Bilder pro Sekunde und Bildwiederholfrequenz in Spielen: Was sie sind und warum sie wichtig sind

Frames pro Sekunde sind zum Hauptmaß für die Messung der Leistung eines Computers oder einer Spielekonsole in Spielen geworden. Sie alle wissen, dass die Leistung umso höher ist, je höher die Bildrate pro Sekunde ist, und Sie sind sich bewusst, dass dies immer „besser“ ist, aber nicht jeder versteht genau, was sie sind und warum, je mehr desto besser.

Frames pro Sekunde sind wichtig, aber es gibt andere Schlüssel, die wir berücksichtigen müssen, wenn wir darüber sprechen, wie das Timing und die korrekte Erzeugung jedes Frames sowie die Bildwiederholfrequenz des verwendeten Monitors.All diese Elemente hängen eng zusammen , und schließlich sind sie notwendig, damit wir unsere Lieblingsspiele genießen können.

In diesem Artikel erklären wir alles, was Sie über Bilder pro Sekunde, Bildwiederholfrequenzen und die verschiedenen Einstellungen und Technologien wissen müssen, die sich auf beides auswirken können. Wenn Sie Fragen haben, können Sie diese wie immer in den Kommentaren hinterlassen, und wir helfen Ihnen bei der Lösung. Fangen wir ohne weiteres an.

Was sind Bilder pro Sekunde und warum sind sie wichtig?

Wenn wir von Frames pro Sekunde sprechen, meinen wir die Anzahl der Frames, die in einem Spiel in einer Sekunde generiert werden. Normalerweise wird ein Frame in einer bestimmten Anzahl von Millisekunden generiert, und je nach benötigter Zeit können Sie eine niedrigere oder höhere Zahl erreichen. Wenn ein Frame beispielsweise in 33,33 Millisekunden generiert wird, haben wir eine Framerate von 30 Frames pro Sekunde, aber wenn er in 16,66 Millisekunden generiert wird, haben wir eine Framerate von 60 Frames pro Sekunde.

Das Generieren eines Frames erfordert, dass die CPU die GPU mit grundlegenden Informationen über die Spielszene versorgt, und die GPU die schwere Arbeitslast (Geometrie, Texturierung und Schattierung usw.) übernimmt. Die Leistung beider Komponenten bestimmt die maximalen Frames pro Sekunde, die unsere Hardware produzieren kann, obwohl zahlreiche Faktoren dies beeinflussen können, wie z. B. wie anspruchsvoll das Spiel ist, die von uns verwendete Auflösung und die von uns aktivierten Technologien.

Je höher die Bildrate pro Sekunde, desto besser, da bewegte Szenen flüssiger werden. Im Gegenteil, eine niedrige Framerate pro Sekunde gibt uns das Gefühl, dass sich das Spiel ruckartig bewegt, und dies kann unsere Reaktionsfähigkeit und unsere Leistung in diesem Spiel beeinträchtigen. Vergessen Sie den Mythos, dass das menschliche Auge nicht mehr als 30 fps wahrnehmen kann, da es eigentlich umgekehrt ist und der Wechsel von 30 fps auf 60 fps einen großen Unterschied macht.

Bilder pro Sekunde: minimale und optimale Werte

Um die minimal akzeptable Erfahrung in Spielen zu erhalten, ist es notwendig, eine minimale Bildrate pro Sekunde zu erreichen, die je nach den Anforderungen jeder Person mindestens 25 bis 30 Bilder pro Sekunde betragen sollte. Idealerweise benötigen Sie jedoch mindestens 60 Bilder pro Sekunde, um das optimale Erlebnis zu genießen.

Zwischen beiden Extremen gibt es eine Reihe von Zwischenstufen, die unerlässlich sind und eine detaillierte Analyse verdienen, damit wir eine klare Vorstellung davon haben, welche Art von Erfahrung wir erwarten können:

• Weniger als 25 FPS: geringe Fließfähigkeit und sehr auffällige Ruckler. Wir können das Spiel nicht richtig genießen.
• Zwischen 25 und 30 FPS: akzeptable Laufruhe und kein Ruckeln, das das Gameplay ernsthaft beeinträchtigt. Wir können das Spiel wirklich genießen.
• Zwischen 40 und 50 FPS: sehr gute Laufruhe und kein Ruckeln. Das Überschreiten von 40 fps macht bereits einen großen Unterschied in Bezug auf die Fluidität.
• 60 fps Durchschnitt: Dies ist das optimale Niveau für das Spiel und macht einen großen Unterschied im Vergleich zum Spielen mit 30 fps in Bezug auf die allgemeine Laufruhe.
• Über 60 FPS: Ideal für kompetitives Gaming, aber nicht unbedingt für jeden.

Was ist die Bildwiederholfrequenz und warum ist sie wichtig?

Die Aktualisierungsrate gibt an, wie oft ein Bild pro Sekunde aktualisiert wird, und ist ein Wert, der eng mit GPU und FPS zusammenhängt. Ein Monitor mit einer Bildwiederholfrequenz von 30 Hz aktualisiert das Bild nur 30 Mal pro Sekunde, während ein Monitor mit einer Bildwiederholfrequenz von 144 Hz das Bild 144 Mal pro Sekunde aktualisieren kann. Der Unterschied ist enorm und wirkt sich auch auf das reibungslose Gefühl aus, das wir in Spielen erleben werden.

Wie bereits erwähnt, ist die Bildwiederholfrequenz wichtig, da sie es uns ermöglicht, mehr neue Bilder pro Sekunde anzuzeigen, und dies verbessert nicht nur das Gefühl der Glätte, sondern hilft uns auch, die Augenbelastung zu vermeiden, die auftritt, wenn wir uns unter 60 Hz bewegen. Wir müssen jedoch bedenken, dass wir hohe Bilder pro Sekunde benötigen, um die hohe Bildwiederholfrequenz nutzen zu können.

Durch die Kombination beider Werte, einer hohen Bildwiederholfrequenz und Bildern pro Sekunde, erhalten wir mehr visuelle Informationen pro Sekunde und genießen die bereits erwähnte größere Fließfähigkeit, zwei Schlüssel, die uns offensichtlich einen wichtigen Vorteil verschaffen. Bei einer niedrigeren Bildwiederholfrequenz und einer höheren Bildrate pro Sekunde werden einige davon verschwendet und wir verlieren wichtige visuelle Informationen.

Schauen wir uns das an einem Beispiel an. Wenn wir einen 144-Hz-Monitor haben, aber unser Computer kaum 30 fps unterstützt, werden wir im Vergleich zu einem 60-Hz-Monitor keinen Unterschied bemerken, da der Monitor nicht genügend neue Frames erhält, um das Bild zu aktualisieren. Bild. Wenn unsere Hardware andererseits 144 Bilder pro Sekunde erzeugen könnte, wäre der Unterschied, den der Monitor hätte, sehr groß, da er das Bild 144 Mal pro Sekunde aktualisieren und 144 brandneue Bilder verwenden könnte. Es wäre ohne Zweifel ideal.

Aktualisierungsrate: Minimale und optimale Werte

Generell sollten wir Monitore mit einer Frequenz von 30 Hz meiden, obwohl sie glücklicherweise „vom Aussterben bedroht“ sind und es nicht normal ist, Modelle mit einer so niedrigen Bildwiederholfrequenz zu finden. Ich erinnere mich jedoch, dass Sie immer noch sehr günstige Modelle mit 4K-Auflösung und einer solchen Bildwiederholfrequenz finden (daher ihr niedriger Preis). Ab 60 Hz können wir eine gute Erfahrung genießen, obwohl sich dies bei höheren Modellen erheblich verbessert, wenn unsere Hardware in der Lage ist, hohe Bildraten pro Sekunde zu erreichen.

• Frequenz 30 Hz: Dieser Pegel sollte, wie bereits gesagt, vermieden werden.
• 60 Hz: Dies ist das Minimum, nach dem wir heute suchen sollten.
• Frequenz 75 Hz: Dies ist eine Stufe, die im Vergleich zur vorherigen keinen großen Unterschied macht. Es wird häufig in preiswerten Gaming-Monitoren verwendet.
• Frequenz 90 Hz: eine Stufe höher als die vorherige, die bereits einen deutlichen Sprung darstellt.
• Frequenz zwischen 120 Hz und 144 Hz: Dies ist das optimale Niveau für diejenigen, die das perfekte Spielerlebnis genießen möchten, solange die Hardware wie gesagt der Aufgabe gewachsen ist.
• Bildwiederholfrequenz über 144 Hz: Dies sind Monitore, die für kompetitives Gaming, d. h. professionelle Gamer, entwickelt wurden. Wir haben es längst geschafft, 360 Hz zu erreichen.

Probleme und Technologien, die uns helfen können, das Erlebnis zu verbessern

Wie wir gesehen haben, sind Bilder pro Sekunde und Bildwiederholfrequenz zwei eng miteinander verbundene Größen, und das ist völlig normal, da der Monitor die von der Grafikkarte generierten Bilder verwendet, um das Bild mit jedem von ihnen zu aktualisieren. Idealerweise sollten beide Werte identisch sein, was aber auf natürliche Weise nur sehr schwer zu erreichen ist, also Rechner und Monitor frei arbeiten zu lassen.

Wenn die Grafikkarte eine Bildrate pro Sekunde erzeugt, die die maximale Bildwiederholfrequenz des Monitors überschreitet, kommt es zu dem, was wir als „Tearing“ oder Image Tearing bezeichnen, gekennzeichnet durch das Erscheinen horizontaler Linien, die das Bild „zerreißen“. Um dies zu vermeiden, können wir die vertikale Synchronisation (V-Sync) verwenden, die die FPS-Geschwindigkeit auf bestimmte Werte (normalerweise 60 FPS) begrenzt. Das funktioniert, aber es gibt zwei Probleme:

• Sinken die FPS in bestimmten Bereichen unter 60 FPS, werden wir einen sehr deutlichen Verlust an Laufruhe feststellen.
• Dies kann sich auf die Gesamtleistung des Computers auswirken.

Stottern in Bloodborne. Sehen Sie sich die Render-Latenz in der Grafik links an. Bild mit freundlicher Genehmigung von Digital Foundry.

Ein weiteres großes Problem, das sich auf die Bildraten pro Sekunde auswirkt, ist „Stottern“ oder Bildstottern. Dies geschieht, wenn zwischen der Generierung des Frames und seiner Anzeige auf dem Bildschirm eine erhebliche Inkonsistenz besteht, dh ein Fehler bei der Synchronisierung zwischen der GPU und dem Monitor. In diesen Fällen erstellt die GPU einen Frame einige Millisekunden später als sie sollte, was zu einer abnormalen Rendering-Verzögerung führt, die Mikrozuckungen verursacht, die das Spielerlebnis vollständig ruinieren können.

Stottern kann ein so großes Problem sein, dass ein Spiel, das mit 25-30 fps mit der richtigen Render-Latenz läuft, vollkommen angenehm sein kann, während ein Spiel, das mit dem gleichen Problem mit konstanten 30 fps läuft, zu einem vollständigen Albtraum werden kann. Bloodborne ist eines der besten Beispiele für eine Herausforderung, die „Stottern“ darstellen kann.

NVIDIA G-Sync- und AMD FreeSync-Technologien werden Probleme mit Tearing und Stottern vollständig beseitigen, ohne dass die Leistung unserer Lieblingsspiele beeinträchtigt wird. Beide übernehmen die gleiche Rolle und synchronisieren die GPU und den Monitor, sodass die FPS-Generierung und die Bildaktualisierung im Einklang arbeiten, um perfekte Ergebnisse zu erzielen.