Решения для уменьшения задержек

В самых простых терминах задержка – это измерение того, сколько времени требуется сигналу или фрагменту данных для перемещения из одной точки в другую в системе. Задержка ввода измеряет сколько времени требуется сигналу, чтобы перейти от контроллера к консоли или от консоли к дисплею. Почти всегда измеряемая в миллисекундах (МС), задержка является ключевым элементом отзывчивости и ощущения игры.

Существует много компонентов, которые вносят свой вклад в сквозную задержку ввода, в длинном конвейере от ввода контроллера к дисплею. Для Xbox Series X команда тщательно настроила каждый из них, чтобы обеспечить максимально отзывчивое и точное управление.

Эндрю Гуссен (Andrew Goossen), технический сотрудник Xbox Series X в Microsoft, провёл экскурсию для портала news.xbox.com, чтобы поближе взглянуть на улучшения, сделанные командой, начиная с контроллера.

В контроллере движение ручки и триггера – это примеры аналогового ввода. Предыдущие контроллеры отбирали входные данные и передавали результаты каждые 8 мс, независимо от того, когда игры действительно нуждались в этих данных. Таким образом, даже если вы быстро настроили аналоговый стик или триггер немного по-другому, игра, возможно, получила это изменение состояния кнопки слишком поздно и в этот момент всё ещё может использовать предыдущее состояние.

Это было разумное решение как для проводных, так и для беспроводных контроллеров, поскольку оно обеспечивало согласованность наряду с хорошим временем автономной работы, но оно не было идеальным. Поскольку не было синхронизации с циклом ввода в игру, иногда возникали задержки, так как игра, запросила текущие нажатия кнопок от контроллера, но платформа доставила их позже, чем ожидалось.

Для Xbox Series X команда разработала решение, в котором новый контроллер пробует и передаёт самые современные входные данные непосредственно перед тем, как игра запрашивает их. Результатом является доставка «точно в срок», которую называют Dynamic Latency Input (DLI). Теперь система точно синхронизирует контроллер с игрой как для аналоговых, так и для цифровых вводов. Наиболее актуальная информация поступает на консоль непосредственно перед тем, как она понадобится игре. Результат: значительно меньшая задержка контроллера. Более того, всё это делается без ущерба для времени автономной работы.

Говоря о цифровых вводах, следует отметить, что нажатие кнопки является цифровым вводом, поскольку оно имеет только 0 или 1 состояние. Предыдущие контроллеры отбирали дискретизацию цифровых вводов с той же скоростью, что и аналоговые вводы. Это означало, что информация о нажатии кнопки была такой же, как частота дискретизации. Команда обнаружила, что в то время как игры обычно интерполируют и предвосхищают аналоговый ввод, они не могут сделать этого для цифровых вводов. Для этого цифровые вводы, такие как нажатие кнопок, должны быть максимально точными.

С Xbox Series X контроллер постоянно отслеживает и передаёт изменения состояния кнопок. Игры могут получить доступ ко всем изменениям состояния кнопок, которые произошли с момента их последней проверки. Хотя беспроводная связь лучше, чем когда-либо, команда реализовала окончательное решение: как только меняется цифровое состояние, данные передаются. Больше не надо обвинять контроллер, если вы пропустили последний удар в файтинге.

Что касается того, как ввод поступает на вашу консоль по беспроводной сети, команда решила, что протокол беспроводной радиосвязи Xbox для контроллера предоставляет слишком много преимуществ (особенно с точки зрения совместимости с аксессуарами Xbox One, высокой пропускной способностью, низкой задержкой, поддержкой до 8 контроллеров и передачей аудио/голосовых данных), чтобы рассмотреть возможность перехода на другой протокол. Команда также улучшила производительность передачи, точно настроив конструкцию и размещение радиоприёмника для оптимального соединения и сокращения повторных попыток.

Это что касается контроллера. Со стороны консоли команда полностью переработала стек ввода, гарантируя, что игры будут получать ввод быстрее и смогут получить доступ к нему быстрее, чем раньше, а также устранены задержки, которые могли бы произойти ранее, при сильной нагрузке на консоль.

Команда также провела работу по расширению возможностей разработчиков игр для улучшения и оптимизации задержки работы игрового движка. Благодаря новому механизму, добавленному командой Xbox, система теперь может знать состояние входного сигнала, которое соответствует каждому кадру, передаваемому по HDMI. Впервые разработчики могут легко измерить и настроить свою сквозную задержку во время разработки игры без использования высокоскоростной камеры. Разделяя конвейеры рендеринга и ввода, Xbox Series X также поддерживает 120 кадров в секунду, поэтому у игр есть возможность удвоить частоту кадров с 60 кадров в секунду, что вдвое уменьшает их внутреннюю задержку.

Один из самых больших элементов во всём этом – данные, которые проходят через кабель HDMI. Microsoft является активным членом консорциума HDMI, и команда упорно работала над формированием стандарта HDMI 2.1 для поддержки функций, важных для Xbox Series X в ряде областей, включая:

Время передачи на телевизор: HDMI 2.1 поддерживает до 4K при частоте 120 Гц, что позволило команде сократить время передачи кадра с 16,6 до 8,3 мс без ущерба для разрешения. Это автоматическое улучшение задержки на 8,3 мс на телевизорах, которые поддерживают его и приносят пользу играм на всех частотах.

Переменная частота обновления (VRR): когда игры пропускают кадры, VRR покажет результат с минимальной задержкой. Телевизоры с частотой 120 Гц, поддерживающие VRR, обычно имеют очень большие временные окна, благодаря чему производительность выше 40 кадров в секунду без разрывов экрана.

Задержка в телевизоре: Xbox Series X вызывает автоматический режим низкой задержки (ALLM) на совместимых телевизорах, чтобы автоматически включить режим игры, исключая лишнюю работу, ранее требуемую от геймеров

Сверхскоростной кабель HDMI: Сверхскоростной кабель HDMI входит в комплект поставки Xbox Series X, чтобы обеспечить игрокам превосходные игровые возможности, если у них есть дисплей, совместимый с HDMI 2.1.

Влияние на стандарт HDMI – это одно, но также нужно было тесно сотрудничать с ведущими производителями дисплеев, чтобы последовательно внедрять новые решения для обеспечения наилучшего игрового опыта. Команда знала, что телевизионная экосистема должна быть готова поддерживать эти функции к запуску Xbox Series X, но они также должны были ответить на один вопрос: как можно заставить телевизоры поддерживать новые опции за несколько лет до появления первой консоли следующего поколения?

Ответом на этот вопрос стало добавление новых решений на поколение раньше начиная с Xbox One X и Xbox One S. Что привело к принятию ключевых функций, таких как VRR и ALLM в телевизорах, выпущенных в 2019 году и позже. Может быть трудно заметить улучшенную задержку от любого из этих решений по отдельности, но когда они вместе, это даёт игрокам гораздо более чуткий отклик для получения лучших игровых впечатлений.

Следите за скидками и новостями Xbox в нашей группе Вконтакте

The post Xbox Series X: мгновенное погружение в игру first appeared on Xbox Union.