VSync – die Grafiktechnologie zur Synchronisierung der Bildrate

In vielen modernen Computerspielen ist die Grafikeinstellung VSync anzutreffen. Meistens wird eine kurze Beschreibung zur Verfügung gestellt, aber diese ist oft kryptisch oder nicht vollständig. Was sich hinter VSync verbirgt und wann Sie die Grafiktechnologie aktivieren sollten, erfahren Sie in diesem Blogbeitrag. Wir zeigen Ihnen, wie Sie das Spielerlebnis unter Windows weiter optimieren können.

Was ist VSync?

VSync ist die Abkürzung für „Vertical Sync“, somit vertikale Synchronisation, und wird bei Computerspielen verwendet. Diese Technik verhindert, dass die Grafikkarte die Bilddaten aktualisiert, während der Monitor das eigentliche Bild aufbaut. Diese Technologie wurde von verschiedenen GPU-Herstellern entwickelt, um das sogenannte Tearing zu vermeiden. Der Tearing-Effekt macht sich bemerkbar, wenn das Bild während des Spielens plötzlich verzerrt zu sein scheint.

Insbesondere wenn ein Spiel mit einer höheren Bildwiederholrate läuft, als der Monitor verarbeiten kann, tritt Tearing auf. Die Bildwiederholrate des Monitors ist dann nicht mehr synchron mit den FPS (Frames per Second) des Games. Dieser Effekt macht sich vor allem bei schnellen Spielen bemerkbar, bei denen vertikale Bildelemente verwendet werden. VSync wurde entwickelt, um die FPS an die Bildwiederholfrequenz des Bildschirms anzupassen und dem Tearing entgegenzuwirken. Mit VSync wird die Bildwiederholrate der Grafikkarte auf die Bildwiederholrate des Monitors begrenzt. Verwenden Sie einen 60Hz-Bildschirm? In diesem Fall gibt VSync auch nur 60 Bilder pro Sekunde aus. Auf diese Weise werden höhere FPS, die der Monitor technisch nicht verarbeiten kann, vermieden – das sogenannte Tearing wird präventiv verhindert.

VSync kann also sehr wichtig sein, wenn der Bildschirm nicht mit den FPS eines bestimmten Spiels mithalten kann. Eine Verbesserung der Auflösung oder der Farben ist mit dieser Technologie jedoch nicht möglich. Es ist lediglich eine vorbeugende Technologie. Wenn Sie zum Beispiel auf hohe FPS angewiesen sind, ist es besser, VSync auszuschalten, damit die Reaktionsgeschwindigkeit im Spiel höher ist.

Vertikale Synchronisation – wann Sie es aktivieren sollten

Der allgemeine Rat zur Frage „VSync an oder aus“ lautet: Wer ein stabiles Bild will, sollte VSync immer einschalten. Das ist richtig, aber leider hat die Verwendung von VSync einen Nachteil: Die Gesamtperformance sinkt. Bei aktiviertem VSync speichert der Algorithmus die zusätzlichen Bilder der Grafikkarte in einem Puffer (Doublebuffer oder Triplebuffer), um sie bei Bedarf zum Monitor zu schicken. Dies verbraucht Leistung und kann zu einer Verringerung der FPS führen. Außerdem führt die Verwendung von VSync zu einer leichten Eingabeverzögerung (Input-Lag). Es dauert ein paar Millisekunden länger, bis die Aktion auf dem Bildschirm angezeigt wird, wenn Sie die Maus oder das Gamepad bewegen.

Wenn Sie schnelle Multiplayer-Online-Games spielen, bei denen es auf jede Sekunde ankommt, sollten Sie sich den Einsatz von VSync daher gut überlegen. Im Zweifelsfall kann Sie der Input-Lag den Sieg kosten. Die Erfahrung hat gezeigt, dass es besser ist, VSync bei langsameren Singleplayer-Spielen immer aktiviert zu haben. Ohne VSync ist es nur eine Frage der Zeit, bis sich Tearing in das Spielgeschehen einschleicht, und kaum etwas kann die Atmosphäre mehr zerstören. Deaktivieren kann man VSync auch, wenn die Grafikkarte generell zu schwach ist und das Spiel mit VSync zu langsam wird. Allerdings muss man sich dann ohnehin fragen, ob man nicht besser gleich eine neue Karte kauft.

Die verschiedenen VSync-Modi

Heutzutage sind verschiedene VSync-Modi mit individuellen Vor- und Nachteilen verfügbar. Zu nennen ist das adaptive VSync. Die Adaptive-V-Sync-Variante von Nvidia ist schon etwas älter, aber immer noch sehr nützlich. V-Sync schaltet sich automatisch ein, wenn die maximale Bildwiederholrate des Monitors erreicht ist. Wenn die Hz-Zahl nicht rechtzeitig durch entsprechende FPS gedeckt wird, reduziert sich die Bildwiederholrate in manchen Anwendungen auf den nächsten gemeinsamen Nenner. Aus 60 Bildern pro Sekunde werden dann schlagartig 30 Bilder pro Sekunde. Wenn die Grafikkarte also dazu neigt, ihr Ziel, die optimale Bildrate zu halten, nur knapp zu verfehlen, kann es zu massiven Einbrüchen kommen. Genau dann, wenn diese kritische Schwelle unterschritten wird, deaktiviert „Adaptive V-Sync“ die Synchronisation. Keine FPS-Einbrüche, keine Erhöhung des Input Lag, aber das Tearing ist in dieser Phase wieder da.

Das aus Spielen mit OpenGL-Unterstützung bekannte Triple Buffering wird in einer neuen Variante namens FastSync verwendet. FastSync erzeugt jedoch während der Berechnung der einzelnen Frames keinen Backpressure auf die Spielengine und die GPU. Dennoch findet eine nachträgliche Synchronisation bei der Ausgabe statt. Bei dieser Methode werden ein Front-Buffer (zuletzt generiertes Bild) und zwei Back-Buffer verwendet. Ein Back-Buffer stellt kontinuierlich Speicherplatz für die aktuelle Bildberechnung zur Verfügung. Der zweite Back-Buffer dient als Zwischenspeicher für bereits fertiggestellte Frames. Dieser Zwischenspeicher wird jedoch permanent verworfen und immer mit dem aktuellen Berechnungsergebnis aktualisiert. Alle Frames bis auf das neueste Ergebnis in der Back-Buffer-Warteschlange werden übersprungen, sobald der Front-Buffer seine Übertragung (60 Hz = 1/60s) an den Monitor abgeschlossen hat. Diese Art der Vorwärtsbewegung führt natürlich zu visuellen Sprüngen. Besonders bei niedrigen FPS-Werten kann dies als unruhiges Stottern wahrgenommen werden. Weniger ins Gewicht fällt diese Eigenschaft jedoch bei sehr hohen Frameraten. Der große Vorteil ist, dass das System mit maximaler Leistung läuft und nicht künstlich verlangsamt wird. Es werden lediglich die Einzelbilder nach ihrer Aktualität ausgewählt und synchron auf den Monitor übertragen. Im Ergebnis kein Tearing und der Input-Lag liegt in etwa auf dem Niveau von Spielen, bei denen die Synchronisation deaktiviert ist. FastSync stellt den bisher besten Kompromiss zwischen Bildqualität und Performance für anspruchsvolle eSport-Spieler dar. Unter anderem Namen bietet auch AMD ähnliche Funktionen im Grafikkartentreiber an.

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