Screen-Tearing und V-Sync erklärt

Wie entsteht Screen-Tearing?

Um zu verstehen, wie Screen-Tearing entsteht, müssen wir uns anschauen in welchem Auffrischungszyklus Bildschirme aller Art Bildsignale wiedergeben. Was bei Grafikkarten FPS sind, das nennt sich bei Monitoren Hertz. Sinngemäß bedeuten beide Begriffe exakt dasselbe: Wie oft wird etwas pro Sekunde angezeigt? Basierend auf dem Standard der Wechselstromfrequenz lag die Standard-Hertzzahl bei Fernsehgeräten hierzulande bei 50 Hz, in den USA bei 60 Hz.

Nun aber das Problem: Während Film- und Fernsehsignale in einer konstanten Framerate gesendet werden, schwankt die Zahl der Frames pro Sekunde, die eine Grafikkarte bei Videospielen errechnet. Wie entsteht nun also Screen-Tearing? Erklären wir es anhand von zwei Beispielen.

Beispiel 1: Weniger Frames als Hertz

Angenommen wir besitzen einen Monitor mit einer Bildwiederholungsrate von 60 Hertz und unser Spiel wird aktuell mit 30 Frames die Sekunde gerendert. Dann werden die von der Grafikkarte bereitgestellten Bilder immer gedoppelt angezeigt, quasi 2 Auffrischungszyklen hintereinander.

Beispiel 2: 60 Hertz und 120 Frames

Wenn nun aber unsere Grafikkarte mehr Frames errechnet, als unser Monitor in seinem Zyklus anzeigen kann stehen wir vor einem Problem. Jetzt stehen 2 Frames mit verschiedenen Bildern vor einem Hertz und wollen sich beide darein zwängen.

So kann es passieren, dass der obere Teil des Bildschirms den ersten Frame anzeigt, und der darunter bereits den nächsten. So ensteht Screen-Tearing.

V-Sync verhindert Screen-Tearing

Durch den Prozess der vertikalen Synchronisation verhindert man diesen Grafikfehler. Die Lösung: V-Sync zwingt die Grafikkarte mit der Darstellung des nächsten Frames zu warten, bis der Bildschirm wieder am Anfang eines neuen Auffrischungszyklus steht. Dies unterbindet zwar Screen-Tearing, doch es führt zu Input-Lag

Input-Lag

Das Problem des Input-Lags entsteht bereits bei der Eingabe des Befehls des Nutzers über die Eingabegeräte (Tastatur, Maus, Controller). Der Tastendruck, beispielsweise die Leertaste zum Springen, muss zunächst von der Tastatur in den Rechner übertragen, dann in der Grafikkarten dargestellt und schließlich auf den Monitor übertragen werden. Jede weitere Verzögerung führt zu Lags und einem unnatürlichen Spielgefühl. Für Casual Gamer und Durchschnittsspieler ist dieses Problem nicht sonderlich ausschlaggebend, für Pro-Gamer kann dies jedoch über Sieg und Niederlage entscheiden.

Kein Tearing, Kein Input-Lag: FreeSync & G-Sync

Um Tearing und Lags zu verhindern haben Grafikkartenhersteller AMD und Nvidia zwei Lösungsansätze erfunden. Bei Nvidia G-Sync handelt es sich um ein in den Monitor eingebautes Modul, welches den Prozess der Synchronisation umkehrt. So synchronisiert sich nicht mehr die GPU mit dem Monitor, sondern der Monitor mit der GPU! Dies soll Tearing und Input-Lag komplett verhindern.

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