REPORTAGE: Inputlag

Eine Untersuchung des bisherigen Testverfahrens der als Input Lag bekannten Reaktionszeit eines TFT-Monitors

Von Thomas Thiemann

Einleitung

Der Umstieg von voluminösen Röhrenmonitoren zu flachen TFTs hat in der Computerwelt zu einer gewissen Spaltung unter den Benutzern geführt. Strom- und platzsparend waren die TFTs zu Anfang in ihrer Darstellungsqualität, was sowohl die Homogenität als auch die Farbdarstellung betrifft, und bei ihren stark eingeschränkten Blickwinkeln CRTs deutlich unterlegen, zugleich haben sich TFTs seit ihrem ersten Erscheinen durch unterschiedliche Latenzen bei den Freunden der Computerspiele und Heimcineasten unbeliebt gemacht. Da seit neuestem auch verstärkt TFT-Monitore und sonstige bildgebende Instrumente in PKWs eingesetzt werden, um z.B. die Sichtweite bei Nacht zu erhöhen und den Fahrer rechtzeitig vor Hindernissen zu warnen, wirken sich die Latenzen des Bildschirmaufbaus auch fern ab vom PC im täglichen Leben aus.

Die Farbdarstellung und Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung heutiger qualitativ hochwertiger Geräte sind den besten CRTs bereits überlegen. Doch während die Schaltzeiten der Transistoren, oft als Reaktionszeit in den Datenblättern zu finden, bekannt sind und genormt nach ISO 13406-2 angegeben werden, hinzu auch noch mit vertretbarem Aufwand nachzuprüfen sind, gibt es seit geraumer Zeit einen zusätzlichen Wert, der die Gemüter zunehmend erhitzt. Der sogenannte "Input Lag".

In diesem Bericht wird das bisherige Testverfahren für den Input Lag genauer untersucht und verbessert, sowie ein alternatives und präziseres Verfahren entwickelt, worauf die Ergebnisse beider Verfahren miteinander verglichen werden. Gegen Ende wird dann versucht, das bisherige Testverfahren und die damit erzielten Ergebnisse zu beurteilen.

Was ist Input Lag?

Als Input Lag wird die zeitliche Differenz aufgefasst, die zwischen der Signalzuspielung zum Monitor vergeht, bis der entsprechende Bildschirminhalt ausgegeben wird.

Verursacht wird diese Differenz durch die im Monitor stattfindende Signalverarbeitung. Hierzu zählen die Interpolation bei der Darstellung von Auflösungen, die von der nativen Auflösung des Monitors abweichen, Overdrive-Verfahren, Kontrast- und sonstige Farbanpassungen, für die z.B. Matrixtransformationen mit endlicher Geschwindigkeit durchgeführt werden müssen. Grundsätzlich können alle Vorgänge, bei denen die dem Monitor zugespielten Bildinformationen im Gerät verarbeitet werden, eine Verzögerung der Bildausgabe bewirken und ihren Beitrag zur gesamten Verzögerung, dem Input Lag, beitragen.

Die Marktrelevanz ist dabei nicht zu verachten, da dieser Wert von vielen Monitorkäufern als der wichtigste Wert angesehen wird, um zu entscheiden, ob sich ein Monitor für Computerspiele eignet. Ein großer Input Lag wird hierbei generell als schlecht angesehen.

Diese Verzögerung addiert sich zu den sonstigen Latenzen, die bei der Bildverarbeitung und -ausgabe auftreten, und führt somit dazu, dass in Situationen, bei denen die Reaktionszeit des Benutzers entscheidend ist, die Informationen leicht verzögert geliefert werden, wodurch ein rechtzeitiges Reagieren erschwert wird. Übertragen auf die Automobilbranche und die Sichtweitenoptimierungen könnte ein träger Monitor die verbleibende Reaktionszeit des Fahrers und somit den verfügbaren Bremsweg verkürzen.

Mit den bisherigen Methoden wurden Input-Lag-Werte von 0 ms bis zu 68 ms ermittelt.

Die Messmethoden und deren Probleme

Vorweg sei gesagt, dass es bisher keine ISO- oder sonstige Norm zur Bestimmung des Input Lags gibt. Kein genormtes und genau definiertes Messverfahren kann also angelegt werden, um vergleichbare Werte zu erzielen und industrieweit oder auch privat angewendet zu werden.

Zurzeit gibt es nur ein weit verbreitetes Verfahren zu Bestimmung des Input Lags, welches sich vermutlich auf Grund seiner niedrigen Kosten durchgesetzt hat. Dieses einfache Verfahren, wir nennen es ab jetzt die "Foto-Methode", sieht wie folgt aus:

Neben einem CRT wird ein TFT aufgebaut. Beide Monitore werden an einer Grafikkarte angeschlossen und stellen im Clone-Modus, also mit vermeintlich identischen Bildinhalten, bei einer eingestellten Bildwiederholrate von 60 Hz eine Stoppuhr dar. Die Stoppuhr zeigt auf der letzten dargestellten Stelle einzelne Millisekunden an. Durch einfaches Abfotografieren der Monitore und Ermittlung der Differenz der dargestellten Zeiten, wird der Input Lag des TFT-Monitors bestimmt.

Beispiele für die alte Methode zur Bestimmung des Input Lags: Links CTX EX1200 vs. Samsung HM2493 mit Flash-Basierter Stoppuhr und rechts CTX EX1200 vs. BenQ V2400.

Bisher ist keine Quelle bekannt, die die Korrektheit dieses Verfahrens überprüft hat, obwohl die so ermittelten Werte entscheidende Auswirkungen auf die Kaufentscheidung einer breiten Masse haben. Bei diesem Verfahren gibt es eine ganze Reihe an Hürden, die zunächst genau untersucht werden müssen, damit man eine Aussage darüber treffen kann, ob dieses Verfahren sinnvolle Ergebnisse liefert oder nicht.