Heimkino

Was ist VRR? Variable Bildwiederholfrequenz erklärt

Der Letzte von uns Teil II (PS4)(Bildnachweis: Sony/Naughty Dog)

VRR über HDMI 2.1

Dieses Konzept der Anpassung der Anzeigeaktualisierung an gerenderte Frames ist nichts Neues, aber die Technologie hat sich kürzlich verbessert und wurde viel zugänglicher.



VRR ist jetzt Teil des HDMI 2.1-Standards – der auch eARC unterstützt – und ist ein Feature der Xbox Series X-, Series S- und PS5-Konsolen der nächsten Generation.

Frame-Sync ist nicht mehr nur etwas für PC-Gaming-Nerds – und VRR unterstützt Auflösungen bis zu 4K und Bildraten bis zu 120fps, was die aktuelle Obergrenze dessen ist, was diese Konsolen und die gängigsten Fernseher ausgeben können.

VRR über HDMI 2.1 ist eine wichtige Standardisierung des Prozesses, denn vorher mussten wir stattdessen auf G-Sync und FreeSync setzen. Sie sind die proprietären Techniken von Nvidia und AMD und kamen lange vor HDMI 2.1 auf den Markt. Während Sie beispielsweise auf LG OLED-Fernsehern G-Sync erhalten, ist es auf Smart-TVs nicht so weit verbreitet wie VRR.

VRR-Unterstützung: Welche Fernseher, Grafikkarten und Konsolen haben sie?

OK, wir wissen also bereits, dass die neuesten Sony- und Microsoft-Konsolen VRR unterstützen. Aber was tut es noch?

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Überraschenderweise tun dies auch die Xbox One S und Xbox One X. Sie verwenden AMD FreeSync, da sie über AMD-Grafikprozessoren verfügen, wurden aber auch aktualisiert, um VRR über HDMI zu unterstützen.

Die technisch versierten unter Ihnen fragen sich vielleicht, wie das möglich ist, wenn die Xbox One X und One S keine HDMI 2.1-Konsolen sind.

Hier wird es etwas verwirrender. HDMI 2.1 ist kein einzelner Standard, sondern eine Sammlung von Technologien. Es ist ein bisschen wie 5G in dieser Hinsicht. Einige HDMI 2.0-Geräte unterstützen VRR über HDMI, aber die geringere Bandbreite von HDMI 2.0 bedeutet, dass es bei der Xbox One X mit bis zu 60 Hz statt mit 120 Hz arbeitet.

Diese HDMI-Fragmentierung ist auch der Grund für einige der neuesten HDMI 2.1-Fernseher nicht Unterstützung von VRR: Es ist nicht selbstverständlich, nur weil Sie eine HDMI 2.1-Buchse haben. Bis Ende 2021 wird es weniger Kopfschmerzen geben, wenn VRR über HDMI wahrscheinlich zu einem Standardmerkmal von Mittelklasse-Fernsehern und höher werden wird.

Da es sich derzeit jedoch um ein Patchwork der Unterstützung handelt, finden Sie hier eine Übersicht darüber, welche der beliebtesten High-End-TV- und Konsolen-/GPU-Serien VRR unterstützen.

Konsolen

  • Xbox Series X: HDMI / FreeSync
  • Xbox Series S: HDMI / FreeSync
  • Xbox One X: HDMI / FreeSync
  • Xbox One S: HDMI / FreeSync
  • PS5: HDMI
  • PS4 Pro: N/A
  • PS4: N/A
  • Nintendo-Switch: N/A

Grafikkarten

  • Nvidia RTX 3000-Serie: HDMI / G-Sync
  • Nvidia RTX 2000-Serie: HDMI / G-Sync
  • Nvidia GTX 1000-Serie: G-Sync (nur mit DisplayPort-Anschluss)
  • AMD Radeon RX 6000-Serie: HDMI / FreeSync
  • AMD Radeon RX 5000-Serie: HDMI / FreeSync
  • AMD Radeon RX 500-Serie: FreeSync

Fernseher

  • LG OLED CX/GX-Reihe: HDMI / FreeSync Premium / G-Sync
  • LG OLED BX-Reihe: HDMI / FreeSync Premium / G-Sync
  • Sony OLED A8: N / A
  • Panasonic HZ2000: N/A
  • Panasonic HZ1000: N/A
  • Samsung Q90T/Q95T: HDMI / FreeSync Premium
  • Samsung Q80T: HDMI / FreeSync

Was sagt uns das? Top-End-Fernseher von Samsung und LG sind mit Abstand die besten, wenn es um die Funktionen der Konsolen der nächsten Generation geht.

Es gibt jedoch einige andere erschwerende Faktoren.

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LG CX OLED (2020)(Bildnachweis: LG)

Problem eins: Bereich der Bildwiederholfrequenz

Jeder VRR-fähige Fernseher oder Monitor hat einen Arbeitsbereich, die verschiedenen Bildwiederholfrequenzen, mit denen er während der Verwendung von VRR betrieben werden kann. Das sind typischerweise etwa 40-120Hz, wie beim wunderbaren LG CX OLED.

Dies bedeutet, dass es nicht für Spiele funktioniert, die der visuellen Qualität gegenüber der Bildrate massiv Priorität einräumen und eine Leistung von 30 fps anstreben. Es gibt jedoch eine Lösung.

Einige VRR-Displays verfügen über eine Funktion namens LFC (Low Framerate Compensation). Dadurch wird der Bildschirm mit der doppelten Rate der gerenderten Frames aktualisiert. Sie bleiben also synchronisiert, aber der Fernseher arbeitet doppelt so hart.

Es ist wichtig, denn während die Xbox Series X und PS5 als Konsolen mit 120 Bildern pro Sekunde vermarktet werden, werden Spiele mit 30 Bildern pro Sekunde wahrscheinlich weiterleben. Wieso den? Durch das Streben nach einer niedrigeren Bildrate und vielleicht sogar einer Auflösung von unter 4K können Entwickler mehr Leistung einer Konsole für fortschrittliche Raytracing-Beleuchtung, Textur- oder Schatteneffekte nutzen. Sie werden das Eintauchen in langsamere Abenteuerspiele wahrscheinlich mehr als eine hohe Bildrate verbessern.

Problem zwei: AV-Receiver

Wir haben schlechte Nachrichten. Möglicherweise müssen Sie auch Ihren Heimkino-Receiver aufrüsten, wenn Sie ein traditionelles Surround-Sound-Setup haben, da es auch VRR unterstützen muss. Und es sei denn, Sie haben einen brandneuen Receiver, ist dies im Moment mit ziemlicher Sicherheit nicht der Fall.

Zum Glück gibt es einen Workaround.

Sie können Ihren PC oder Ihre Spielekonsole direkt an Ihren Fernseher anschließen und entweder den optischen Audioausgang des Fernsehers oder eine ARC- oder eARC-fähige HDMI-Buchse verwenden, um den Ton an Ihren Receiver zu senden.

ARC und eARC verwandeln dann einen der HDMI-Eingänge Ihres Fernsehers in einen Audioausgang.

eARC ( erweitert Audio-Rückkanal) ist der bessere der beiden. Seine Verbindung mit höherer Bandbreite ermöglicht das Pass-Through von Formaten mit sehr hoher Bitrate wie Dolby TrueHD und DTS-HD.

Moment, was ist mit FreeSync, V-Sync und G-Sync?

Um zu verstehen, warum VRR über HDMI 2.1 so besonders ist, ist es eine gute Idee, auf die Vorläufer dieser Technologie zurückzublicken. Beginnen wir mit V-Sync, der ursprünglichen Lösung für das Bildrissproblem.

V-Sync dreht die Dinge um, indem es den Grafikprozessor mit der Geschwindigkeit der Bildwiederholfrequenz des Displays arbeiten lässt, die traditionell 60 Hz betragen hätte. Der Grafikprozessor passt die Bereitstellung von Frames an die Fähigkeit des Displays an, diese zu zeichnen.

Tearing wird behoben, aber ähnlich störende visuelle Probleme treten auf, wenn die Renderer-Geschwindigkeit nicht mit der Geschwindigkeit der Anzeigeaktualisierung mithalten kann. Sie werden Punkte sehen, an denen derselbe Frame zweimal oder öfter hintereinander angezeigt wird, was zu einem Ruckeln führt, das durch eine zeitweise Halbierung (oder Viertelung) der Framerate verursacht wird.

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Dies wurde mit Adaptive V-Sync behoben, das von Nvidia im Jahr 2012 eingeführt wurde. Es schaltet V-Sync einfach aus, wenn die Anzahl der Bilder pro Sekunde unter die Bildwiederholfrequenz des Monitors fällt.

Keine der Methoden war ideal, was zur Einführung von Nvidia G-Sync im Jahr 2013 und AMD FreeSync im Jahr 2015 führte. Diese sind der VRR-Implementierung in HDMI 2.1 sehr ähnlich, wodurch der Bildschirm sein Verhalten ändert und nicht der PC.

OLED-Problem von VRR

Jetzt haben wir euch eine Vorstellung von der Geschichte dieser Technologie gegeben. Wir müssen uns zurückziehen, um euch einen technischeren Einblick in die Vorgänge hinter den Kulissen zu geben. In gewisser Hinsicht ändern VRR, G-Sync und FreeSync nicht wirklich, wie sich der Bildschirm so verhält, wie Sie es sich vorstellen.

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Ein Großteil des Displayverhaltens wird immer noch von seiner maximalen Bildwiederholfrequenz bestimmt. Nehmen wir als Beispiel einen 120-Hz-Fernseher.

Es kann sein Bildschirmbild 120 Mal pro Sekunde oder etwa alle 8,3 Millisekunden aktualisieren. Jedes Intervall ist ein Zeitfenster, in dem der Fernseher ein Bild zeichnen kann, und diese bleiben unabhängig von der Bildwiederholfrequenz, die VRR emulieren möchte, gleich.

Das Display wartet einfach, bis der Frame fertig ist und schiebt ihn dann in eines dieser 8,3 ms-Fenster.

Samsung Q80T QLED-Fernseher (2020)(Bildnachweis: Samsung)

Für LCD-Fernseher gibt es hier aufgrund ihrer Funktionsweise kein großes Problem. Der Zustand der Anzeigepixel eines LCD und das Licht, das sie beleuchtet, sind etwas unabhängig. LCDs, einschließlich Samsung QLEDs, verfügen über LED-Hintergrundbeleuchtungs-Arrays, die entweder hinter den Pixeln oder an den Seiten des Bildschirms sitzen.

OLED-Fernseher haben lichtemittierende Pixel und das scheint ihre Leistung bei der Verwendung von VRR beeinträchtigen. Hier sind einige Eindrücke vom oft-armenischen Reporter-Autor John Archer, drüben bei Forbes :

Das größte Problem, das sowohl die 2019er als auch die 2020er LG OLED-Sets betrifft, besteht darin, dass das Bild bei aktiviertem VRR eine Helligkeits-/Gammaverschiebung erfährt, die dunkle Bereiche in Spielen grauer und verwaschener erscheinen lässt als bei ausgeschaltetem VRR . Ich habe das kürzlich selbst auf einem LG OLED48CX gesehen.

Das Ändern der Gammakurve könnte eine Technik sein, die verwendet wird, um die Bildschirmhelligkeit zu mäßigen und das Flackern des VRR zu vermeiden, das bei einigen Paneltypen auftreten kann. Oh, und einige LG OLED-Besitzer haben sich auch über VRR-bedingtes Flackern beschwert.

Was bedeutet das? Der perfekte OLED-Fernseher für VRR-Spiele wurde noch nicht hergestellt. Aber Sie können sicher sein, dass es in Arbeit ist.

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Andrew ist freiberuflicher Journalist und hat für einige der führenden britischen Tech- und Lifestyle-Publikationen geschrieben und redigiert, darunter TrustedReviews, Stuff, T3, ArmenianReporter, Lifehacker und andere.

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