Jeder kennt das: Auf den Verpackungen von Monitoren stehen 60, 144, 165 Hertz oder mehr. Doch Windows zeigt mitunter 59,94, 143,97 oder 164,92 Hertz an. In der Nvidia App oder der AMD Adrenalin-Software tauchen anschließend wieder die glatten Werte auf.
Das wirkt zunächst widersprüchlich.
Ist es aber meistens nicht.
Hinter den krummen Zahlen stecken historische Videostandards, konkrete Signaltimings und schlicht die Frage, wie genau eine Software den jeweiligen Modus bezeichnet.
Warum aus 60 plötzlich 59,94 Hertz wurden
Einer der bekanntesten krummen Werte unter PC-Spielern ist wohl 59,94 Hertz. Seine Herkunft hat nichts mit modernen Gaming-Monitoren zu tun, sondern mit dem analogen amerikanischen Fernsehstandard NTSC. Der wurde schon vor Jahren abgeschaltet, die krummen Frequenzen blieben uns allerdings erhalten.
Das ursprüngliche Schwarz-Weiß-System arbeitete mit genau 60 Halbbildern pro Sekunde (Stichwort: Zeilensprungverfahren), was exakt der Frequenz des US-Stromnetzes entsprach.
Und das nicht ohne Grund: Frühe Fernseher wurden in Form wandernder heller oder dunkler Balken von der Netzfrequenz beeinflusst. Um das zu vermeiden, koppelte man die Bildwiederholrate daran.
55:48
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Als später das Farbfernsehen hinzukam, musste die Frequenz jedoch leicht abgesenkt werden, damit sich Farb-, Bild- und Tonsignal nicht gegenseitig störten.
Aus 60 Hertz wurden deshalb:
60 × 1000 / 1001 = rund 59,94 Hertz.
Aus demselben Grund gibt es auch 29,97 statt 30 und 23,976 statt 24 Bilder pro Sekunde.
Diese Werte wirken vielleicht wie Fehler, sind aber fest definierte Standards. Sie leben bis heute in Kameras, Fernsehern, Monitoren, Konsolen, HDMI- und DisplayPort-Modi sowie Videodateien weiter.
Ein moderner Bildschirm kann deshalb sowohl einen PC-Modus mit 60,000 Hertz als auch einen Video-Modus mit 59,940 Hertz unterstützen.
Die krummen 59,94 Hertz sind deshalb nicht einfach immer nur ungenaue 60 Hertz. Es kann sich auch um einen eigenständigen Betriebsmodus handeln. Aber: Manchmal werden sie eben doch einander gleichgesetzt – dazu später mehr.
Mehr als nur sichtbare Pixel
Bei der Bildübertragung schickt die Grafikkarte allerdings nicht ausschließlich die Pixel, die wir dann auf dem Bildschirm sehen.
Zu jedem Bild gehören weitere horizontale und vertikale Bereiche für Synchronisation und sogenannte Austastintervalle
, die dem Monitor unter anderem sagen, wann ein sichtbares Bild endet und das nächste beginnt.
Diese Zusatzinformationen stammen ursprünglich aus der Röhrentechnik, sind aber auch in digitalen Signaltimings weiterhin vorhanden – sie werden als Blanking-Intervalle
bezeichnet.
Die zusätzlichen Pixel tragen jedoch keinerlei sichtbare Bildinformation, weshalb die Grafikkarte hier auch nichts rendert, das wir bloß nicht sehen.
Die Bildwiederholrate ergibt sich aus dem Pixeltakt geteilt durch alle übertragenen Pixelpositionen eines vollständigen Bildes:
Bildwiederholrate = Pixeltakt / (horizontale Gesamtpixel × vertikale Gesamtzeilen)
Bei klassischem 1080p etwa werden 1.920 × 1.080 sichtbare Pixel dargestellt. Tatsächlich kann das vollständige Signal aber 2.200 Positionen pro Zeile und 1.125 Zeilen pro Bild umfassen.
Bei einem Pixeltakt von 148,5 Megahertz ergeben sich daraus exakt 60 Hertz. Verändert sich der Takt leicht, landet man stattdessen bei anderen Werten.
Die sichtbare Auflösung ist also nur ein Teil der Rechnung.
Woher 60,01 oder 143,97 Hertz kommen
Werte wie 60,01 oder 143,97 Hertz haben meist einen anderen Ursprung als den alten NTSC-Standard.
Denn moderne Grafikkarten erzeugen ihren Pixeltakt mithilfe elektronischer Taktgeneratoren. Diese müssen allerdings nicht jeden theoretischen Sollwert bis auf die letzte Nachkommastelle treffen. Hinzu kommen unterschiedliche Verfahren beim Bild-Timing
, etwa mit normalen oder reduzierten Austastintervallen.
Aus dem verwendeten Pixeltakt und den Gesamtpixelzahlen können deshalb Werte wie 60,006 oder 143,973 Hertz entstehen.
Die Software rundet anschließend auf eine bestimmte Zahl von Nachkommastellen – unter Windows meist zwei.
Das ist normal und in der Regel auch kein Hinweis auf einen Schaden.
Wichtig ist außerdem: Die von Windows angebotenen Frequenzen sind keine hochpräzisen Live-Messungen des elektrischen Signals. Sie stammen aus den entsprechenden Modi oder werden aus hinterlegten Daten (EDID-Daten) berechnet.
Nvidia und AMD runden, Windows schaut genauer hin
Windows kann Bildwiederholraten intern als Bruch behandeln. Ein NTSC-Modus wird etwa als 60.000 geteilt durch 1.001 geführt. Das ergibt die oben beschriebenen rund 59,94 Hertz.
In den erweiterten Anzeigeeinstellungen gibt Windows daher Werte mit Nachkommastellen an.
Nvidia und AMD hingegen beschriften dieselben Modi meist mit den Werten, die auch auf der Verpackung stehen. Aus 59,94 werden dann 60 Hertz, aus 143,97 entsprechend 144 Hertz.
Deshalb können gleichzeitig folgende Angaben auftauchen:
- Nvidia und AMD: 144 Hertz
- Windows: 143,97 Hertz
Beide Oberflächen können trotzdem exakt denselben Modus meinen. Nvidia und AMD nennen sozusagen dessen Frequenzklasse, während Windows den genauer hinterlegten oder berechneten Wert angibt.
Ganz eindeutig ist das allerdings nicht immer. Manche Monitore bieten tatsächlich mehrere ähnliche Modi an, etwa 59,94 und 60,00 Hertz oder getrennte PC- und TV-Timings.
In der Nvidia-App erkennt man solche Unterschiede teilweise an den Auflösungsgruppen »Ultra HD, HD, SD« und »PC«.
Dieselbe gerundete Zahl muss deshalb nicht in jedem Fall für dasselbe Signal stehen.
Muss man selbst etwas ändern?
Normalerweise nicht.
Selbst wenn es sich um unterschiedliche Modi handeln sollte, liegen zwischen 60,000 und 59,940 Hertz pro Bild gerade einmal rund 0,0167 Millisekunden. Auch 143,97 statt 144 Hertz ist praktisch bedeutungslos.
Handlungsbedarf besteht eher dann, wenn ein 144-Hertz-Monitor tatsächlich nur mit 60 Hertz läuft oder wenn Flackern, Aussetzer und Verbindungsabbrüche auftreten.
Eine wichtigere Rolle kann die exakte Frequenz jedoch bei Videos spielen. Material mit 59,94 Bildern pro Sekunde lässt sich grundsätzlich sauberer auf einem passenden 59,94-Hertz-Modus wiedergeben als auf exakt 60 Hertz. Dann kommt es gar nicht erst zu Rucklern.
Obgleich moderne Wiedergabesoftware, variable Bildwiederholraten und Synchronisationsverfahren diesen kleinen Unterschied oftmals unauffällig ausgleichen, ist es erfahrungsgemäß besser, das Problem gar nicht erst aufkommen zu lassen.
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Krumme Zahl, normales Signal
Hinter den krummen Angaben bei der Bildwiederholrate steckt also nicht nur eine einzige Ursache.
59,94 Hertz ist vor allem ein historisch gewachsener Videostandard. Werte wie 60,01 oder 143,97 Hertz entstehen dagegen eher aus der Verrechnung verschiedener wichtiger Größen.
Dass Nvidia sowie AMD eine glatte Zahl und Windows mehrere Nachkommastellen zeigt, ist deshalb meist kein Widerspruch.
Die eine Oberfläche nennt den Namen des Modus. Die andere zeigt, was rechnerisch dahintersteckt.
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