Was ist Reaktionszeit? Input lag und Monitorgeschwindigkeit erklärt
Reaktionszeiten sind wichtig – Das müssen Sie wissen
Bei PC-Monitoren und intelligenten Fernsehern hängt die Geschwindigkeit hauptsächlich von der Pixelreaktion und dem Input lag ab. Beide werden in Millisekunden gemessen und hängen zumindest ein wenig miteinander zusammen – aber sie sind nicht dasselbe.
Lassen Sie uns zunächst die Grundlagen klären. Vereinfacht ausgedrückt, beschreibt die Reaktionszeit (oder ‚Pixelreaktion‘) die Zeit, die ein Display benötigt, um die Farbe eines bestimmten Pixels zu ändern, von denen Millionen das Gesamtbild ausmachen. Im Großen und Ganzen geht es bei der Pixelreaktion um das Aussehen eines Displays. Mit einer schnellen Reaktionszeit werden bewegte Bilder scharf und klar dargestellt und nicht verschwommen und verschmiert.
Input lag ist ein Maß für die Verzögerung zwischen der Signalausgabe von einem Quellgerät, z.B. einer Spielkonsole, einer Set-Top-Box oder einem PC, und dem auf dem Display angezeigten Videobild. Und es geht vor allem um das Gefühl. Reagiert der Bildschirm schnell auf Ihre Steuerungseingaben in einem Spiel? Wenn ja, hat er eine geringe Verzögerung oder Latenz. Wenn es eine spürbare Verzögerung zwischen dem Bewegen der Maus oder des Steuerkreuzes und der Bewegung auf dem Bildschirm gibt, dann leidet er wahrscheinlich unter einem erheblichen Lag.
Wie dem auch sei, Reaktionszeit und Verzögerung gelten nicht für alle Display- und Bildschirmtypen gleichermaßen, sei es OLED oder LCD oder Fernseher und PC-Monitore (beachten Sie, dass Fernseher und andere Bildschirme, die als „LED“ vermarktet werden, in der Regel LCD-Panels mit LED-Hintergrundbeleuchtung sind und nicht wirklich LED-Panels).
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Was ist Reaktionszeit?
Wie wird die Reaktionszeit/Pixelreaktion gemessen und was bedeuten die Zahlen wirklich? Die gebräuchlichste Messgröße für die Pixelreaktion ist der Grau-zu-Grau-Wert, manchmal auch abgekürzt als GtG. Wie der Name schon sagt, wird damit nicht die Zeit gemessen, die ein Pixel benötigt, um vollständig von aus auf an oder von schwarz auf weiß zu wechseln. Stattdessen erfasst die GtG-Pixelreaktion die Zeit, die benötigt wird, um zwischen zwei Zwischenfarben zu wechseln.
Außerdem wird bei der branchenüblichen VESA-Methode zur Messung der GtG-Antwort nicht einmal die gesamte Zeit erfasst, die für diesen Zwischenübergang benötigt wird. Sie verwirft die ersten 10 % und die letzten 10 % des Übergangs und zeichnet nur die Zeit auf, die für die mittleren 80 % benötigt wird.
Es gibt gute historische Gründe für diesen Ansatz, einschließlich der Schwierigkeiten, genau zu messen, wann ein Bildschirm 100 Prozent der Zielfarbe erreicht. Der Haken an der Sache ist jedoch, dass insbesondere bei der LCD-Technologie der Anfang und vor allem das Ende des Farbübergangs länger dauern kann als die mittleren 80%.
Auf einem Diagramm dargestellt, folgt die Pixelreaktion eines LCD-Panels einer S-Kurve, mit einer etwas trägen unmittelbaren Reaktion, gefolgt von der schnellen mittleren Phase, bevor die Reaktion gegen Ende des Übergangs dramatisch abfällt. Das Ergebnis ist, dass die Zeit, die für den vollständigen Übergang von einer Farbe zur anderen benötigt wird, dramatisch länger sein kann als die angegebene GtG-Reaktion.
Es gibt ein weiteres Maß für die Pixelreaktion, das als MPRT oder ‚moving picture response time‘ bekannt ist. Sie soll ein besseres Maß für die tatsächlich wahrgenommene Unschärfe sein und basiert auf den Fähigkeiten des menschlichen Auges.
Theoretisch ist die MPRT-Reaktion eine direkte Funktion der Bildwiederholungsrate. So ist eine Bildwiederholungsrate von 1000 Hz erforderlich, um eine MPRT-Pixelreaktion von 1 ms zu erreichen. Durch abmildernde Maßnahmen wie das Einfügen von Schwarzbildern oder Stroboskop-Hintergrundbeleuchtung kann die MPRT-Reaktion jedoch so weit verbessert werden, dass sie unter der Bildwiederholungsrate des Bildschirms liegt und in der Regel schneller ist als die GtG-Reaktion eines Bildschirms, zumindest in Bezug auf die angegebenen Spezifikationen.
Diese Errungenschaft ist jedoch mit einigen Vorbehalten verbunden. Zunächst einmal funktionieren diese Abhilfemaßnahmen in der Regel nicht, wenn die variable Bildwiederholungsrate oder die Bildsynchronisation aktiviert ist. Außerdem neigen Bildschirmmodi, die die MPRT-Reaktion verbessern sollen, dazu, die Lebendigkeit und die visuelle Kraft zu verringern. Es ist also oft nicht möglich, mit einem bestimmten Display die beste verfügbare MPRT-Reaktion zu erzielen und gleichzeitig eine optimale Leistung in anderen Bereichen zu erhalten.
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Reaktionszeit: OLED vs. LCD
Die schnellsten aktuellen LCD-Panels werden mit 1 ms für die GtG-Reaktion und 0,5 ms für die MPRT-Reaktion angegeben. Unabhängige Tests zeigen jedoch ein ganz anderes Bild. Quellen wie Rtings.com und Linus Tech Tips beziffern die Pixelreaktion von schnellen OLED-Panels wie LG C1 und CX auf zwei bis drei Millisekunden, wobei der Großteil des Übergangs (und damit die GtG-äquivalente Leistung) in einem Bruchteil einer Millisekunde abgeschlossen ist.
Die Ergebnisse für die LCD-Technologie variieren ein wenig mehr, was wahrscheinlich auf die Methodik zurückzuführen ist. Das beste Szenario für einen ultraschnellen IPS-LCD-Monitor wie den Asus ROG Swift 360Hz PG259QN liegt bei etwa 3 ms für den größten Teil des Übergangs und 6 ms für den vollständigen Farbwechsel, während andere Ergebnisse diese beiden Werte auf 6 ms bzw. 10 ms oder mehr anheben. So oder so, OLED ist eindeutig schneller.
Was ist Input lag?
Bei der Latenz oder dem Input lag sind sowohl die Bildwiederholungsrate als auch die Videoverarbeitung entscheidend. Ersteres bestimmt die minimale Latenz, letzteres fügt die Verzögerung hinzu.
Die Bildwiederholungsrate eines Bildschirms setzt der minimalen Latenz oder dem Input lag, den er erreichen kann, eine harte Grenze. Die meisten gängigen Monitore und Fernseher haben eine Bildwiederholfrequenz von 60 Hz oder alle 16,67 ms. Erhöhen Sie die Bildwiederholungsrate auf 120 Hz und der Bildschirm wird alle 8,33 ms aktualisiert.
Auf dem Markt für PC-Gaming-Monitore sind inzwischen Bildwiederholungsraten von bis zu 360 Hz erhältlich, was bedeutet, dass alle 2,7 ms ein neues Bild angezeigt wird (bei Fernsehern kann es aufgrund von Technologien wie Frame-Insertion und Bewegungsglättung allerdings etwas komplizierter sein).
Um zu verstehen, warum das wichtig ist, stellen Sie sich einen Moment lang vor, Sie würden ein Spiel mit einer Bildwiederholungsrate von nur 1 Hz spielen – und nicht mit den 60 Hz oder 120 Hz, die Sie auf einem guten Gaming-Fernseher finden. Ja, es wäre absolut schrecklich, was die flüssige Darstellung angeht. Aber Sie könnten Ihre Maus oder Ihr Controller-Pad eine ganze Sekunde lang hin- und herbewegen und bekämen absolut keine Reaktion auf dem Bildschirm. Ein Alptraum.
Nun mögen 16,67 ms nicht nach einer langen Wartezeit klingen – aber wenn der Bildschirm überhaupt Zeit braucht, um das Signal zu verarbeiten, wird diese Latenz nur noch größer, denn diese 16,67 ms sind auch nur die Latenz, die von Ihrem Display erzeugt wird. Ein PC oder eine Spielkonsole braucht Zeit, um eine Steuereingabe zu verarbeiten, sie durch die Spiel-Engine zu leiten und als Antwort Bilder auszugeben. Das alles summiert sich.
Der andere Teil der Gleichung ist die Bildverarbeitung. Bis vor kurzem konnte das für Fernseher tödlich sein, da die meisten Geräte standardmäßig eine umfangreiche Videobearbeitung durchführen, um das Bild (theoretisch) zu verbessern, während PC-Monitore in der Regel mit minimalen Anpassungen auskommen.
Glücklicherweise bieten einige Fernseher jetzt einen speziellen Spielmodus mit niedriger Latenz und minimaler Verarbeitung. Solche Fernseher sind in Bezug auf die Verzögerung mit Monitoren vergleichbar, die mit derselben Bildwiederholungsrate laufen. Beim LG C1 OLED-Fernseher wurde eine Verzögerung von nur 5 ms bei 120 Hz gemessen. Interessanterweise ist der C1 außerhalb des Spielemodus mit fast 90 ms tragisch langsam, was deutlich zeigt, welchen Einfluss die Bildverarbeitung haben kann.
Input lag: LCD vs. OLED
Was die Bildwiederholungsrate betrifft, so erreichen die schnellsten aktuellen PC-Monitore 360 Hz, während die Fernseher mit der höchsten Bildwiederholungsrate ein Eingangssignal von 120 Hz akzeptieren. Einige Fernseher haben höhere interne Bildwiederholungsraten von 240Hz oder mehr, aber in Bezug auf die Latenz oder den Input lag kommt es auf die Signalwiederholung vom Quellgerät an.
Langer Rede kurzer Sinn: Die schnellsten OLED-Fernseher liefern eine Verzögerung von nur 5 ms, während die schnellsten PC-Monitore, darunter das oben erwähnte Asus-Panel und andere 360Hz-Monitore wie der Alienware AW2521H, mit deutlich unter 2 ms gemessen wurden. Während OLED also bei der Pixelreaktion die Nase vorn hat, sind bestimmte LCD-Monitore beim Input lag im Vorteil.
Ideale Werte für Reaktionszeit und Input lag
Wenn es also um Reaktionszeit und Verzögerung geht, wie hoch sind dann die Reaktionszeit und die Latenz, die Sie für ein gutes Erlebnis benötigen?
Bei OLED-Fernsehern ist das ziemlich einfach. Sie brauchen ein modernes Gerät mit echter 120Hz Bildwiederholfrequenz und einem Spielemodus mit niedriger Latenz. Im Moment gibt es auf dem Markt einfach nichts Schnelleres. Die Pixelreaktion solcher Displays ist über jeden Zweifel erhaben und sorgt für ein gestochen scharfes Bild. Unschärfen sind in der Tat größtenteils eine Folge der Grenzen des menschlichen Sehvermögens. Was die Latenz angeht, sind 120Hz 4K Fernseher mit OLED verdammt gut. Für die meisten Gamer werden sie sich sehr geschmeidig und reaktionsschnell anfühlen. Aber ernsthafte Esports-Spieler schätzen vielleicht etwas, das ein bisschen schneller ist.
Dieses Etwas ist ein dedizierter Gaming-Monitor und hier wird es kompliziert. Denn die angegebenen Spezifikationen sind nicht immer ein guter Leitfaden für die tatsächliche Erfahrung bei der Verwendung eines Gaming-Monitors.
Abgesehen von den besprochenen Unterschieden zwischen GtG-Reaktion und MPRT sind IPS- und VA-Panel-Typen in der Regel nicht ganz vergleichbar. Damit meinen wir, dass das subjektive Empfinden eines IPS-Panels mit 1 ms Reaktionszeit in der Regel etwas knackiger, klarer und sauberer ist als das eines VA-Panels. Kurz gesagt, IPS ist tendenziell schneller.
Darüber hinaus bieten so gut wie alle Gaming-Monitore eine vom Benutzer konfigurierbare Übersteuerung, die zwar die Reaktionszeit beschleunigen kann, aber auch unerwünschte Bildqualitätsprobleme wie Überschwingen und umgekehrtes Ghosting mit sich bringt. Abgesehen von all diesen Vorbehalten liefern die neuesten 1ms-IPS-Panels die beste Leistung mit sehr geringen Unschärfen, während 1ms-VA-Monitore nur knapp dahinter liegen. Die nächste Stufe nach unten und wahrscheinlich die langsamste, die Sie für Spiele in Betracht ziehen sollten, ist 4 ms. Je nach dem betreffenden Monitor, dem Paneltyp und den verwendeten Einstellungen unterscheiden sich diese Bildschirme in Bezug auf das subjektive Erlebnis nicht so stark. Aber die schlechtesten von ihnen werden merklich mehr Unschärfe aufweisen als ein Display mit 1ms.
Darüber hinaus bewegen Sie sich im Bereich von 7 ms und mehr. Auf dem Papier sollte das in Ordnung sein. Aber wie wir gesehen haben, können selbst die schnellsten LCD-Panels, die mit 1 ms angegeben sind, in der Praxis 10 Mal so lange reagieren. Die angegebenen Spezifikationen sollten also eher als Hilfsmittel zur Kategorisierung von Bildschirmen betrachtet werden und nicht als Erwartungen an die tatsächliche Leistung.
Aber was ist mit Verzögerung oder Latenz?
Die meisten Gamer werden feststellen, dass ein PC-Monitor mit einer Bildwiederholfrequenz von 144 Hz keine spürbare Verzögerung aufweist und sich wirklich glatt und superschnell anfühlt. Bei wirklich wettbewerbsorientierten Esports-Wettbewerben können Sie mit 240Hz- und 360Hz-Displays einen kleinen Gewinn erzielen. Aber für uns? Wir wären sehr glücklich mit einem 120Hz OLED-Fernseher oder einem 144Hz 1ms-Monitor. Beide sind sehr gut fürs gaming.
