Screen Tearing und Mikroruckler

Screen Tearing und Mikroruckler: Ursachen und Lösungen erklärt

Wer kennt es nicht: Man spielt ein actionreiches Spiel, schwenkt die Kamera schnell zur Seite und plötzlich sieht das Bild aus, als wäre es horizontal zerschnitten. Oder die Bewegungen wirken trotz hoher Framerate irgendwie unrund, als würde das Bild immer wieder kurz hängen. Diese beiden Phänomene haben Namen: Screen Tearing und Mikroruckler. Beide sind seit Jahrzehnten die Nemesis flüssiger Spielgrafik, und beide haben mittlerweile technische Lösungen. Doch um diese richtig einzusetzen, hilft es zu verstehen, was da eigentlich schiefläuft.

Was ist Screen Tearing?

Screen Tearing, zu Deutsch etwa Bildzerreißen, tritt auf, wenn der Monitor ein neues Bild von der Grafikkarte erhält, während er noch das vorherige Bild anzeigt. Das Ergebnis ist ein sichtbarer horizontaler Riss im Bild. Die obere Bildhälfte zeigt bereits das neue Bild, die untere noch das alte. Bei schnellen Bewegungen fallen diese Bruchstellen besonders auf, da die beiden Bildhälften dann deutlich versetzt erscheinen.

Die Ursache liegt im unterschiedlichen Arbeitstakt von Grafikkarte und Monitor. Ein Monitor mit 60 Hz aktualisiert sein Bild 60 Mal pro Sekunde, immer im gleichen Rhythmus. Die Grafikkarte hingegen berechnet Bilder je nach Szene mit schwankender Geschwindigkeit. Liefert sie ein neues Bild genau dann, wenn der Monitor gerade mitten im Zeichenvorgang ist, entsteht der Riss. Je größer die Differenz zwischen Monitorfrequenz und Framerate, desto häufiger und auffälliger das Tearing.

Interessanterweise kann Tearing sowohl bei zu hoher als auch bei zu niedriger Framerate auftreten. Erreicht die Grafikkarte 120 FPS auf einem 60-Hz-Monitor, liefert sie pro Monitorbild zwei Frames, von denen immer einer mitten im Bildaufbau ankommt. Schafft sie nur 45 FPS, hinkt sie dem Monitor hinterher und die Desynchronisation zeigt sich ebenfalls.

Was sind Mikroruckler?

Mikroruckler, im Englischen oft als Microstuttering bezeichnet, sind subtiler als Tearing, aber nicht weniger störend. Das Bild wirkt unrund und hakelig, obwohl die Framerate eigentlich hoch genug sein sollte. Der Grund: Nicht die Anzahl der Bilder pro Sekunde ist das Problem, sondern die ungleichmäßigen Abstände zwischen ihnen.

Ein Beispiel: Eine Grafikkarte liefert im Schnitt 60 Bilder pro Sekunde. Im Idealfall erscheint alle 16,67 Millisekunden ein neues Bild. In der Realität schwanken die Abstände jedoch. Ein Bild kommt nach 10 Millisekunden, das nächste nach 25, dann wieder eines nach 12. Der Durchschnitt stimmt, aber das Auge nimmt die unregelmäßigen Intervalle als Ruckeln wahr. Besonders bei Kameraschwenks oder gleichmäßigen Bewegungen fällt das auf.

Mikroruckler können verschiedene Ursachen haben. Eine häufige Quelle sind Multi-GPU-Setups wie SLI oder CrossFire, bei denen zwei Grafikkarten abwechselnd Bilder berechnen. Wenn eine Karte schneller arbeitet als die andere, entstehen ungleichmäßige Frame-Intervalle. Aber auch einzelne Grafikkarten können Mikroruckler verursachen, etwa wenn die CPU nicht schnell genug Daten nachliefert oder das Spiel schlecht optimiert ist.

Der Unterschied zwischen Tearing und Mikrorucklern

Obwohl beide Phänomene das Spielerlebnis beeinträchtigen, sind sie grundverschieden. Tearing ist ein visueller Fehler im Bild selbst: Man sieht den Riss, die horizontale Linie, an der zwei Bilder aufeinandertreffen. Mikroruckler hingegen betreffen den zeitlichen Ablauf: Das einzelne Bild ist intakt, aber die Abfolge der Bilder ist ungleichmäßig.

Tearing lässt sich relativ einfach reproduzieren, indem man V-Sync deaktiviert und eine Szene mit schnellen Bewegungen spielt. Mikroruckler sind tückischer, weil sie nicht immer auftreten und schwerer zu diagnostizieren sind. Tools wie CapFrameX oder RTSS können helfen, die Frame-Intervalle zu messen und Unregelmäßigkeiten aufzudecken.

V-Sync: Die klassische Lösung mit Nebenwirkungen

Die älteste Lösung gegen Screen Tearing heißt V-Sync, kurz für Vertical Synchronization. Die Technologie synchronisiert die Bildausgabe der Grafikkarte mit der Bildwiederholrate des Monitors. Bei einem 60-Hz-Monitor liefert die Grafikkarte dann exakt 60 Bilder pro Sekunde, jedes genau zum richtigen Zeitpunkt. Tearing ist damit Geschichte.

Der Haken: V-Sync löst ein Problem und schafft potentiell ein neues. Wenn die Grafikkarte die geforderte Framerate nicht konstant halten kann, muss sie auf das nächste Synchronisationsfenster warten. Bei 60 Hz bedeutet das: Schafft die GPU ein Bild nicht rechtzeitig, muss sie 16,67 Millisekunden warten. Die effektive Framerate halbiert sich dann auf 30 FPS, bis die Grafikkarte wieder aufholt. Dieses Einbrechen fühlt sich wie ein heftiger Ruckler an und ist oft störender als das ursprüngliche Tearing.

Zusätzlich erhöht V-Sync die Eingabeverzögerung. Da die Grafikkarte Bilder zurückhält, bis der Monitor bereit ist, vergeht mehr Zeit zwischen einer Eingabe und ihrer Darstellung auf dem Bildschirm. In kompetitiven Spielen kann das den Unterschied zwischen Treffer und Fehlschuss ausmachen.

VRR: Die moderne Lösung

Die eleganteste Lösung für beide Probleme bietet VRR (Variable Refresh Rate). Statt die Grafikkarte an den Monitor anzupassen, passt sich der Monitor an die Grafikkarte an. Liefert die GPU 87 Bilder pro Sekunde, arbeitet der Monitor mit 87 Hz. Steigt die Framerate auf 142, geht der Monitor auf 142 Hz. Sinkt sie auf 65, folgt der Monitor auf 65 Hz.

VRR eliminiert Tearing, weil Monitor und Grafikkarte immer synchron arbeiten. Es vermeidet die Ruckler von V-Sync, weil die Grafikkarte nie auf Synchronisationsfenster warten muss. Und es reduziert die Eingabeverzögerung auf ein Minimum. Die bekanntesten VRR-Implementierungen sind AMD FreeSync, Nvidia G-Sync und HDMI VRR für Konsolen wie PlayStation 5 und Xbox Series X.

Weitere Lösungen und Technologien

Neben V-Sync und VRR gibt es weitere Ansätze, die Tearing und Ruckler bekämpfen. Fast Sync von Nvidia und Enhanced Sync von AMD sind Varianten von V-Sync, die intelligenter mit schwankenden Frameraten umgehen. Sie verwerfen überschüssige Frames, statt die Grafikkarte auszubremsen, was die Eingabeverzögerung reduziert. Allerdings können bei niedrigen Frameraten immer noch Ruckler auftreten.

Triple Buffering fügt einen dritten Bildpuffer hinzu, sodass die Grafikkarte weiterarbeiten kann, während der Monitor das aktuelle Bild anzeigt. Das reduziert die Ruckler von V-Sync, erhöht aber den Speicherverbrauch und die Latenz leicht.

Scanline Sync, verfügbar in Tools wie RTSS, ist eine fortgeschrittene Technik, die den Tearing-Riss gezielt an den unteren Bildschirmrand verschiebt, wo er weniger auffällt. Das ist keine vollständige Lösung, aber ein Kompromiss für Systeme ohne VRR-Unterstützung.

Was tun gegen Mikroruckler?

Gegen Mikroruckler hilft VRR ebenfalls, da die variable Bildwiederholrate ungleichmäßige Frame-Intervalle besser ausgleichen kann. Darüber hinaus gibt es einige Maßnahmen, die helfen können.

Ein Frame-Limiter, der die Framerate auf einen stabilen Wert begrenzt, kann Mikroruckler reduzieren. Lieber konstante 90 FPS als schwankende 90 bis 120 FPS. Tools wie RTSS bieten präzise Frame-Limiter, die gleichmäßigere Intervalle erzeugen als die Ingame-Optionen vieler Spiele.

Bei Multi-GPU-Setups ist die einfachste Lösung oft, auf eine einzelne, leistungsstärkere Grafikkarte umzusteigen. SLI und CrossFire sind ohnehin weitgehend Geschichte, da immer weniger Spiele die Technologie unterstützen.

Auch ein Blick auf die CPU lohnt sich. Wenn der Prozessor nicht schnell genug Daten an die Grafikkarte liefert, entstehen Engpässe, die zu ungleichmäßigen Frame-Zeiten führen. Ein Upgrade oder das Schließen von Hintergrundprogrammen kann helfen.

Fazit

Screen Tearing und Mikroruckler sind zwei der hartnäckigsten Probleme beim Spielen am PC. Tearing entsteht durch die Desynchronisation von Grafikkarte und Monitor, Mikroruckler durch ungleichmäßige Abstände zwischen Einzelbildern. Beide stören das Spielerlebnis, beide lassen sich aber mit der richtigen Technik in den Griff bekommen. VRR ist dabei die eleganteste Lösung, die beide Probleme gleichzeitig adressiert. Wer einen VRR-fähigen Monitor oder Fernseher besitzt, sollte die Funktion unbedingt aktivieren.

Häufig gestellte Fragen zu Screen Tearing und Mikrorucklern

Ist Screen Tearing schädlich für den Monitor?

Nein, Screen Tearing ist rein visuell und verursacht keinerlei Schäden am Monitor oder anderen Komponenten. Es ist lediglich ein störender Bildeffekt, der das Spielerlebnis beeinträchtigt.

Warum habe ich Tearing trotz aktiviertem V-Sync?

Mögliche Ursachen sind falsche Treibereinstellungen, ein Spiel das V-Sync nicht korrekt implementiert oder ein Bildschirm im Vollbildfenstermodus statt echtem Vollbild. Prüfe die Grafikeinstellungen sowohl im Spiel als auch im Treiber.

Kann ich Tearing und Mikroruckler mit bloßem Auge erkennen?

Tearing ist als horizontaler Riss im Bild deutlich sichtbar, besonders bei schnellen Bewegungen. Mikroruckler sind subtiler und äußern sich als unrunde, hakelige Bewegungen, obwohl die Framerate hoch erscheint. Manche Menschen sind empfindlicher dafür als andere.

Hilft ein schnellerer Monitor gegen Tearing?

Ein Monitor mit höherer Bildwiederholrate wie 144 Hz oder 240 Hz macht Tearing weniger auffällig, da die einzelnen Risse kleiner werden. Vollständig verhindern kann er es ohne VRR jedoch nicht.

Verursachen Mikroruckler Eingabeverzögerung?

Nicht direkt, aber sie können das Spielgefühl negativ beeinflussen. Die ungleichmäßige Bilddarstellung erschwert präzises Zielen und Reagieren, auch wenn die tatsächliche Eingabeverzögerung nicht erhöht ist.

 

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