Från mus till ljus – en teknikstund om input lag och latens

Permalänk
Cyberman

Från mus till ljus – en teknikstund om input lag och latens

Input lag – latens – är fördröjningen hos en spelskärm och en viktig och ständigt diskuterad fråga. Som handlar om mer än skärmen.

Läs hela artikeln här

Permalänk
Master of Overkill

The hunt for lower input lag is allways welcome!

Permalänk
Entusiast
  • Testmönstrens (spelens) beteende

  • Grafikkortets beteende

  • Windows beteende

Skulle vilja föreslå att (generellt, inte bara i just den här artikeln) skriva "operativsystemet" eller liknande istället för "Windows" när det faktiskt inte är specifikt Windows som avses. (Själv spelar jag till exempel Counter‑Strike på Ubuntu.) Inte minst skulle en sådan förändring ligga väl i linje med SweClockers profil som oberoende nyhetsmedium.

Permalänk
Medlem

Jag skulle gärna se tester från Sweclockers inom detta område, för det verkar finnas många olika aspekter som kan ställa till det.

Bland det mest förvånande är hur stor påverkan GPU-load ingame fps-limiter verkar ha i vissa spel, där total button-to-pixel input lag kan sänkas med 40%, trots lägre fps.

(6:45 och framåt)

Edit:
Kom på att Hardware Unboxed gjorde en uppföljning på detta och visade sig vara annat än GPU-load som påverkar, eftersom att cappa FPS:en med RTSS inte ger samma effekt.
https://www.youtube.com/watch?v=VtSfjBfp1LA&t=300s

Permalänk
Medlem

tangentbord kör typiskt på ett uppdaterings intervall på 125hz. Detta är något som hänger ihop med drivarna till usb i windows, och är inte lätt att byta ut. För något år sedan så forskade jag lite kring det där, och även om det finns specialare för möss, så hittade jag inget alls för tangentbord.
men om det nu har dykt upp något så är jag intresserad.

Permalänk
Medlem

"dessa 100 ms är däremot föremål för hur hjärnan tolka och väver samman händelser. Vi saknar förmågan att särskilja kortare intervall än så."

Ställer mig lite frågande till detta uttalande, bygger det på någon form av forskning? Nu tror jag iof inte heller att när folk pratar 1ms hit eller dit har någon direkt inverkan, dock så tror jag i allra högsta grad att man känner skillnad på säg 30ms i totalt lagg mot 100ms. Jag tror nog aldrig jag har spelat ett spel där vsync inte fått det att kännas som sirap med mus, och det är väl inte jättemycket det bygger på? Jag har iof också hört siffran 100ms flyta omkring, dock som något ungefärligt värde för när man börjar uppleva saker laggfritt men inte som något gränsvärde för vad vi maximalt kan uppfatta. Vilket även får mig att ifrågasätta följande:

"Latensen hos möss och tangentbord samt USB-kretsar är i regel mycket högre än latensen hos skärmen. Uppemot 50 ms är inte orimliga nivåer. Detta är dock sällan testat – eftersom det är svårare att testa och därmed mer sällan diskuterat."

Är det verkligen så ovanligt, finns många inklusiva t ex blurbusters som kör med diod på kablen till musen och filmar med höghastighets kamera för att räkna på totalt lagg mot skärm. Sen har du rätt i att det kan vara rätt stora skillnader och höga latenser på tilbehören, men dessa 50ms gäller vad jag vet mer för tangentbord, och inte för spelmöss, och det är just musrörelser i t ex fps-spel som är latensskänsligt.

T ex här där man når så lågt som 12-15ms i totalt inputlagg:

Sen är jag medveten om att det där är så mycket best case det kan bli, och att det inte är ovanligt, att man antagligen ligger på ett högre lagg än vad många tror (upp mot 100ms) även på PC.

Permalänk
Medlem

Mycket intressant läsning! Hade gärna sett fler tester, typ Windows vs Linux csgo input lag, mus settings såsom 500hz vs 2000hz etc.

Permalänk
Medlem

När det gäller v-sync så är skillnaden att spelet pausar inputs, (egentligen väntar den på att skicka bilden, men inputs väntar tills det är klart.) tills dess att skärmen skickar en signal att den är redo, en v-sync signal.
Detta kan vara från nära 0 till 16,7ms (i 60hz) , dock tar spelet en tid på sig att rita en bild, så det beror ju på hur mycket tid som är kvar av dom där 16,7ms när den är klar. eller i värsta fall så tar det längre tid än så, och då får man vänta ytterligare 16,7ms.
Detta är ju något som märks mest vid lägre refreshrates, och ju högre refresh man har desto mindre påverkan.

Men,, det stora problemet är att denna lilla lag, är inte konstant. Om man har osis och ligger på gränsen till att spelet drar lite över tiden för en refresh, så kommer man slumpmässigt så en extra frame i lag. Detta påverkar din timing.

Lag går att vänja sig vid efter ett tag, och det är ingen större konst att lära sig klicka lite tidigare eller senare. Men, om laggen inte är konstant så går det inte. Och då får du problem med timing och kommer helt enkelt missa en massa.

Timing är inte samma sak som reaktionsförmåga. blanda ej ihop dessa.
En jonglör behöver inte se en boll, räkna ut vart den är på väg, och hinna reagera och utföra en rörelse. Han eller hon vet redan vart bollen är på väg och har muskelminne för att fånga och utföra en.. öh jongel? (en manöver). Här handlar det endast om timing. Bra timing är något man kan träna upp till otroliga nivåer. kolla bara på folk som spelar DDR och rhythm spel eller den där videon på en cs go (tror jag) spelare som värmer upp inför en match.
Själv spelar jag flipper, där ett par ms kan göra skillnad på att träffa en ramp , eller rampen brevid.
Eftersom detta alltid kommer upp i diskussioner om lag, återigen, Timing är inte samma sak som reaktionsförmåga.
Men det är ju klart, mycket lagg kommer ju att påverka reaktionsförmågan lite granna, också.

Edit : just fan, håll på glömma bort helt .
Problemet med G-sync och Free-sync, är att detta innebär varierande inputs. Och då blir det svårt att få till timingen. Ville bara få med detta.

Permalänk
Medlem

Lite intressant läsning med tanke på diskussionen kring strömma spel med Xcloud eller Stadia där man i vissa fall mäter upp under 100ms (och naturligtvis ibland en bit över) och pc användarna gnäller att det är så dåligt.

Visst har man gått in för det och skaffat alla delar med låg lag så blir det naturligtvis lägre men tror de flestas pc ligger kanske upp emot 100 ms då.

Sedan pratas det om att hjärnan ändå inte hinner tolka signalen under 100ms ändå.

Jag har ingen erfarenhet av detta och ingen direkt kunskap så är väl ute och cyklar men men... Intressant ändå.

Permalänk
Medlem
Skrivet av Lordsqueak:

tangentbord kör typiskt på ett uppdaterings intervall på 125hz. Detta är något som hänger ihop med drivarna till usb i windows, och är inte lätt att byta ut. För något år sedan så forskade jag lite kring det där, och även om det finns specialare för möss, så hittade jag inget alls för tangentbord.
men om det nu har dykt upp något så är jag intresserad.

Du kan köra ps2 och överklocka den till 200hz men om tangetnbordet kommer aceptera det är en annan femma. Inte så säker på att det går att göra med moderna OS. Nu sänder man sällan mer än några hundra inputs per sekund från ett tangentbord men ja. Det skulle alltså i en perfekt värde ge ett lag på mellan 0.Något till 125blankt.

Nu pratades det om skärmar men ändå användes ps4 som reference. @thomas påpekade inte du för 1-2två år sedan att många tv apparater fortfarande har problem om de inte har ett gaming mode?

Jag kan se skillnaden på 1 MS. då det blir så att jag bara har 60hz och helt plöttsligt blir det en framedubbel.
Så inte skärmens fel. Hela kedjan.

Projektorer värkar efter då det kommer till game mode. För liten marknad kanske?

Permalänk
Hedersmedlem
Skrivet av hACmAn:

Nu pratades det om skärmar men ändå användes ps4 som reference. @thomas påpekade inte du för 1-2två år sedan att många tv apparater fortfarande har problem om de inte har ett gaming mode?

Jag tror det är @Laxpudding du var ute efter, så jag hjälper till lite.

Permalänk
Medlem

@hACmAn såvitt jag vet så körs PS2 med interrupt som pollas i 1000hz, så 1ms precision mao. Dock får man räkna med massor av lagg när kontanten glappar och man måste peta till den så den får kontant igen. Och sen så var ju elektroniken från den tiden inte så snabb, så allt var inte bättre förr.

Permalänk
Medlem

@7:30 ish ca . ang, skillnaden mellan övre bilden till nedre bilden.
Faktiskt lite aha där, har inte tänkt på det.
Men det som folk brukar köra är ju fps pangare, och sitter ju siktet i mitten. så det blir ju naturligt att det alltid är mittens latens som gäller.
Själv kör jag flipper och min timing ligger i nedre kant vid flipprarna. Så det kanske är lite mera naturligt att jag är lite mera kräsen, då jag ligger + en halv refresh mot andra?

Och det med 2ms ,, mja, vettefan om jag skulle märka det. Men det jag kan säga är att jag märkt skillnad på ca 4ms. (skillnaden mellan 120hz och 240hz). Då jag missade massor, eftersom jag är inkörd på 120hz. (åter igen, timing är inte reaktionsförmåga) Det var en mindblower då jag inte förväntade mig någon skillnad, utan testade ett par 3D brillor, så det var helt oväntat.

Överlag, bra video och artikel.

Permalänk
Medlem

Det här är så pass bra artikel och video att egentligen hade man kanske önskat att ni släppte det på engelska också så att fler i världen kunde få del av det. Kan det finnas en marknad och lönsamhet i att översätta era bästa och mest unika artiklar till engelska?

Permalänk
Medlem

Jättebra artikel! Jag önskar att sweclockers i framtiden i tester av tex tangentbord och möss kan göra nån grov uppskattning av input lag, åtminstone i dom fall det handlar om gaming-inriktade enheter.

Permalänk
Medlem

Intressant artikel, mycket kring detta har jag funderat under de senare åren, när man satt in sig i framtimes och annat.
Tycker jag märker av lagg mer och mer när jag använder konsoler, troligtvis för man har en snabbare och snabbare PC och spelskärm.

Försöker spela The Last uf Us 2 på min LG 65" "Nano Led" TV efter suttit och kört Doom Eternal i 165Hz på min G-syncade spelskärm, är inte helt lätt...

Permalänk
Master of Overkill
Skrivet av pskjonte:

Intressant artikel, mycket kring detta har jag funderat under de senare åren, när man satt in sig i framtimes och annat.
Tycker jag märker av lagg mer och mer när jag använder konsoler, troligtvis för man har en snabbare och snabbare PC och spelskärm.

Försöker spela The Last uf Us 2 på min LG 65" "Nano Led" TV efter suttit och kört Doom Eternal i 165Hz på min G-syncade spelskärm, är inte helt lätt...

Amen på den du

När jag tar fram min FW900 CRT hatar jag min 240Hz ett tag

Permalänk
Medlem

Blir total input lag lägre genom exempelvis spelmotor, usb och operativsystem ju snabbare dator man har (cpu,minnen,gpu)?

Permalänk
Medlem

@laxpudding

Sjukt kul o informativ video!

Kan man säga att alla skärmar då med mindre än 10 ms responstid inte går o se skillnad på?

Om vi tänker de är likdana i alla andra seenden?

Permalänk
Medlem
Skrivet av culliford:

Blir total input lag lägre genom exempelvis spelmotor, usb och operativsystem ju snabbare dator man har (cpu,minnen,gpu)?

Ja för hårdvaran utför beräkningarna fortare.
I fallet med USB är det inte så troligt då den kommunikationen knappast är begränsad i datorn av nämnd hårdvara.
Men höga latenser i moderna datorer och konsoler går inte att komma ifrån då all mjukvara har blivit såpass komplicerad och det är många led datan skall skyfflas igenom.

Permalänk
Medlem

Vilket tangentbord man använder kan påverka med 20+ ms också, inte att underskatta:
https://www.youtube.com/watch?v=eEswl6kZq5k

Permalänk
Medlem
Citat:

"Där pekar det mesta på att den totala latensen är 100±50 millisekunder. "

Brukar gilla när @laxpudding gör den här sortens genomgångar, men den där generaliseringen är ju rent missvisande, inte okej!

Alltså det där kanske stämmer om du spelar på konsol, eller kör cinematiska singleplayer spel med vsync och tripplebuffering osv, saker där motorn renderar sjukt många frames ahead för grafikkvalitet är viktigare än responstid osv.

Men för t.ex populära online shooters på PC så tillåter de flesta motorerna inställningar & ini filer där man kan tweaka bort det mest av motor-lagget (samt rätt inställningar i grafik driversarna såklart).
Googlade ett slumpmässigt videoexempel på 16ms i CSGO: https://youtu.be/orhb7Njj3h8?t=265

Givetvis är det korkat för någon som sitter och spelar horizon zero dawn i 4k med en handkontroll att bry sig om inputlaggen på skärmen, men det är väl inte dom som klagar på om en skärm är mindre snabb än en annan?

Förtydligande: jag säger inte mot att skillnaden på input lag är försvinnande liten mellan spelskärmar idag, eller att 4 vs 8 ms skillnad på input lag är relevant. Men just så höga tider som 100-150ms på hela kedjan har du aldrig på spel där låg input lag är viktigt; om du inte har felkonfigurerat spelet)

Permalänk
Medlem
Skrivet av kaptenperre:

Vilket tangentbord man använder kan påverka med 20+ ms också, inte att underskatta:
https://www.youtube.com/watch?v=eEswl6kZq5k

Inte direkt riktat till kaptenperre, bara en generell note när man snackar input-kedjor och delay på delay är ju att mus och tgb kommer att pollas samtidigt. Så har du 20ms mus lag och 20ms tgb lag så har du fortfarande 20ms delay på den delen av kedjan, inte 40.

Permalänk
Medlem

Intressant artikel med allt från mus till bildskärm många som stirrar sig blinda på reklam för en produkt & inte ser hela allt, så otroligt bra artikel gillar detta tackar för mer input på allt när det gäller skärmar (har själv varken över 60 hz eller någon form av freesync eller gsynk men blir kanske nån g framöver (har ej sett någon mening med det)
, föredrar en bra bild skärm, Bra bild,bra färg, utan något speciellt e kanske mer åt grafik hållet, framför spets på spelande som faller mig i smaken) var otroligt nöjd med dell 30 tummaren jag har (musikstudio 2a skärm) sen bidde de en 40 tum phelips funkar ok nu e bekymmret att jag ej kan gå tillbaka till mindre skärm (tum ) igen, (funderade på 65" ett tag men en får se vad nästa inköp blir. För mig så betalar jag hellre mer för en bra skärm behåller den längre än att gå på nyaste hela tiden man byter ju inte skärm så ofta direkt.

Permalänk
Medlem

Med en väloptimerad modern dator i ett väloptimerat spel (cs:go) är totala kedjan ca 15ms. både bilden ovan från bb, LTT test video, och även jag själv har testat totala kedjan input lag med höghastighetskamera. De flesta avviker troligen inte så mycket från detta.

Det är självklart möjligt att "gimpa" sin setup med olika suboptimala inställningar och tillbehör, men som en baslinje tycker jag att man borde anta att folk som är intresserade av sådant inte gör det.
För att nå upp till 100ms, eller ens 50ms total fördröjning får man verkligen sabotera varenda parameter så gott det går, och jag vågar påstå att de flesta människor kan tydligt känna av en fördröjning av så stor skala (ca +25-50% på mänsklig reaktionstid).
De flesta jag diskuterat med brukade irritera sig på de extra 33ms som directx 60Hz triple buffered vsync lade till (directx hade bara en kö, ingen äkta triple buffering). Vidare bevis för detta är ju att branschen har konstant försökt jobba sig bort från 60Hz vsync med en lång rad ersättande tekniker.
Anekdotiskt vet jag att jag själv inte känner skillnad på 10ms skillnad, när allt annat är perfekt. har både bytt monitors med ungefär 10ms skillnad i uppmätt input lag, och spelat spel där renderingsmotorn skiljer 10ms, och inte känt skillnad. (cs:go -> destiny2 är +10ms, ca).
Jag vågar påstå att en stor del av befolkningen (troligen en överväldigande majoritet) kan känna av +33ms av gamla dx tb vsync.

Vill också påpeka att "Tid att rita upp hela skärmen" inte är generellt relevant (även om det kan stämma per produkt), annars hade inte teknologier som ULMB kunnat fungera, exempel 120Hz ULMB/lightboost 100% (2.4ms strobe);
0ms - Frame start/backlight off
~6ms - Frame färdigritad och pixlar refreshade ->2.4ms strobe (dvs scan måste gå mycket mycket snabbare än 6ms för att pixel refresh skall ha tid, ca 3ms max om det skall se skarpt ut på en TN).
Det där är ju det teoretiskt långsammaste exemplet där ulmb kan fungera, men jag vill minnas att det även normalt ritas snabbare än så (skärmens responstid+minimal extra scantiming - hade den verkligen tagit fulla intervallet på sig, så hade foton av LCD i genomsnitt haft halv-renderade frames, och det har de inte - dock tror jag crt fungerar så, och tar mer eller mindre hela intervallet på sig, då den skall tima styningen av en elektronstråle med magneter - desto långsammare scan desto större möjlighet för precision). Tog man bilder av gamla crt fick man nästan alltid halvritade frames.
(När man jämför syncad crt och lcd, så fick man förr använda en kabel-splitter, koppar man in dem med separata kablar och i OS/driver väljer "mirror these displays" så kan det uppstå oegentligheter, så beroende på om man gjort det eller inte kanske det kan förklara något?).

Om syftet med tabellen är den fördröjning som själva intervallet ger vid asynkron matning, så är det i stället genomsnitt intervallet/2.
Exempel: Du skickar en asynkron ström med frames mot en 100Hz monitor. Vissa frames har "tur" och kommer precis när monitorn är redo för en ny frame - 0ms delay, vissa har "otur" och får vänta fulla 10ms.
En genomsnittlig frame kommer ha 5ms delay pga själva intervallet. Pga detta är det extremt viktigt vid test av input lag att ta många datapunkter och ta ut ett genomsnitt då värden naturligt varierar med intervallets längd.

Tangentbord, som nämnt ovan verkar historiskt varierat kraftigt i prestanda där de de allra bästa hade ca 14 ms input lag och de allra flesta 20-60ms (antagligen största enskilda källan till delay) - men även detta tillhör nu forntiden då nyare optisk-mekaniska tangentbord som wooting one och jag tror även apex pro testats på några få millisekunder.
Att det tog så lång tid innan just tangentbordens fördröjning uppmärksammades tror jag beror på att de oftast används för rörelse, och att rörelse generellt har en acceleration och animation i spel - du kan inte urskilja om accelerations-rörelsen av din karaktär eller tangentbordet är det som tar tid.

I dagens läge, med optimal dator, så verkar det som att det varierar från spel till spel om renderingsmotorn eller monitorn är största källan (fortf tangentbord för de flesta, som inte har ett av de nyare optiska/motsv).

En intressant observation jag gjort under ganska mycket testande med 960fps-videos är att både på tengentbord och möss, så är den mekaniska slaglängden för finger och brytare en av de saker som faktiskt tar mycket tid, förutsatt att allt annat är optimalt. Detta är en stor faktor i hur snabbt de nya optiska brytarna reagerar jämfört med de gamla helmekaniska, då djupet innan knapptryck skall registreras kan ställas in digitalt så de triggas vid toppen av knapptrycket.

Permalänk

för mig är det bara en siffra som gäller och det är 1ms, från mus till brus.

Permalänk
Medlem
Skrivet av JBE:

Med en väloptimerad modern dator i ett väloptimerat spel (cs:go) är totala kedjan ca 15ms. både bilden ovan från bb, LTT test video, och även jag själv har testat totala kedjan input lag med höghastighetskamera. De flesta avviker troligen inte så mycket från detta.

Jag tycker det låter extremt lågt bara musens USB-gränsnitt och pollrate borde göra detta tämligen svårt att uppnå. Har du någon källa du kan länka till? Under 100ms brukar väl anses mycket bra i moderna spel?

Permalänk
Medlem
Skrivet av Mordekai:

Jag tycker det låter extremt lågt bara musens USB-gränsnitt och pollrate borde göra detta tämligen svårt att uppnå. Har du någon källa du kan länka till? Under 100ms brukar väl anses mycket bra i moderna spel?

LTT
https://youtu.be/orhb7Njj3h8?t=264

Mitt eget test (30ms i destiny2, 20ms cs:go, men med IPS 120Hz skärm istället för LTT's 240Hz TN, dvs baslinjen är ganska exakt samma, men 120Hz och långsammare IPS panel lägger till skillnaden på ca 5ms).
https://www.youtube.com/watch?v=6Yblf7dCCU8

Se även blurbusters test ovan i tråden, som också når ca 15ms, så tre olika källor med ganska exakt samma resultat.

Permalänk
Medlem
Skrivet av sKRUVARN:

"dessa 100 ms är däremot föremål för hur hjärnan tolka och väver samman händelser. Vi saknar förmågan att särskilja kortare intervall än så."

Ställer mig lite frågande till detta uttalande, bygger det på någon form av forskning? Nu tror jag iof inte heller att när folk pratar 1ms hit eller dit har någon direkt inverkan, dock så tror jag i allra högsta grad att man känner skillnad på säg 30ms i totalt lagg mot 100ms. Jag tror nog aldrig jag har spelat ett spel där vsync inte fått det att kännas som sirap med mus, och det är väl inte jättemycket det bygger på? Jag har iof också hört siffran 100ms flyta omkring, dock som något ungefärligt värde för när man börjar uppleva saker laggfritt men inte som något gränsvärde för vad vi maximalt kan uppfatta.

Talet 100 ms kommer ifrån en gammal forskningsartikel ifrån 1968 [1]. Där pratar man om vilka responstider som behövs för att något skall uppfattas som interaktivt. T.ex. tiden ifrån man trycker "on" på kaffebryggaren, tills dess att man får någon typ av återkoppling på att den faktiskt startat. Denna artikel har citerats av många, men det intressanta med artikeln är att siffran 100 ms bara är en gissning. Eller som forskaren själv skriver i artikeln: "The estimates of delay times offered in the followin'g pages are the best calculated guesses by the author"

Mer modern forskning kring bildskärmar ger att kortaste detekterbara uppdateringstider snarare ligger kring 10-20ms [2].

För datorspel så har forskaren Josef Spjut på NVidia grävt rätt mycket sista tiden. Bland annat så har de visat att latens är viktigare än frame rate [3].

Källor:
[1] Miller, R. B. (1968). Response time in man-computer conversational transactions. In Proceedings of the December 9-11, 1968, fall joint computer conference, part I on - AFIPS ’68 (Fall, part I) (p. 267). NY, NY, USA: ACM Press. https://doi.org/10.1145/1476589.1476628

[2] Regan, M. J. P., Miller, G. S. P., Rubin, S. M., & Kogelnik, C. (1999). A real-time low-latency hardware light-field renderer. In Proceedings of the 26th annual conference on Computer graphics and interactive techniques - SIGGRAPH ’99 (pp. 287–290). NY, NY, USA: ACM Press. https://doi.org/10.1145/311535.311569

[3] Spjut, J., Boudaoud, B., Binaee, K., Kim, J., Majercik, A., McGuire, M., … Kim, J. (2019). Latency of 30 ms Benefits First Person Targeting Tasks More Than Refresh Rate Above 60 Hz. In SIGGRAPH Asia 2019 Technical Briefs on - SA ’19 (pp. 110–113). NY, NY, USA: ACM Press. https://doi.org/10.1145/3355088.3365170

Permalänk
Bildexpert 📺
Skrivet av Alling:

Skulle vilja föreslå att (generellt, inte bara i just den här artikeln) skriva "operativsystemet" eller liknande istället för "Windows" när det faktiskt inte är specifikt Windows som avses. (Själv spelar jag till exempel Counter‑Strike på Ubuntu.) Inte minst skulle en sådan förändring ligga väl i linje med SweClockers profil som oberoende nyhetsmedium.

I det här fallet är det faktiskt Windows jag haft i åtanke hela tiden. Skulle uppskatta att 95+ procent av frågorna i forumet runt spelskärmar kommer från Windows-användare. Nr 2 är konsol-användare. Sedan är det enstaka MacOS och någon enstaka som kör OS med egenkompilerade kärnor.

Här skulle jag också säga att är man så pass kapabel som individ att man väljer exempelvis Ubuntu och trivs med detta, då är man också så pass kapabel att inse vad "Windows" i detta sammanhang representerar för en själv.