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HDMI VRR: Das steckt hinter der Displaytechnik

21.01.2021 | 08:03 Uhr |

Rund um das Thema HDMI VRR (Englisch für „Variable Refresh Rate“) ergeben sich zahlreiche Fragen: Was genau ist HDMI VRR? Wie funktioniert die Technik? Was benötigen Sie, um sie einzusetzen?

Für adäquate Antworten müssen wir zunächst einmal einige Begriffe klären: Starten wir mit „Refresh Rate“ – der Aktualisierungsrate. Darunter ist die Anzahl der Aktualisierungen zu verstehen, die eine Anzeige pro Sekunde durchführen kann. Die meisten Fernseher sowie Mobilgeräte aktualisieren mit 60 Hertz. Das bedeutet, dass 60 Einzelbilder in einer Sekunde angezeigt werden können. Aktuelle Fernseher erreichen 120 Hertz, während spezielle Gaming-Monitore inzwischen 144, 240 oder sogar satte 360 Hertz schaffen können.

Die „Frame Rate“ (Frames per Second, FPS) – Bildfrequenz – gibt die Anzahl der Bilder an, die ein Computer pro Sekunde liefern kann. Sind hier nicht die vollen 60 Bilder pro Sekunde möglich, wird stattdessen ein Teilbild gesendet. Für das Display spielt es keine Rolle, ob es ein Voll- oder Teilbild empfängt. Es zeigt an, was immer auch ankommt. Dies führt allerdings zu einem unansehnlichen Effekt, dem sogenannten „Screen Tearing“ (Bildzerreißen). Hier werden Teilbilder über das vorherige, vollständig gerenderte Bild gelegt. Da die Einzelbilder horizontal von oben nach unten gerendert werden, manifestiert sich der Tearing-Effekt als eine verwackelte horizontale Linie, die oft ungefähr in der Mitte des Bildschirms auftritt.

Screen Tearing lässt sich in diesem Screenshot gut erkennen. Nach ungefähr einem Drittel von oben bricht die Darstellung (rot eingekreist) – das ist sehr störend.
Vergrößern Screen Tearing lässt sich in diesem Screenshot gut erkennen. Nach ungefähr einem Drittel von oben bricht die Darstellung (rot eingekreist) – das ist sehr störend.

Ab und zu einmal ein kleines Stückchen aus ein paar Teilbildern stellt an sich kein großes Problem dar. Wenn jedoch der Grafikprozessor aufgrund einer zu hohen Render-Last immer wieder Frames auslässt, kann das Tearing des Bildschirms vor allem beim Gaming das Erlebnis ganz erheblich beeinträchtigen. Glücklicherweise können aber variable Bildwiederholraten dazu beitragen, dieses Problem zu beseitigen, damit Spiele besser und flüssiger aussehen.

PC-Gamer benutzen seit Jahren eine Funktion namens V-Sync (vertikale Synchronisation), um die Aktualisierungs- sowie Bildfrequenzen zu limitieren. Damit V-Sync das Tearing des Bildschirmes effektiv reduziert, müssen Sie allerdings zudem sicherstellen, dass die Grafikkarte mit der Bildwiederholrate Ihres Monitors mithalten kann. Wenn Sie eine 60-Hz-Anzeige nutzen und die Grafikkartenleistung unter 60 Bilder pro Sekunde sinkt, sehen Sie auch mit V-Sync Tearing. Eine weitere Kehrseite: Möglicherweise müssen Sie sich zwischen Leistung und Grafiktreue entscheiden. In diesem Fall erhalten Sie ein störfreies Spielerlebnis mit einer reduzierten Bildqualität oder ein besser aussehendes Spiel, das jedoch bei 60 Bildern in der Sekunde nicht fehlerfrei bleibt.

Im HDMI-Standard 2.1 ist auch VRR mit von der Partie. Die variable Synchronisierungstechnik muss von Display und Zuspieler unterstützt werden.
Vergrößern Im HDMI-Standard 2.1 ist auch VRR mit von der Partie. Die variable Synchronisierungstechnik muss von Display und Zuspieler unterstützt werden.

Um das Screen Tearing zu unterbinden, müssen sich die Bildwiederholrate und die Bildfrequenz flexibel variieren lassen. Das klappt lediglich, wenn die Technik sowohl im Monitor als auch im Zuspieler integriert ist – sprich: Sie benötigen sowohl eine VRR-fähige Grafikkarte als auch einen VRR-fähigen Bildschirm. Nvidia und AMD haben jeweils eigene VRR-Techniken, die als G-Sync beziehungsweise als Freesync bekannt sind. Freesync kommt zum Beispiel auch in den Microsoft-Spielekonsolen Xbox One S und X zum Einsatz. G-Sync ist das Pendant für die Nutzer von Nvidias GTX- und RTX-Grafikkarten.

Doch wie bereits erwähnt, müssen auch die Bildschirme die Techniken beherrschen. Dabei setzt G-Sync einen speziellen Chip im Monitor voraus, während Freesync nur den korrekten Videoanschluss benötigt. AMD hat die Funktion aber in die drei Bereiche Basic, Premium und Premium Pro aufgeteilt. Die Aufteilung verdeutlicht immer feinere Abstufungen – von der einfachen Synchronisierung über hohe Frameraten bis hin zu zertifizierten HDR-Ein- und Ausgängen. HDMI VRR ist im neuesten HDMI-2.1-Standard definiert. Allerdings beherrschen auch einige TV-Geräte mit HDMI-2.0b-Anschlüssen die variable Aktualisierung. In ein paar Jahren wird sich HDMI VRR wahrscheinlich in Displays aller Preissegmente finden. Derzeit ist das noch nicht so. Die neuen Spielekonsolen Xbox One Series X und Playstation 5 unterstützen HDMI 2.1. Vielen aktuellen High-End-TVs hingegen fehlt HDMI 2.1 derzeit jedoch noch.

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