Чому натискання клавіш запізнюються в іграх

Більша частина затримки між твоїм пальцем і грою сидить у клавіатурі, а не у Windows. Натискання клавіші проходить шість етапів, перш ніж зміниться піксель, і програма може скоротити рівно два з них. Якщо ти прийшов сюди по значення реєстру, яке прибирає затримку клавіатури, чесна відповідь така: такого значення не існує — але на трьох із шести етапів бувають реальні, перевірні несправності, і вони варті двадцяти хвилин.

Ця сторінка розкладає шлях на частини, називає власника кожної й прямо каже, до яких частин дотягтися неможливо.

Який шлях насправді проходить натискання клавіші

Етап 1 — частина, до якої ніхто не дотягнеться

Клавіатура не надсилає сигнал у момент замикання перемикача. Її власний контролер по колу обходить матрицю клавіш, а побачивши контакт, перечікує дребезг, перш ніж вважати клавішу натиснутою. Це очікування — константа прошивки. Windows її не бачить, жоден драйвер не може її прочитати, і жодне значення реєстру на твоїй машині її не змінює.

Саме тому дві клавіатури на одному ПК відчуваються по-різному, коли всі інші змінні однакові, — і саме тому «гальмує клавіатура» так часто виявляється апаратною відповіддю в програмному костюмі.

Етап 2 — інтервал опитування задає сама клавіатура, і задає письмово

USB-пристрої, які надсилають ввід, роблять це через переривальну кінцеву точку, а дескриптор цієї кінцевої точки несе поле bInterval, яке каже, як часто хост має її запитувати. Власний довідник Microsoft щодо цієї структури не лишає простору для тлумачень: "This value reflects the device's configuration in firmware. Drivers cannot change it."

Та сама сторінка дає й відповідність. На повношвидкісному пристрої bInterval = 1 означає період опитування в один кадр по 1 мілісекунді — ті самі 1000 Гц, які клавіатури пишуть на коробці. На високошвидкісному пристрої період рахують у мікрокадрах, по вісім на мілісекунду, за формулою Period = 2 ** (bInterval - 1).

З цього випливають дві речі, і це найкорисніші речення на цій сторінці:

• Клавіатура, яка звітує на 125 Гц, просить опитувати її раз на 8 мс. Ніщо у Windows не змусить її звітувати частіше. Якщо це число для тебе важливе, то це рішення про прошивку або про покупку.
• Якщо у твоєї клавіатури є перемикач або програма налаштування, яка задає частоту звітів, ця програма пише конфігурацію прошивки. Іншого шляху немає.

Два налаштування, які люди змінюють і які цього не роблять

Обидва є в кожному списку «як прибрати затримку клавіатури». Жодне з них не скорочує шлях від натискання до гри, і ми радше скажемо це вголос, ніж продамо тобі плацебо.

Затримка і частота повтору клавіш. KeyboardDelay і KeyboardSpeed у HKCU\Control Panel\Keyboard керують тим, що відбувається, коли ти тримаєш клавішу натиснутою: скільки чекати, поки символ почне повторюватися, і як швидко він повторюється далі. На перше натискання це не впливає взагалі. w0a вміє поставити затримку на найкоротший крок, і власний опис продукту прямо каже, що ти з цього отримуєш, — швидшу консоль, чат і меню, а не швидший постріл. Якщо попередній інструмент лишив тут дивні значення, картка частота і затримка повтору клавіш повертає стандартні значення Windows.

Розмір черги даних клавіатури. KeyboardDataQueueSize задає, скільки звітів здатен утримати драйвер класу, якщо потік, який їх вичерпує, на мить зупиниться. Більша черга означає менше втрачених звітів під час такої зупинки. Швидше від цього не приходить жоден звіт, і продукт каже це у власному інтерфейсі, а не дрібним шрифтом у виносці. Черги вводу розповідають, що це за значення і як повернути його назад.

Етап 4 — єдиний етап, який справді твій

Саме тут на звичайній машині живе реальна, вимірна затримка клавіатури — і саме цей етап майже ніхто не перевіряє.

Усе, що хоче побачити твої натискання раніше за гру, вбудовується у шлях вводу: фірмові набори програм клавіатур із рушіями макросів, служби поклавішної підсвітки, які реагують на набір, оверлеї стримінгу й чату, програми запису екрана, утиліти перепризначення клавіш, засоби доступності. Кожне з них — ще одна ланка, а ланка, яка зайнята або зависла, тримає весь шлях.

У Windows на цей випадок є тайм-аут. Коли низькорівневий хук не відповідає протягом LowLevelHooksTimeout мілісекунд, Windows пропускає його й іде далі; Windows 10 1709 і новіші використовують не більше 1000 мс, незалежно від того, наскільки велике значення. Скільки Windows чекає, коли значення не задано, не задокументовано, і ми цього не вимірювали. На сторінці Твіки реєстру у w0a є запис, який встановлює це очікування на 1000 мс, записуючи LowLevelHooksTimeout у HKCU\Control Panel\Desktop.

Що робити насправді, по порядку:

1. Повністю закрий власну програму клавіатури — не згорни її в трей. Вийди з неї, потім зіграй раунд.
2. Закривай оверлеї по одному: оверлей ігрової платформи, оверлей голосового чату, програму запису, оверлей виробника відеокарти.
3. Якщо відчуття змінилося — ти знайшов свою відповідь і тепер сам вирішуєш, яка функція варта якої затримки.
4. Якщо нічого не змінилося, тут більше не шукай. Переходь до етапу 3.

Етап 3 — драйвер тримає те ядро, яке потрібне клавіатурі

Звіт клавіатури приходить як переривання. Якщо якийсь сторонній драйвер сидить на тому самому ядрі процесора всередині переривання або відкладеного виклику, твоє натискання чекає — і чекає вище за будь-який пріоритет потоку в системі, тож не з'являється ні на графіку часу кадрів, ні в диспетчері завдань.

Це вимірюється — і це та єдина частина шляху, якій можна поставити число на власній машині:

1. Відкрий Тест затримки у w0a.
2. Натисни старт і рухай мишею всі 12 секунд — миша і є тим трафіком, на якому тест зчитує шлях вводу.
3. Прочитай число Найдовше утримання драйвером і список драйверів під ним: він відсортований за найдовшим утриманням і називає файл.
4. Усе від 1 мс уже витісняє звіти. Усе від 4 мс — це те, що треба полагодити раніше за все інше.

Перше, що варто спробувати з драйвером, який тримає ядро, — оновити саме цей драйвер у виробника заліза. Як читати тест затримки пояснює кольори і, що корисніше, те, чого це число свідомо не враховує.

Етап 5 — гра читає ввід за власним розкладом

У більшості рушіїв гра зчитує ввід раз на кадр. Гра на 60 FPS дивиться на твою клавіатуру кожні 16,7 мс; на 240 FPS — кожні 4,2 мс. Це арифметика, а не вимірювання, і жоден рушій не публікує свій точний таймінг вводу — тож сприймай це як механізм, а не як число для конкретної гри.

Практичний наслідок такий: підняття низької частоти кадрів скорочує очікування на цьому етапі, а на 40 FPS тебе обмежує не клавіатура. Якщо твоя частота кадрів не низька, а нестабільна, для цього є сторінка що шукає сканування фризів.

Що лишилося і що з цим робити

Короткий, оборотний контрольний список. Кожен пункт можна скасувати, а ті пункти нижче, що ведуть на картку Fix, записують стандартне значення Windows назад незалежно від того, який інструмент зробив зміну.

1. Увімкни клавіатуру в порт на самій машині, а не в хаб монітора, непідживлюваний хаб чи KVM. Кожен із них — ще один контролер між пристроєм і хостом.
2. Перевір, що насправді робить порт. Сторінка Порти USB у w0a перелічує кожен пристрій і показує поряд інтервал опитування, який запросила його прошивка, і частоту звітів, виміряну з реального вводу. Пристрій, який просить 1 мс, а видає значно менше, — це проблема лінії або драйвера, а не клавіатури.
3. Скасуй старі твіки вводу. Миша, клавіатура і сенсорна панель та черги вводу повертають стандартні значення Windows, якщо їх змінив давніший інструмент.
4. Не дай керуванню живленням USB приспати порт, якщо твоя клавіатура гальмує на першому натисканні після паузи. Це картка живлення портів USB.
5. Спершу виміряй, потім вирішуй. Проганяй Тест затримки до і після кожної зміни. Зміна, якої не видно у вимірюванні, — це зміна, яку варто скасувати.

Чого програма тут не може

• Вона не може змінити ні інтервал сканування твоєї клавіатури, ні час гасіння дребезгу. Це прошивка, і Windows її взагалі не бачить.
• Вона не може змусити пристрій звітувати частіше за інтервал, який просить його власний дескриптор, — документація Microsoft каже, що драйвери це поле змінити не можуть.
• Вона не може прибрати покадрове зчитування вводу самою грою.
• Вона не може скоротити ту частину шляху, яка належить монітору. Це тема сторінки затримка вводу, яку не виправить жодна програма.

Що вона може — прибрати завислий хук, показати драйвер, який тримає ядро, і не дати порту заснути. На здоровій машині це разом дає менше, ніж люди сподіваються; на хворій — це вся різниця. А дізнатися, яка машина в тебе, можна лише вимірюванням.

Пов'язане

• Чому мій приціл запізнюється
• Я чую кроки вже після того, як бачу ворога
• Як зменшити input lag: що програма може скоротити, а що ні
• Як читати тест затримки
• Твіки миші та клавіатури