Задержка отображения (Input Lag)

Версия для печати
Комментарии: (1)   Рейтинг:
Тема задержки отображения кадров в некоторых моделях мониторов, в последнее время очень широко обсуждающаяся на различных форумах, лишь на первый взгляд схожа с темой времени отклика – на самом же деле это совершенно другой эффект. Если при обычном смазывании поступивший на монитор кадр начинает отображаться моментально, но его полная прорисовка занимает некоторое время, то при задержке между поступление кадра от видеокарты в монитор и началом его отображения проходит некоторое время, кратное периоду кадровой развёртки монитора. Иначе говоря, в мониторе установлен кадровый буфер – обычное ОЗУ – хранящий один или несколько кадров; при приходе нового кадра от видеокарты он сначала записывается в буфер, а лишь потом выводится на экран.

Объективно измерить эту задержку достаточно просто – необходимо подключить два монитора (ЭЛТ и ЖК или два разных ЖК) к двум выходам одной видеокарты в режиме клонирования, после чего запустить на них таймер, показывающий миллисекунды, и сделать серию фотографий экранов этих мониторов. Тогда, если один из них имеет задержку, значения таймеров на фотографиях будут отличаться на величину этой задержки – в то время, как один монитор показывает текущее значение таймера, второй будет показывать значение, бывшее несколькими кадрами ранее. Для получения достоверного результата желательно сделать не менее пары десятков фотографий, после чего отбросить те из них, что явно попали на момент смены кадров.

Стоит с некоторым скепсисом относиться к публикациям на форумах, авторы которых утверждают об аномально маленькой или аномально высокой задержке конкретно на их экземплярах мониторов. Как правило, они не набирают достаточной статистики, а делают один кадр – как вы видели выше, на отдельных кадрах можно случайно "поймать" значение как выше, так и ниже реального, причём, чем больше установленная на фотоаппарате выдержка, тем больше вероятность такой ошибки. Для получения же реальных чисел надо сделать десятка два кадров и выбрать наиболее часто встречающееся значение задержки.

Однако, это всё лирика, нам, покупателям, малоинтересная – ну не будешь же перед покупкой монитора в магазине на нём таймеры фотографировать?.. С практической точки зрения куда более интересен вопрос, имеет ли вообще смысл обращать внимание на данную задержку. Для примера будем рассматривать вышеупомянутый SyncMaster 215TW с задержкой 47 мс – мониторы с большими значениями мне неизвестны, так что такой выбор вполне разумен.

Если рассматривать время 47 мс с точки зрения скорости человеческой реакции, то это достаточно маленький промежуток – он сравним с временем, которое требуется сигналу для путешествия от мозга к мышцам по нервным волокнам. В медицине принят такой термин, как "время простой сенсомоторной реакции" – промежуток между появлением какого-либо достаточно простого для обработки мозгом сигнала (например, зажигания лампочки) и реакции мышц (например, нажатия на кнопку). В среднем для человека время ПСМР составляет около 200...250 мс, это включает в себя время регистрации события глазом и передачи информации о нём в мозг, время распознавания события мозгом и время передачи команды от мозга к мышцам. В принципе, уже по сравнению с этой цифрой задержка 47 мс выглядит не слишком большой.

При обычной офисной работе такую задержку заметить попросту невозможно. Можно сколь угодно долго пытаться заметить разницу между движением мышки и перемещением курсора по экрану – но само время обработки мозгом этих событий и увязки их друг с другом (заметьте, отслеживание перемещения курсора – задача куда более сложная, нежели отслеживание зажигания лампочки в тесте ПСМР, так что речи о простой реакции уже не идёт, а значит, и время реакции будет больше, чем для ПСМР) столь велико, что 47 мс оказываются совершенно незначительной величиной.

Однако, на форумах многие пользователи говорят о том, что на новом мониторе движения курсора ощущаются как "ватные", они с трудом попадают по маленьким кнопкам и иконкам с первого раза, и так далее – и виновата во всём задержка, отсутствовавшая на старом мониторе и присутствующая на новом.

Тем временем, большинство людей пересаживаются на новые большие мониторы либо с 19" моделей с разрешением 1280x1024, либо вообще с ЭЛТ-мониторов. Возьмём для примера переход с 19" ЖК на вышеупомянутый 215TW: разрешение по горизонтали увеличивается примерно на треть (с 1280 до 1680 пикселей), а это означает, что для передвижения курсора мышки от левого края экрана к правому саму мышку придётся сдвигать на большее расстояние – при условии, что её рабочее разрешение и настройки остались прежними. Вот тут-то и появляется ощущение "ватности", замедленности движений – попробуйте на своём текущем мониторе в настройках драйвера мыши уменьшить скорость курсора на треть, получите ровно те же ощущения.

Ровно то же самое и с промахами по кнопкам после смены монитора – наша нервная система, как ни прискорбно это признавать, слишком медленна для того, чтобы зафиксировать глазами момент "курсор достиг кнопки" и передать нервный импульс в нажимающий на левую кнопку мыши палец до того, как курсор с кнопки уйдёт. Поэтому на самом деле точность попадания по кнопкам – это не более чем выверенность движений, когда мозг заранее знает, какому перемещению руки соответствует какое перемещение курсора, а также с какой задержкой после начала этого перемещения надо послать команду пальцу, чтобы, когда он нажмёт на кнопку мыши, курсор оказался как раз на нужной кнопке. Разумеется, при смене и разрешения, и физического размера экрана вся эта выверенность оказывается совершенно бесполезна – мозгу приходится привыкать к новым условиям, но первое время, пока он действует по старой привычке, вы действительно будете иногда промахиваться мимо кнопок. Только задержка, обусловленная монитором, тут совершенно не при чём. Как и в прошлом опыте, того же эффекта можно достичь, просто изменив чувствительность мыши – если вы её увеличите, первое время вы будете "проскакивать" нужные кнопки, если уменьшите, будете наоборот останавливать курсор не доходя до них. Разумеется, через некоторое время мозг адаптируется к новым условиям, и вы снова начнёте попадать по кнопкам.

Поэтому, поменяв монитор на новый, с существенно отличающимся разрешением или размером экрана, не поленитесь зайти в настройки мыши и немного поэкспериментировать с ей чувствительностью. Если же у вас старая мышь с низким оптическим разрешением, то не лишним будет и задуматься о покупке новой, более чувствительной – она будет более плавно двигаться при установке в настройках высоких скоростей. Право слово, на фоне стоимости нового монитора трата лишних 20 долларов на хорошую мышь не столь уж разорительна.

Итак, с работой разобрались, следующий пункт – фильмы. Теоретически, проблема здесь может возникнуть из-за рассинхронизации звука (который идёт без задержек) и изображения (которое задерживается монитором на 47 мс). Однако, немного поэкспериментировав в любом видеоредакторе, можно легко установить, что человек замечает рассинхронизацию в фильмах при разнице порядка 200...300 мс, то есть во много раз больше, чем даёт рассматриваемый монитор. Тогда как, 47 мс – это всего лишь чуть больше периода одного кадра фильма (при 25 кадрах в секунду период составляет, соответственно, 40 мс), заметить столь маленькую разницу между звуком и изображением невозможно.

И, наконец, самое интересное – игры, единственная область, в которой хотя бы в некоторых случаях вносимая монитором задержка может иметь значение. Впрочем, надо заметить, многие из обсуждающих проблему на форумах и здесь склонны чрезмерно её преувеличивать – для большинства людей и в большинстве игр пресловутые 47 мс не играют никакой роли. Пожалуй, за исключением ситуации, когда в многопользовательской "стрелялке" вы и ваш противник одновременно видите друг друга – в таком случае быстрота реакции действительно будет играть роль, и дополнительная задержка в 47 мс может стать существенной. Если же вы противника и так замечаете на полсекунды позже, чем он вас, то какие-то миллисекунды ситуацию уже не спасут.

При этом надо отметить, что задержка монитора не влияет ни на точность прицеливания в играх жанра FPS, ни на на точность прохождения поворотов в автогонках... Во всех этих случаях работает всё та же выверенность движений – не успевает наша нервная система срабатывать с такой скоростью, чтобы нажимать кнопку "огонь" ровно в тот момент, когда прицел оказывается нацелен на противника, зато она отлично адаптируется под самые разные условия и, в частности, под необходимость отдать пальцу команду "жми!" в тот момент, когда прицел до противника ещё не дошёл. Поэтому какие-либо дополнительные задержки небольшой длительности всего-навсего вынуждают мозг немного перестроиться под новые условия – более того, если человека, привыкшего к монитору с задержкой, пересадить на модель без задержки, ему придётся привыкать точно так же, и первые четверть часа новый монитор ему будет казаться подозрительно неудобным.

Усугубляют ситуацию с обсуждением задержек мониторов и ещё два момента, в той или иной степени присущие большинству людей. Во-первых, многие люди склонны к чрезмерно сложным попыткам объяснения простых явлений – они предпочитают считать, что светлая точка в небе является НЛО, а не обычным метеозондом, что странные тени на лунных фотографиях NASA свидетельствуют не о неровности лунного ландшафта, а о том, что люди никогда не летали на Луну, и так далее. Собственно, любой человек, интересовавшейся деятельностью уфологов и подобных организаций, скажет вам, что большая часть их так называемых открытий – следствие не столько отсутствия простых "земных" объяснений многих явление, сколько нежелания простые объяснения вообще искать, априорно переходя к чрезмерно сложным теориям. Как ни странна аналогия между уфологами и покупателями мониторов, но последние, попав на форум, зачастую ведут себя так же – в большинстве своём они даже не пытаются рассматривать тот факт, что при существенной смене разрешения и диагонали монитора ощущения от работы за ним изменятся совершенно вне зависимости от каких-либо задержек, они сразу переходят к обсуждению того, как ничтожная в общем-то задержка в 47 мс влияет на движение курсора мыши.

Во-вторых, люди склонны к самовнушению. Попробуйте взять две бутылки из-под пива разных сортов, заведомо дешёвого и заведомо дорогого, разлейте в них одно и то же пиво – абсолютное большинство людей, попробовав его, скажут, что в бутылке с этикеткой дорогого сорта пиво вкуснее. Заклейте этикетки непрозрачным скотчем – мнения разделятся поровну. Проблема здесь заключается в том, что наш мозг не может полностью абстрагироваться от всевозможных внешних факторов – когда мы видим дорогую упаковку, мы уже начинаем подсознательно ожидать более высокого качества содержимого этой упаковки, и наоборот. Для борьбы с этим все сколь-нибудь серьёзные субъективные сравнения проводятся по методике слепого теста – когда все изучаемые образцы идут под условными номерами, и ни один из принимающих участие в тестировании экспертов до его окончания не знает, как эти номера соотносятся с реальными марками.

Примерно то же происходит и с обсуждаемой темой задержки отображения. Человек, только купивший или лишь собирающийся купить новый монитор, идёт на форум по мониторам, где тут же обнаруживает многостраничные треды про задержку, в которых ему рассказывают и про "ватные движения мыши", и про то, что играть на таком мониторе невозможно, и многие другие ужасы. И, разумеется, там присутствует некоторое количество людей, утверждающих, что они данную задержку видят глазом. Начитавшись всего этого, человек идёт в магазин и начинает рассматривать интересующий его монитор с мыслью "тут должна быть задержка, люди её видят!". Разумеется, через некоторое время он и сам начинает её видеть – точнее, считает, что видит – после чего возвращается из магазина домой и пишет в форум "Да, я смотрел этот монитор, действительно есть задержка!". Встречаются и более забавные случаи – когда люди прямо пишут что-то вроде "две недели уже сижу за обсуждаемым монитором, но только сейчас, почитав форум, явственно увидел на нём задержку".

Некоторое время тому назад популярность получили выложенные на YouTube видеоролики, в которых на двух стоящих рядом мониторах (работающих в режиме расширения десктопа) мышкой таскают вверх-вниз окно – и отчётливо видно, насколько сильно это окно запаздывает на мониторе с задержкой. Ролики, конечно, красивые, но... представьте себе: монитор с развёрткой 60 Гц снимают на камеру с собственной развёрткой матрицы 50 Гц, потом сохраняют в видеофайл с частотой кадров 25 Гц, заливают на YouTube, который вполне может перекодировать его внутри себя ещё раз, не сказав нам об этом... Как вы думаете, после всех этих преобразований от оригинала осталось много? По-моему, не очень. Попытка рассмотреть один из таких роликов покадрово (сохранив его с YouTube и открыв в видеоредакторе) продемонстрировала это особенно отчётливо – в какие-то моменты разница между двумя запечатлёнными мониторами составляет заметно больше вышеупомянутых 47 мс, в другие моменты окна на них двигаются синхронно, как будто никакой задержки нет... В общем, полный сумбур, бессмысленный и беспощадный.

Итак, сделаем краткий вывод:

а) В некоторых мониторах задержка отображения объективно присутствует, максимальное достоверно зафиксированное значение – 47 мс.

б) Задержку такой величины невозможно заметить ни при обычной работе, ни в фильмах. В играх она может быть в некоторые моменты существенна для хорошо натренированных игроков, но в большинстве случае и для большинства людей она незаметна и в играх.

в) Как правило, дискомфорт при смене монитора на модель с большей диагональю и разрешением возникает из-за недостаточной скорости или чувствительности мыши, недостаточной скорости видеокарты, а также самого по себе изменения размеров экрана. Однако многие люди, излишне начитавшись форумов, априори относят любой дискомфорт на новом мониторе к проблемам с задержкой отображения.

Если говорить совсем в двух словах: теоретически проблема существует, но её практическое значение сильно преувеличено. Абсолютное большинство людей задержку в 47 мс не заметят никогда и нигде, не говоря уж о меньших значениях задержек.