3D-Spiele, frames, Hz, und Röhrentechnik vs TFT-Technik

V-Sync gibt es auch bei TFT-Monitoren.
Ich versuche es mal so zu erklären:
Es gibt 4 Instanzen, die eine Vertikalfrequenz erzeugen bzw. benutzen:

Im Rechner:
a) die Anwendung (Spiele)
b) der Grafikkarten-Treiber bei der Erzeugung des digitalen/analogen Bildsignals

Im Monitor:
c) Signal-Decodierung im Monitor
d) die Darstellung des Bildes aus dem FrameBuffer (=Bildspeicher) auf das Anzeigegerät.

Im Falle von CRT-Monitoren ist b) direkt mit c) und d) gekoppelt. Mit V-Sync kann man a) und b&c&d) miteinandner synchonisieren, so daß nur fertig erstellte Bilder auch dargestellt werden. Daher gibt es auch bei TFT-Monitoren einen V-Sync.

Im Falle von LCD-Monitoren sind b), c) und d) aber mitunter voneinander getrennte Prozesse. Der LCD-Monitor sollte üblicherweise einen Frame-Buffer verwenden, welcher durch den analogen oder digitalen Eingangstreiber mit Daten gefüttert (b), dekodiert c), und der dann auch zur Anzeige gebracht wird d). Auf diesen internen Bildspeicher greifen also 2 Parteien zu c) + d).

Die Bildwiederholfrequenz für das Update des Panels aus dem FrameBuffer c) sollte in der Regel exakt und fix auf 60Hz eingestellt und meines Wissens nach auch nicht änderbar sein. Ob dies allerdings immer so ist, weiß ich nicht und ist letztendlich auch abhängig von der Implementierung des Herstellers.

Mal angenommen es wäre so, dann würde also bei einer Bildwiederholfrequenz > als 60Hz, die am LCD-Monitor ankommen und dekodiert werden, trotzdem also bei jeder 1/60stel Sekunde das Panel abgedated mit dem Inhalt, was gerade im FrameBuffer so drinsteht. Das können dann natürlich auch gemischte Bilder aus altem und neuerem Bildinhalt aus der an den Monitor gesendeten Bildinformation sein. In diesem Fall werden dann aber flöüssige Bewegungen beeinträchtigt werden.

Dies funktioniert aber nur dann so, wenn da nicht noch intern irgendein Synchronisationsmechanismus zwischen Dekodierung und Panelrefresh (c und d) abläuft.

Es ist durchaus auch vorstellbar, daß es auch Monitore gibt, die versuchen, je nach der ankommender Bildwiederholfrequenz das Panel schneller abzudaten oder ggf. gar keinen FrameBuffer haben. In diesem Fall hat man also schon ein Vorteil, auch wenn das Panel nominell eine größere Response Zeit hat. Das bekommt man allerdings nur durch Praxistests heraus, aber in der Regel arbeiten bei d) die mehrheit der LCDs mit 60 Hz.

Aber Wilfried kann dies noch viel besser erklären, wie er es in diesem Thread schon mal ausführlich getan hat (und woraus ich nun versucht habe, das Gelernte mal wiederzugeben.:D)

Hallo tetsuo,

Höhere Frame-Raten als die eingestellte Vertikalfrequenz machen eigentlich überhaupt keinen Sinn, da so entweder einige Bilder gar nicht angezeigt werden (bei Triple-Buffering), oder von jedem Bild ein Teil nie sichtbar wird. Das Optimum an flüssiger Bewegung wird erreicht, wenn V-Sync aktiviert ist, und das Spiel den Computer so wenig auslastet, daß die Frame-Rate niemals unter die Vertikalfrequenz absinkt. Somit hat man stets eine gleichmäßige Framerate, die mit dem Bildschirm synchronisiert ist, was (zumindest am Röhrenmonitor) zu perfekt flüssigen und scharfen Bewegungsabläufen führt.

Edit: Nur bei Triple-Buffering kann es vorkommen, daß vom Spiel aufgebaute Bilder unter Umständen gar nicht angezeigt werden. Ansonsten wird, wenn V-Sync deaktiviert ist, bei jedem Page-Flip (Bildseitenwechsel, vom Spiel initiiert) sofort auf den Bildspeicher des neu erstellten Bildes umgeschaltet, auch wenn das vorherige Bild noch nicht vollständig übertragen wurde. Nun wird anstelle des unteren Bereiches des alten Bildes der untere Bereich des neuen Bildes weiterübertragen. Welche Pixel an den Monitor gesendet werden, ist bei CRT's und TFT's auf jeden Fall identisch, da gibt es nicht einmal wesentliche Unterschiede zwischen DVI und analogem Anschluß.

Nun ist bei TFT's die "übliche" Vertikalfrequenz 60 Hz. Bei Röhrenmonitoren würde dies zu unerträglichem Flackern führen, bei TFT's jedoch ist dies nicht so. Außerdem sind TFT-Panels sowieso langsamer in der Reaktion als die Phosphorschicht eines CRT's, daher scheint es nicht unbedingt sinnvoll, wesentlich höhere Vertikalfrequenzen zu unterstützen. Allerdings erlauben viele TFT's trotzdem auch höhere Vertikalfrequenzen, wie z.B. 75 oder 80 Hz.

Die andere Frage ist, ob intern überhaupt mehr als 60 Hz ausgewertet werden. Die meisten TFT's verwenden einen internen Framebuffer, in dem das Bild des Eingangssignals aufgebaut wird. Die Ansteuerung des Panels wird wiederum mithilfe der Daten in diesem Framebuffer vorgenommen. Es werden übrigens mitnichten alle Pixel gleichzeitig angesteuert, da man sonst für jeden Pixel eine eigene Datenleitung bräuchte. Es werden eher in der Art einer Speichermatrix die Pixel einzeln über horizontale und vertikale Steuerleitungen addressiert, um dann über "Datenleitungen" auf einen neuen Wert gesetzt zu werden.

Es gibt große Unterschiede in der internen Datenverarbeitung verschiedener TFT's. Manche passen die Frequenz des Panel-Refresh an die Vertikalfrequenz des anliegenden Eingangssignales an. Das führt dann dazu, daß z.B. 75 FPS tatsächlich angezeigt werden können. Andere Geräte dagegen verwenden eine feste, interne Frequenz von z.B. 60 Hz für den Panel-Refresh. Dies führt dann dazu, daß man den Grafikmodus extrem präzise auf diese Frequenz einstellen muß (z.B. mit Powerstrip), wenn man wirklich ruckfreie und flüssige Animation haben möchte.

Leider ist über das interne Synchronisationsverhalten verschiedener TFT's nur sehr wenig bekannt, da die resultierenden Effekte relativ subtil sind. In den meisten Testberichten wird man keine Angaben zu diesem Thema finden.

Viele Grüße
Wilfried

Hallo tetsuo,

Zitat

Um welche Modelle, die die sichere Darstellung von 75 fps beherrschen, handelt es sich denn genau,?

Ich muß zugeben daß ich da selber einigermaßen im Dunkeln tappe. Ich habe selber nur einen (Desktop-)TFT, und der betreibt seinen Panel-Refresh mit fixen 60 Hz. Von anderen konkreten TFT's habe ich diesbezüglich sehr wenig, und dann auch eher Widersprüchliches gehört. Wie es scheint, ist diese Problematik sowieso kaum jemandem bekannt, so kommt es daß in Erfahrungs- und Testberichten normalerweise nichts darüber berichtet wird.

Viele Grüße
Wilfried

Auf dieses Kriterium würde ich beim TFT-Kauf auch wirklich nicht achten

Für einen flüssigen Spielverlauf sollte eine Grafikkarte 60 Bilder pro Sekunde darstellen, ansonsten entsteht der Eindruck, dass das Spiel ruckelt. Ob es dann nun 90 oder 100 FPS sind - im Prinzip ist über 60 FPS kein Geschwindigkeitsgewinn erkennbar.
Bei CRTs existiert natürlich nun das Problem, dass diese flimmern und deshalb 75 Hz (und damit auch 75 FPS) die ergonomische Untergrenze sind. Die meisten haben allerdings 85 Hz oder mehr eingestellt, ist ja auch besser. Ein TFT dagegen flimmert nicht, die Pixel leuchten ja permanent und werden nur geändert, wenn sie etwas neues darstellen sollen. Deshalb reichen imho die 60 Hz des TFT völlig aus!

Hallo Big Daddy,

Es ist definitiv von Interesse, wie das interne Synchronisationsverhalten des TFT's ist: Nämlich ob der Panel-Refresh mit dem VSync synchronisiert ist, oder ob er mit einer festen, internen Frequenz läuft. Ersteres (Panel-Refresh synchronisiert mit VSync) ist für eine flüssige Bewegungsdarstellung wesentlich besser, da dann die Bild-Synchronisation sozusagen wie bei einem CRT funktioniert. Der andere Fall (fixe Panel-Refresh-Frequenz) hat den großen Nachteil, daß eine flüssige, mit VSync synchronisierte Animation immer wieder kurze Aussetzer hat. Um dies zu kompensieren, muß man die Vertikalfrequenz der Grafikkarte z.B. mit Powerstrip extrem genau an diese interne Frequenz des TFT's anpassen.

Allerdings scheint es so, daß viele Leute diesen Effekt kaum bemerken. Nun ja, ich habe es bemerkt, und mich hatte es auch gestört. Es gibt auch andere User, die sich daran gestört haben, wie z.B. nachzulesen in diesem Thread.

Dies ist wirklich ein klares, aber "verstecktes" Unterscheidungskriterium für TFT's: Ob der Panel-Refresh synchron oder asynchron zum VSync ist. Wem flüssige Bewegungsdarstellung sehr wichtig ist, sollte dieses Kriterium entsprechend auch wichtig sein. Leider gibt es nur sehr spärliche Information darüber. Im Moment hilft nur Selber-Testen (z.B. mit MoCheck oder PixPerAn).

Weiterhin gibt es noch den "Sampling-and-Hold-Effekt", der nur bei TFT's auftritt, und nicht unwesentlich an den Schlieren beteiligt ist. Er entsteht dadurch, daß ein TFT absolut flackerfrei ist. Bei einem CRT blitzt jeder Pixel pro Bildzyklus einmal kurz auf. Das bedeutet, ein CRT flackert immer, aber ab ca. 75 Hz sieht man das Flackern nicht mehr, da das Auge zu träge ist. Die Pixel eines TFT's dagegen halten ihre Helligkeit über einen kompletten Bildzyklus hinweg konstant. Daraus resultiert ein perfekt ruhiges und flackerfreies Bild, aber gleichzeitig bewirkt dies eine weniger scharfe Darstellung von Bewegungen.

Die Stärke der durch den S&H-Effekt bewirkten Schlieren ist von der Frequenz des Panel-Refresh abhängig. Bei Monitoren, die ihren Panel-Refresh mit dem VSync synchronisieren, kann also durch eine höhere Einstellung der Vertikalfrequenz eine leichte Reduktion der Schlieren erreicht werden.

Ich möchte allerdings darauf hinweisen, daß der S&H-Effekt nur _eine_ der beiden Ursachen für TFT-Schlieren ist. Die andere Ursache (die Trägheit der des Panels an sich) kann nicht beeinflußt werden, und bleibt in jeder Einstellung gleichermaßen wirksam.

Viele Grüße
Wilfried