Seit Jahren profitieren PC-Spieler von Spielen mit variabler Bildwiederholfrequenz (VRR). Mit den Konsolen der neuesten Generation bringen nun auch Sony und Microsoft diese Technologie in die heimischen Wohnzimmer.
Doch was genau verbirgt sich hinter VRR, wie funktioniert sie und ist ein neuer Fernseher für ihre Nutzung erforderlich?
Die Vorteile von VRR
Die Bildwiederholfrequenz gibt an, wie oft ein Display pro Sekunde aktualisiert wird. Die meisten Fernseher und Mobilgeräte arbeiten mit 60 Hz, was bedeutet, dass 60 Einzelbilder pro Sekunde dargestellt werden können. Moderne Fernseher erreichen 120 Hz, während spezielle Gaming-Monitore sogar 360 Hz schaffen.
Die „Framerate“ bezeichnet die Anzahl der Bilder, die eine Konsole oder ein Computer pro Sekunde ausgeben kann. Wenn das Ausgabegerät nicht die vollen 60 Bilder pro Sekunde liefert, wird möglicherweise ein Teilbild gesendet. Ein Display zeigt das an, was es empfängt, unabhängig davon, ob es sich um ein Voll- oder Teilbild handelt.
Dies führt zu einem unerwünschten Effekt, dem sogenannten Screen Tearing. Dabei werden Teilbilder über dem zuvor vollständig gerenderten Bild angezeigt. Da Frames in der Regel horizontal von oben nach unten gerendert werden, äußert sich Tearing oft in einer zackigen horizontalen Linie, meist in der Mitte des Bildschirms.
Ein gelegentliches, geringfügiges Tearing ist in der Regel kein großes Problem. Wenn die GPU jedoch ständig Frames verliert, weil die Renderlast zu hoch ist, kann Screen Tearing das Erscheinungsbild und das Spielgefühl eines Spiels erheblich beeinträchtigen. Glücklicherweise können variable Bildwiederholfrequenzen dazu beitragen, dieses Problem zu beheben, wodurch Spiele besser aussehen und flüssiger laufen.
PC-Spieler nutzen seit Jahren eine Funktion namens V-Sync, um Bildwiederholfrequenzen und Bildraten zu synchronisieren. Damit V-Sync Screen Tearing effektiv reduzieren kann, muss die Grafikkarte jedoch mit der Bildwiederholfrequenz des Monitors mithalten können. Bei einem 60-Hz-Display und einer Leistung unter 60 Bildern pro Sekunde kann es zu Tearing-Artefakten kommen.
Der Nachteil von V-Sync ist, dass möglicherweise Leistung oder grafische Details verloren gehen. Oft muss man sich zwischen einem Tearing-freien Erlebnis mit reduzierter Bildqualität oder einem ansprechenderen Spiel entscheiden, das nicht konstant mit 60 Bildern pro Sekunde laufen kann.
HDMI VRR als neuer Standard
Um Screen Tearing zu eliminieren, muss die Bildwiederholfrequenz der Bildrate angepasst werden. Dafür ist eine Technologie erforderlich, die in beiden Komponenten integriert ist. Das bedeutet eine VRR-fähige Konsole oder Grafikkarte auf der einen Seite und ein VRR-fähiges Display auf der anderen Seite.
NVIDIA und AMD haben mit G-Sync bzw. FreeSync eigene VRR-Technologien entwickelt. FreeSync wird auch von Microsoft in der Xbox One S und X verwendet. G-Sync ist besonders bei Nutzern von NVIDIAs GTX- und RTX-Grafikkarten beliebt.
Displays müssen unter Berücksichtigung dieser Technologien entwickelt werden. G-Sync erfordert oft einen speziell entwickelten Chip (mit entsprechenden Lizenzgebühren an NVIDIA), während FreeSync eine offenere Plattform darstellt. Die jüngsten Entwicklungen haben jedoch dazu geführt, dass AMD den Standard in Premium- und Premium Pro-Stufen für 4K- und HDR-Inhalte unterteilt hat.
Obwohl noch nicht alle Details zu den Konsolen der neuen Generation von Sony und Microsoft bekannt sind, wird ein neues Format namens HDMI VRR unterstützt. Microsoft hat bestätigt, dass die Xbox Series X und S sowohl HDMI VRR als auch AMD FreeSync verwenden werden.
Beide neuen Xbox-Konsolen unterstützen VRR im Bereich von 30 bis 120 Hz, sofern der Fernseher dies ermöglicht. Dies ist ein häufiges Thema im Zuge der Einführung von HDMI 2.1 als neuem Standard für Anzeigeschnittstellen. Es ist wichtig, darauf zu achten, dass der Fernseher oder Monitor alle gewünschten neuen Funktionen unterstützt.
HDMI VRR ist im aktuellen HDMI 2.1-Standard definiert, aber einige Fernseher mit HDMI 2.0b-Anschlüssen können diese Funktion ebenfalls unterstützen. Es ist jedoch nicht selbstverständlich, dass alle HDMI 2.1-kompatiblen Fernseher auch HDMI VRR unterstützen.
In den nächsten Jahren wird HDMI VRR vermutlich in Displays aller Preisklassen Einzug halten, aber derzeit befinden wir uns in einer Übergangsphase. Viele High-End-Modelle verzichten derzeit noch vollständig auf HDMI 2.1.
In den offiziellen Spezifikationen der PS5 von Sony wird „VRR (spezifiziert durch HDMI Version 2.1)“ genannt. Dies deutet darauf hin, dass HDMI VRR vom neuen Standard abhängig ist. Da Sonys PlayStation 5 ebenfalls eine AMD-GPU verwendet, ist es möglich, dass sie wie die neuen Microsoft-Konsolen auch FreeSync unterstützt.
Erwartungen an die kommende Generation
NVIDIA brachte seine Grafikkarten der 30er-Serie (insbesondere die RTX 3080 und RTX 3090) im September auf den Markt. Diese waren die ersten PC-Grafikkarten mit HDMI 2.1 und Unterstützung für HDMI VRR und G-Sync. Da diese Karten vor den Konsolen der nächsten Generation auf den Markt kamen, sind sie die ersten kommerziellen HDMI 2.1-Geräte auf dem Markt.
Dies führte zu einigen Problemen bei der Verwendung von G-Sync auf bestimmten HDMI 2.1-Displays. Die OLED-Displays von LG hatten Schwierigkeiten, ein echtes 4K-120-Hz-10-Bit-Bild ohne Chroma-Subsampling (4:4:4) auszugeben.
Für die Modelle von 2019 und 2020 wurde ein Over-the-Air-Update veröffentlicht, um dieses Problem sowie ein seltsames Flackerproblem beim Laden von Bildschirmen zu beheben.
Es ist nicht ausgeschlossen, dass diese Probleme auch auftreten werden, wenn Konsolen der neuen Generation zum ersten Mal an Displays der neuen Generation angeschlossen werden. Einige der G-Sync-Probleme umfassten ein erhöhtes Schwarz, Flackern und unerwünschtes Chroma-Subsampling, das das Lesen von Text im PC-Modus erschwerte.
LG ist einer der wenigen Hersteller, die HDMI 2.1 zu diesem Zeitpunkt eingeführt haben, und es ist unwahrscheinlich, dass es der letzte Hersteller sein wird, der auf solche Probleme stößt.
Sobald diese Fehler jedoch behoben sind, wird das Spielen der nächsten Generation im Wohnzimmer ein deutliches Upgrade gegenüber der vorherigen Generation sein. Mittlerweile ist sogar von 120 Bildern pro Sekunde bei voller 4K-Auflösung die Rede.
In der Zwischenzeit sorgt VRR dafür, dass Spiele flüssig und reaktionsschnell bleiben, auch wenn solch hochgesteckte Ziele nicht erreicht werden können. Das bedeutet auch, dass Leistungseinbrüche weniger auffallen werden als in den Zeiten von PS4 und Xbox One.
Allerdings hat die Technologie auch ihre Grenzen. Sonys kommendes Spider-Man Remastered für PlayStation 5 wird die Option haben, Raytracing für bestimmte Elemente wie Reflexionen und einige Schatten (Ambient Occlusion) zu verwenden.
Da Raytracing jedoch auf einen „visuellen Qualitäts“-Modus mit 30 Bildern pro Sekunde beschränkt zu sein scheint, wird die VRR-Technologie nicht verwendet. Dies ist interessant, da Microsoft angibt, dass die Series S und X VRR zwischen 30 und 120 Hz unterstützen werden.
Dies spricht für die Verwendung von FreeSync über HDMI VRR, sofern die Hardware dies unterstützt. AMD hat eine Technologie namens Low Framerate Compensation (LFC) entwickelt, die dazu beiträgt, das Gameplay zu glätten, wenn die Bildrate unter 30 Bilder pro Sekunde fällt.
Mithilfe von Frame-Doubling-Techniken reduziert FreeSync LFC Ruckler, wenn die Leistung nachlässt, kann schlechte Leistung jedoch nicht vollständig ausgleichen. Um FreeSync zu nutzen, muss der Fernseher oder Monitor diese Funktion ausdrücklich unterstützen.
Display-Technologie der nächsten Generation
Wenn Sie immer noch nicht überzeugt sind, warum lassen Sie die Technologie nicht von den Early Adoptern auf Herz und Nieren prüfen? In den Jahren 2021-22 werden viele weitere Fernseher auf den Markt kommen, die diese Funktion unterstützen, und sie werden wahrscheinlich günstiger sein als die aktuellen Modelle.
HDMI VRR ist eine Technologie der nächsten Generation für eine neue Generation von Spielkonsolen. Neben 120-Hz-Panels, HDMI 2.1-Eingängen und geringer Eingangsverzögerung ist VRR eines der wichtigsten Features, auf die Sie bei Ihrem nächsten Gaming-Fernseher achten sollten.