angenommen ich hätte einen 75Hz Monitor ohne Free/G-Sync und meine Grafikkarte schafft es auch diese 75Fps konstant zu liefern. Um dann noch einen nicht allzu hohen Input Lag zu haben sollte ich per RTSS ein Limit auf 74FPS einstellen um das bestmögliche Ergebnis zu erzielen? Und was passiert wenn man für einen kurzen Moment auf 60 FPS dropt?
Oder ist es sinnvoller Fastsync zu nutzen ohne Framelimiter?

 

[MattGore]

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@alalcoolj: Stimmt, die "Vorgeschichte" hab ich nicht beachtet und bin von unrealistischen dauerhaften 30 fps ausgegangen. Da du das so gut erklären kannst, würdest du mir sagen, warum 30 fps einen 25 ms höheren Lag als 60 fps hat? Ich komme irgendwie immer auf 16,¯6 ms.

@WalterWachtel: Ja, RTSS (oder ein Ingame-Limiter) ist die beste Möglichkeit um Strom zu sparen ohne extremen Lag zu generieren. Reines VSync (besonders mit cTR) könnte aber den FPS-Drop besser kaschieren. Wenn du das Zwei- oder Dreifache deines Monitors schaffst, dann wird FastSync so gut wie ein rTR im Vollbild sein, finde diese minimale Verbesserung aber nicht die zusätzliche Abwärme wert.

 

[WalterWachtel]

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@WalterWachtel: Ja, RTSS (oder ein Ingame-Limiter) ist die beste Möglichkeit um Strom zu sparen ohne extremen Lag zu generieren. Reines VSync (besonders mit cTR) könnte aber den FPS-Drop besser kaschieren. Wenn du das Zwei- oder Dreifache deines Monitors schaffst, dann wird FastSync so gut wie ein rTR im Vollbild sein, finde diese minimale Verbesserung aber nicht die zusätzliche Abwärme wert.

Kurz gesagt: 74FPS per RTSS und Ingame Vsync an wäre (vorausgesetzt die FPS werden gehalten) in meinem Fall wohl der beste Kompromiss?

Die doppelte Framerate (150FPS) schaffe ich in PUBG leider nicht, da fällt Fastsync dann wohl aus. Momentan bin ich mit den Einstellungen in PUBG eher so semi zufrieden...habe nämlich Fastsync an und den FPS limiter auf 90 gesetzt, ist aber echt grenzwertig da ich das Gefühl habe dadurch einen hohen Input Lag zu haben.

 

[alalcoolj]

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@alalcoolj: Stimmt, die "Vorgeschichte" hab ich nicht beachtet und bin von unrealistischen dauerhaften 30 fps ausgegangen. Da du das so gut erklären kannst, würdest du mir sagen, warum 30 fps einen 25 ms höheren Lag als 60 fps hat? Ich komme irgendwie immer auf 16,¯6 ms.

Klar, ich erklär das mal der Einfachheit halber am Beispiel ohne VSync:

Meine Formel für den mittleren input lag ist
1,5*frametime+Refreshdauer

Für 30fps@60Hz also
1,5*33,333ms+16,667ms=66,667ms,
und für 60fps@60Hz ergibt sich
1,5*16,667ms+16,667ms=41,667ms.

Zur Formel:
Die Refreshdauer muss ich immer abwarten, bis das gerenderte Bild vollständig angezeigt wird. In beiden Fällen 1/60s.
Hinzu kommt natürlich jeweils die eigentliche Berechnungszeit des Bildes (=1*frametime).
Jetzt fehlen noch die 0,5*frametime. Das ist folgendermaßen:
In dem Moment in dem Du deine Maus clickst, wird im back buffer gerade das vorherige Bild berechnet. Erst nach dessen Fertigstellung werden Deine Eingaben beim nächsten Bild berücksichtigt. Im Mittel vergeht also noch die halbe Renderzeit für das vorige Bild.

 

[MattGore]

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@WalterWachtel: Ja, aber ich hab mich mal etwas schlau gemacht und es sieht so aus, dass RTSS sogar Werte zwischen 74 und 75 erlaubt! Öffne
%ProgramFiles(x86)%\RivaTuner Statistics Server\Profiles\Global.
und suche nach [Framerate], darunter schreibst du dann:
Limit=75000
LimitDenominator=1001
Und dein Limit ist nun rund 74,925 fps und das Bild wird nur 4,5 Mal in der Minute einen Ruckler haben – anstatt ein Mal pro Sekunde wie bei 74 fps.
Werde das aber unbedingt mal selbst in der Praxis testen und schauen, wie weit es RTSS unterstützt, bevor aufgerundet wird.

@alalcoolj: Danke für das Verraten deiner Formel Deine Annahme, dass "Eingaben beim nächsten Bild berücksichtigt" werden stimmt für Source-Engine-Spiele. Jedoch ist abseits davon bei kaum einem Titel die Verzögerung der Mausklicks abhängig von der Framerate. Konsolenports laufen meist INTERN mit lediglich 30 fps (z.B. Alan Wake), aktualisieren also die Physikberechnung nur alle 33,¯3 ms. Mausklicks haben also selbst bei 60 fps der GPU einen erwarteten Lag von 0,5*33,¯3 ms. Natürlich arbeiten auch manche Engines mit mehr als 30 Hz, aber über 60 gehen die eigentlich nie. Das neue Quake ist jetzt die Ausnahme, welches erstmals mit 120 Hz Enginefrequenz wirbt.
Deine Formel ist natürlich richtig, ich wollte das nur erwähnt haben ^.^

 

[WalterWachtel]

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LimitDenominator hab ich da nicht...also kann ich das einfach dazu schreiben und dann probiere ich mal aus...sehen kann ich das dass aber nur indem ich versuche ruckler im game festzustellen oder?

Edit: Ich verfüge scheinbar nicht über die Berechtigung das zu ändern und die Änderungen werden auch nicht übernommen...bzw. kann ich diese nicht speichern...

 

[MattGore]

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Ja, Ruckler sollten danach deutlich weniger sein. Du kannst auch kurz VSync ausmachen und wenn es klappt, dann liegen deine FPS trotzdem bei 75 fps (die Anzeige dürfte aufgerundet werden).

Yeah, wir alle lieben Windows 10! Standardmäßig bist du kein richtiger Administrator, solltest also den Texteditor im Administrator-Modus öffnen. Drücke Win + R auf der Tastatur und kopiere folgendes hinein:
powershell -Command "Start-Process notepad" -Verb RunAs
Ein Klick auf OK und du kannst über Strg + O die "Global"-Datei öffnen und diesmal auch überschreiben.

 

[Kuomo]

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Warum nicht 75fps glatt?

 

[MattGore]

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In-Game klappen 75 fps (zumindest CS:GO), aber RTSS wird mit 75 ignoriert und die CPU puffert wieder zu viele Frames (--> Lag).

 

[WalterWachtel]

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@MattGore....hat geklappt, angezeigt werden nun 75FPS das Spielgefühl ist wirklich sehr gut im vergleich zu ohne vsync...extremen input kag kann ich persönlich nicht feststellen...mit vsync aus kann ich keinen unterschied feststellen wenn ich ehrlich bin...lasse aber vsync einfach an oder meinst Du es ist besser Vsync dann auszustellen?

 

[MattGore]

AW: [Erklärung] Über Vsync und den Zusammenhang zu input lag und Bildstottern bei 60 Hz und 120/144 Hz

VSync aus wird dir einen Tear pro Refresh bringen, der sich über die Zeit minimal bewegt. Das Limitieren auf rund 74,925 fps ist ja gerade dazu da, um den VSync-Lag zu "fixen" ohne es komplett auszuschalten.

 

[WalterWachtel]

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VSync aus wird dir einen Tear pro Refresh bringen, der sich über die Zeit minimal bewegt. Das Limitieren auf rund 74,925 fps ist ja gerade dazu da, um den VSync-Lag zu "fixen" ohne es komplett auszuschalten.

Okay,...ich bedanke mich dafür...hat mir wirklich sehr geholfen

 

[Kuomo]

AW: [Erklärung] Über Vsync und den Zusammenhang zu input lag und Bildstottern bei 60 Hz und 120/144 Hz

Wenn ich 75Hz und konstante 75fps ohne Vsync habe, kann es also zu Tearing kommen und das ist dann immer an der selben Stelle und verschwindet auch nicht, oder?
In der Realität gibt es aber minimale Schwankungen und die verhindern diesen krassen Effekt, oder?

 

[WalterWachtel]

AW: [Erklärung] Über Vsync und den Zusammenhang zu input lag und Bildstottern bei 60 Hz und 120/144 Hz

Wenn ich 75Hz und konstante 75fps ohne Vsync habe, kann es also zu Tearing kommen und das ist dann immer an der selben Stelle und verschwindet auch nicht, oder?
In der Realität gibt es aber minimale Schwankungen und die verhindern diesen krassen Effekt, oder?

Ich denke mal das es jeder etwas anders empfindet, bei mir war das Bild sehr "unruhig" wenn ich die FPS einfach nur auf 74/75/76 oder noch höher gecapt habe, das habe ich jetzt mit vsync und cap auf 74,9... nicht mehr...ich nenne es mal "Butterweich"...