Was ist VSync?

VSync ist eine ältere Technologie zum Synchronisieren der Bilder zwischen Grafikkarte und Monitor. Heutzutage nutzen viele Grafikkarten und Gaming Monitore aktuellere Technologien wie G-Sync und  Freesync. Die neuen Technologien erfordern aber eine aktuelle Grafikkarte und einen aktuellen dazu passenden Monitor. Das passt nicht jedem Gamer in das Budget.

Wie funktioniert VSync?

Zu Beginn sollte der Unterschied zwischen den FPS (Frames Per Second) und der Bildwiederholrate geklärt werden. Die Frames Per Second geben an wie viele Bilder die Grafikkarte pro Sekunde erzeugen kann. Je höher die Anzahl der Frames, die wir pro Sekunde sehen, desto flüssiger erscheint uns das ganze Bild. Die Bildwiederholrate gibt dagegen an, wie viele Bilder der Monitor je Sekunde anzeigen kann. Die Bildwiederholrate wird in Hz (Hertz) angeben.

Dabei gilt, es ist egal wie viele Bilder die Grafikkarte erzeugen kann, solange die Anzahl der erzeugten Bilder gleich oder höher ist, als der Monitor verarbeiten kann. Hat man beispielsweise einen Monitor mit 60 Hz und die Grafikkarte erzeugt 60 Frames, so hat man das flüssigste Spielerlebnis das mit dem eigenen Setup erreichbar ist. Natürlich funktioniert es selten so perfekt.

Das Zusammenspiel zwischen Grafikkarte und Monitor funktioniert mit Hilfe des Frame Buffer. Das Spiel sendet Informationen an die Grafikkarte, die Grafikkarte erzeugt darauf ein Bild in den Frame Buffer. Das Bild im Frame Buffer wird zum Monitor gesendet und dargestellt. Normalerweise werden zwei Bilder im Frame Buffer gespeichert, das erste Bild ist das Bild das aktuell auf dem Monitor dargestellt wird, das zweite Bild im Buffer wird von der Grafikkarte erzeugt um als nächstes zum Monitor geschickt und dargestellt zu werden. Dabei wird das zweite Bild aus dem Buffer zum Hauptbild auf dem Monitor. Die Grafikkarte beginnt das nächste Bild zu rendern. Das ganze versucht die Grafikkarte so schnell es geht durchzuführen, um so viele Frames wie möglich darzustellen.

Hat man nun eine sehr leistungsstarke Grafikkarte oder ein ressourcenschonendes Spiel, werden mehr Frames erzeugt als der Monitor darstellen kann, so kommt es zu Tearing. Dabei passiert es, dass die Grafikkarte schneller Frames in den Buffer erzeugt, als zum Monitor gesendet werden. Wenn nun das finale Bild aus dem Buffer an den Monitor gesendet wird, stellt sich auf dem Monitor ein Bild aus mehreren einzelnen überlappenden Frames dar.

Gaming Gear Tearing
Beispiel für Tearing

Um das Tearing zu vermeiden kommt VSync ins Spiel. VSync steht für „Vertical Synchronisation“ und sorgt dafür, dass die Bilder nicht vertikal versetzt zueinander, dargestellt werden. Wird VSync aktiviert, so wird die Grafikkarte dem Monitor untergeordnet. Der Monitor schreibt der Grafikkarte vor genauso viele Bilder zu erstellen, wie der Monitor darstellen kann. Der Monitor gibt nun der Grafikkarte vor wann die Frames aus dem Buffer auf dem Monitor dargestellt werden sollen und dadurch auch, wann die Grafikkarte den nächsten Frame erzeugen soll. Auf einem 60 Hz Monitor werden somit 60 Bilder pro Sekunde dargestellt. Damit hat man das flüssigste Spielerlebnis auf einem 60 Hz Monitor.

Ist VSync im Spiel aktiviert und die Grafikkarte erzeugt weniger Frames als der Monitor darstellen kann verhält es sich deutlich anders. Kann die Grafikkarte nicht die 60 Frames je Sekunde erzeugen, werden die dargestellten Bilder (bei aktivierten VSync) in der Menge halbiert. Beispielsweise erzeugt die Grafikarte 56 Frames pro Sekunde (VSync ist aktivert) so werden auf dem 60 Hz Monitor nur 30 Frames dargestellt. Das Ganze funktioniert so: Der Monitor zeigt das aktuelle Bild aus dem Buffer, die Grafikkarte beginnt das nächste Bild zu erstellen, aber da der Monitor mit 60 Hz fordert dieses Bild schneller an, als die Grafikkarte liefern kann. Das einzige komplette Bild im Frame Buffer das Bild das aktuell bereits dargestellt wird. So wird dieses Bild solange weiter dargestellt, bis der Monitor wieder eine Anforderung an die Grafikkarte schickt. Das bedeutet man sieht auf dem 60 Hz Monitor nur 30 FPS obwohl man auch 56 FPS haben könnte.

Dagegen helfen kann Triple Buffering. Wie der Name bereits andeutet führt Triple Buffering einen dritten Frame Buffer ein und es wird somit ein weiteres Bild vorgehalten. Der Nachteil ist, dass mehr VRAM der Grafikkarte für den Buffer benötigt wird. Wenn anspruchsvolle Spiele viel VRAM benötigen kann es dadurch zu Performanceminderung kommen.

Aktuellere Versionen von VSync sind Adaptive VSync von Nvidia und Enhanced Sync von AMD. Bei beiden Varianten funktioniert es grundsätzlich so, dass das VSync sich zuschaltet sobald die Grafikkarte mehr Frames generiert als der Monitor darstellen kann. Fallen die erzeugten FPS unter die Bildwiederholrate des Monitors so wird VSync deaktiviert.

Trotz, dass es bereits aktuellere Synchronisationstechnologien am Markt gibt als VSync, hat es doch seine Berechtigung. Gerade Gamer mit älteren Monitoren nutzen VSync um Tearing zu verhindern. Mehr zu den neueren Technologien G-Sync und Freesync findest du im separaten Blogbeitrag.

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