Input-Lag

Input-Lag ist die Zeit, die vergeht zwischen dem Druck auf eine Taste und dem Augenblick, in dem die Folge davon auf dem Bild zu sehen ist. Gemeint ist damit im Sprachgebrauch fast immer der Anteil, den das Anzeigegerät beiträgt — und der entsteht überwiegend in dessen Bildverarbeitung.

Ausführliche Erklärung

Die Gesamtverzögerung setzt sich aus mehreren Beiträgen zusammen, und nur einer davon steht auf dem Datenblatt.

Am Anfang steht das Bediengerät: Ein Controller tastet seine Bedienelemente in einem festen Takt ab und überträgt sie, bei Funkverbindungen mit zusätzlicher Verzögerung. Dann rechnet die Quelle — Konsole oder Rechner — das nächste Bild, was bei einer Bildrate von 60 Bildern je Sekunde allein schon rund 16,7 ms je Bild bedeutet. Danach geht das fertige Bild über die Verbindung zum Anzeigegerät. Dort wird es verarbeitet, und erst danach dargestellt.

Der Verarbeitungsanteil ist der einzige, der stark schwankt und den der Anwender beeinflussen kann. Was dort passiert, ist der Reihe nach: Skalierung auf die Panelauflösung, Rauschminderung, Schärfung, Farb- und Kontrastanpassung, Tonwertabbildung bei hohem Dynamikumfang und — zeitaufwendig — Zwischenbildberechnung. Der letzte Punkt ist besonders teuer, weil er systembedingt in die Zukunft schauen muss: Um ein Bild zwischen zwei vorhandene zu rechnen, muss das spätere der beiden bereits vorliegen. Das Gerät hält also mindestens ein Bild zurück, bevor es überhaupt anfängt.

Genau hier setzt der Spielmodus an. Er schaltet die aufwendigen Schritte ab und reicht das Bild auf kürzestem Weg durch. Der Gewinn ist der Grund, warum es ihn gibt; der Preis ist, dass die abgeschalteten Schritte auch beim Spielen etwas geleistet hätten.

Warum die Umschaltung automatisch geworden ist

Solange der Spielmodus von Hand einzustellen war, wurde er regelmäßig vergessen — in beide Richtungen: beim Spielen nicht eingeschaltet und beim Film nicht wieder ausgeschaltet. Dafür gibt es seit den neueren HDMI-Fassungen eine eigene Funktion, den Auto Low Latency Mode.

Der Ablauf ist einfach: Die Quelle schickt dem Anzeigegerät ein Signal, das dieses veranlasst, selbsttätig in seinen Modus mit niedriger Latenz zu wechseln. Braucht die Quelle den Modus nicht mehr — etwa weil auf einen Filmdienst umgeschaltet wurde —, nimmt sie das Signal zurück, und das Anzeigegerät kehrt in seinen vorherigen Zustand zurück.

Zwei Dinge sind daran wichtig. Erstens sagt der Standard nicht, was der Modus mit niedriger Latenz genau abschaltet — das entscheidet jeder Hersteller für sich. Zweitens muss jedes Gerät in der Kette mitspielen: die Quelle, das Anzeigegerät und, wenn eines dazwischen sitzt, auch die Soundbar oder der AV-Receiver, der das Signal durchreichen muss. Ein Verstärker, der es schluckt, macht die Automatik unwirksam, ohne dass irgendwo eine Fehlermeldung erscheint. Das ist dasselbe Muster, das bei HDMI CEC den Bus lahmlegt: Das schwächste Glied entscheidet, und es meldet sich nicht.

Der Auto Low Latency Mode ist dabei eine von mehreren Gaming-Funktionen der HDMI-Spezifikation und nicht mit ihnen zu verwechseln. Die variable Bildwiederholrate sorgt dafür, dass das Anzeigegerät dem Takt der Quelle folgt, statt umgekehrt; ein schneller Moduswechsel vermeidet die Schwarzbildpause beim Umschalten der Bildrate. Beide verbessern das Spielerlebnis, aber keine der beiden senkt die Verarbeitungszeit.

Was ein Projektor anders macht

Im Heimkino kommt eine Besonderheit dazu, die bei Fernsehern seltener auftritt: Projektoren mit aufwendiger Bildverarbeitung oder einem vorgeschalteten Videoprozessor haben oft deutlich mehr Verarbeitungszeit, weil ihre Kette länger ist. Jedes zusätzliche Gerät im Bildweg addiert seinen eigenen Anteil, und ein externer Prozessor, der Skalierung und Tonwertabbildung übernimmt, ist genau dafür da, Zeit zu investieren.

Häufiges Missverständnis

„Mein Fernseher hat 1 ms Reaktionszeit, also praktisch keinen Input-Lag." Das sind zwei verschiedene Größen, und die beworbene ist die weniger wichtige. Die Reaktionszeit beschreibt, wie schnell ein Bildpunkt seine Farbe wechselt — ein Wert im Bereich von Millisekundenbruchteilen bis wenigen Millisekunden. Der Input-Lag beschreibt, wie lange das Bild insgesamt unterwegs war, bevor der Bildpunkt überhaupt aufgefordert wurde, sich zu ändern. Ein Gerät kann eine hervorragende Reaktionszeit und eine träge Verarbeitung haben; die eine Zahl steht auf dem Karton, die andere nicht.

„Beim Ton stellt man die Verzögerung doch auch einfach ein." Beides sind Verzögerungen, aber sie liegen in verschiedenen Ketten und haben verschiedene Folgen. Verzögert sich der Ton gegenüber dem Bild, entsteht ein sichtbarer Versatz zu den Lippen — dagegen gibt es Korrekturen, und im Heimkino ist die gezielte Verzögerung sogar ein Werkzeug, siehe Delay. Verzögert sich das Bild gegenüber der Eingabe, hilft keine Korrektur: Man kann Zeit hinzufügen, aber nicht wegnehmen. Und weil das Bild spät kommt, muss der Ton nachgezogen werden, was die Gesamtverzögerung für den Spielenden weiter erhöht.

„Im Spielmodus ist das Bild schlechter, also lasse ich ihn aus." Das ist eine legitime Entscheidung — für Filme. Für ein Spiel wird damit gegen die eigentliche Anforderung optimiert. Sinnvoller ist die Trennung, die die Automatik ohnehin vorsieht: der Spielmodus für Spiele, die volle Verarbeitung für Filme. Voraussetzung ist, dass die Kette das Signal durchreicht — und das ist der Punkt, der bei der Geräteauswahl geprüft gehört.

Nicht zu verwechseln mit

• Reaktionszeit des Panels: Wie schnell ein Bildpunkt seine Farbe wechselt. Andere Größenordnung, anderer Ort in der Kette.
• Latenz der Tonkette: Verzögerung im Audiopfad, etwa durch Signalverarbeitung im AV-Receiver oder durch Funkübertragung. Sie muss zum Bild passen, hat aber mit der Eingabe nichts zu tun.
• Lippensynchronität: Der Versatz zwischen Bild und Ton. Er ist die Folge unterschiedlicher Laufzeiten und wird durch Verzögern des schnelleren Wegs behoben.
• Delay im Bassmanagement: Eine absichtlich eingestellte Laufzeitkorrektur, damit alle Lautsprecher gleichzeitig am Hörplatz ankommen — siehe Delay.
• Bildwiederholrate und variable Bildwiederholrate: Wie oft ein neues Bild kommt, nicht wie spät es kommt. Beides beeinflusst den Eindruck von Flüssigkeit, senkt aber die Verarbeitungszeit nicht.

In der Planung

Ein Kinoraum wird geplant, und im Nutzungsprofil steht neben Film auch Spielen an der Konsole. Vorgesehen sind ein Projektor, ein AV-Receiver und ein externer Videoprozessor für die Tonwertabbildung.

Zu klären ist zuerst, welchen Rang das Spielen in diesem Raum hat. Ein Raum, in dem gelegentlich gespielt wird, verträgt einen Kompromiss; ein Raum, in dem regelmäßig und ernsthaft gespielt wird, stellt eine Anforderung, die mit der Bildoptimierung für Film in direktem Widerspruch steht. Diese Frage gehört beantwortet, bevor eine Gerätekette gezeichnet wird — sie entscheidet über den Aufbau und nicht nur über eine Einstellung.

Steht der Rang fest, geht es um den Signalweg. Für ernsthaftes Spielen braucht die Konsole entweder einen Weg am Videoprozessor vorbei, oder der Prozessor muss selbst umschaltbar sein und das Latenzsignal durchreichen. Beides ist eine Frage der Verkabelung und der Gerätefähigkeiten, nicht der Konfiguration am Ende.

Bei den Geräten selbst ist die entscheidende Eigenschaft banal und in Datenblättern schlecht dokumentiert: ob jedes Glied der Kette das Latenzsignal weitergibt. Ein Receiver, der es schluckt, macht aus einer sauber geplanten Kette eine, in der jemand von Hand umschalten muss — und das bedeutet in der Praxis, dass niemand umschaltet.

Verknüpfte Inhalte

Die absichtlich eingestellte Verzögerung im Tonpfad behandelt Delay. Warum ein einzelnes Gerät in der Kette eine Funktion unwirksam machen kann, ohne dass es auffällt, zeigt HDMI CEC am selben Muster; welche Fähigkeiten die Geräte überhaupt untereinander austauschen, klärt EDID. Wie der Ton zurück zum Verstärker kommt, steht bei eARC und ARC. Dass auch Signalverarbeitung im Tonpfad Zeit kostet, behandeln DSP und FIR- und IIR-Filter — dort mit dem Unterschied, dass ein linearphasiger Filter seine Verzögerung systembedingt mitbringt.

Quellen

Die Beschreibung des Auto Low Latency Mode — Signalisierung durch die Quelle, selbsttätiger Wechsel des Anzeigegeräts, Rücknahme beim Wechsel auf anderes Material und die Einordnung neben den übrigen Gaming-Funktionen — stammt von der öffentlichen Darstellung des HDMI Licensing Administrator, die für diese Seite am Objekt gelesen wurde. Sie nennt ausdrücklich keine Latenzwerte, und deshalb stehen hier auch keine.