Xbox Series X: ¿Qué es la latencia?

El diccionario Webster define “latencia” como: “la calidad o el estado de estar presente y ser capaz de emerger o desarrollarse sin ser visible, evidente o activo en el momento”. Y ahora que finalmente pude empezar un texto con la definición de un diccionario, profundicemos en lo que realmente significa “latencia” en el mundo de los videojuegos y cómo los ingenieros que de Xbox Series X están trabajando para reducirla.

En pocas palabras, la latencia es la medida de tiempo que tarda una señal o un pedazo de información en viajar de un punto a otro dentro de un sistema. En este artículo, hablaremos sobre la latencia de entrada, que mide cuánto tarda una señal en pasar de tu control a tu consola o de tu consola a tu pantalla. Casi siempre medida en milisegundos (ms), la latencia es un elemento clave de la capacidad de respuesta y la sensación de un juego.

Hay muchos componentes que contribuyen a la latencia de entrada de extremo a extremo, todos los cuales forman parte de una larga tubería que va desde la entrada del control hasta la pantalla. Para Xbox Series X, el equipo ajustó todos y cada uno de ellos para garantizar que tenga los controles más receptivos y precisos posibles.

La semana pasada, Andrew Goossen, miembro técnico de Xbox Series X en Microsoft, habló sobre todas las innovaciones para analizar más de cerca las mejoras que realizó el equipo, comenzando con el control.

En tu control, el movimiento del stick y el gatillo son ejemplos de entrada analógica. Los controles anteriores tomaban referencias de los patrones de entradas y transmitían los resultados cada 8 ms, sin tomar en cuenta cuándo los juegos realmente necesitaban los datos de entrada. Así que, aunque ajustaras rápidamente el stick analógico o el gatillo de manera ligeramente diferente, el juego podría recibir este cambio de estado demasiado tarde y, en lugar de ajustarse, usaba la información que había enviado el botón en el lapso anterior.

Si bien esta era una solución inteligente tanto para controles con cable como inalámbricos porque proporcionaba consistencia junto con una buena duración de la batería inalámbrica, no era perfecta. Dado que no estaba sincronizada con el bucle de entrada del juego, podía haber una latencia ocasional si el juego solicitaba las pulsaciones de botón después de que la plataforma las enviara.

Para Xbox Series X, el equipo ideó una solución en la que el nuevo control transmite la información de entrada más actualizada justo antes de que el juego la requiera. El resultado es una entrega “justo a tiempo” conocida como “entrada de latencia dinámica (DLI)”. El sistema ahora mantiene el control sincronizado de manera muy precisa con el juego tanto para las entradas analógicas como para las digitales. Así, la información de entrada más actualizada hasta la fecha llega a la consola justo antes de que el juego la necesite. El resultado: latencia del control significativamente menor. Además, todo se hace sin sacrificar nada en cuanto a la duración de la batería.

Hablando de entradas digitales, es importante tener en cuenta que presionar un botón es una entrada digital ya que solo tiene un estado 0 o 1. Los controles anteriores muestrearon entradas digitales a la misma velocidad que las entradas analógicas. Nuevamente, esto fue consistente a lo largo de las distintas pruebas, pero significaba que la información de presionar un botón era tan buena como la frecuencia de muestreo. El equipo descubrió que, si bien los juegos generalmente interpolan y anticipan la entrada analógica, no lo pueden hacer para entradas digitales. De esta manera, las entradas digitales —como presionar botones— deben ser lo más precisas posible.

Con Xbox Series X, el control ahora monitorea y transmite constantemente los cambios de estado de los botones. Los juegos pueden acceder a todos los cambios de estado de los botones que ocurrieron desde la última vez que fueron revisados. Si bien la conexión inalámbrica es mejor que nunca cuando un control está conectado, el equipo implementó la solución definitiva: tan pronto como cambia un estado digital, la información es transmitida. Ahora, ya no habrá pretextos para culpar al control cuando no logres asestar ese golpe final en un juego peleas.

En cuanto a la manera en la que la información de entrada llega a tu consola inalámbricamente, el equipo decidió que nuestro protocolo de radio inalámbrico de Xbox para el control ofrecía múltiples ventajas (especialmente en términos de compatibilidad con accesorios Xbox One, ancho de banda alto, baja latencia, soporte para hasta 8 controles y transmisión de datos de audio/voz) como para considerar cambiar a otro protocolo. El equipo también mejoró el rendimiento de la transmisión al ajustar con precisión el diseño y la ubicación del radio para obtener conexiones óptimas y reducir los reintentos.

Así que, ese es el control. Del lado de la consola, el equipo rediseñó por completo la pila de información de entrada en la consola, asegurándose así de que los juegos recibirán la información más rápido y tendrán acceso a ella antes, al mismo tiempo que se eliminaron las demoras que anteriormente sucedían si el juego estaba muy pesado o si se agotaba el rendimiento de la consola.

El equipo también trabajó para capacitar a los desarrolladores de juegos para mejorar y optimizar la latencia del motor del juego. Gracias a un nuevo mecanismo que el equipo agregó, el sistema ahora reconoce el estado de entrada que corresponde a cada cuadro enviado a través de HDMI. Por primera vez, los desarrolladores pueden medir y ajustar fácilmente la latencia de extremo a extremo durante el desarrollo del juego sin usar una cámara de alta velocidad. Al desacoplar el procesamiento y las canalizaciones de información de entrada, Xbox Series X también admite 120 fps, lo que permite que ahora los juegos cuenten con la opción de duplicar su velocidad de cuadros por segundo, reduciendo a la mitad su latencia interna.

Uno de los elementos más importantes de todo esto es la información que fluye a través del cable HDMI. Microsoft es miembro activo del consorcio HDMI, y el equipo trabajó arduamente para dar forma al estándar HDMI 2.1 y así, admitir funciones importantes para Xbox Series X en varias áreas, como:

• Tiempo de transmisión a la televisión: HDMI 2.1 admite hasta 4k a 120 Hz, lo que le permitió al equipo reducir el tiempo de transmisión de cuadros de 16.6 ms a 8.3 ms, sin sacrificar la resolución. Esta es una mejora automática de latencia de 8.3 ms en televisores que lo admiten y beneficia a los juegos a todas las velocidades de cuadros.
• Frecuencia de actualización variable (VRR): Cuando los juegos pierden sus cuadros, la funcionalidad VRR mostrará el resultado con la latencia más baja posible. Los televisores de 120 Hz que admiten VRR generalmente tienen ventanas de tiempo muy grandes que hacen que el rendimiento de más de 40 fps quede libre de desgarros de pantalla.
• Latencia en TV: Xbox Series X hace uso del modo automático de baja latencia (ALLM) en televisores con capacidad para habilitar automáticamente el modo de juego, eliminando cualquier trabajo que los jugadores necesitaban anteriormente.
• Cable HDMI de ultra alta velocidad: Se incluye un cable HDMI de ultra alta velocidad en cada Xbox Series X para garantizar que los jugadores reciban una experiencia de juego premium si cuentan con una pantalla compatible con HDMI 2.1.

Elevar los estándares HDMI era una primer paso, pero también necesitábamos trabajar en estrecha colaboración con los principales fabricantes de pantallas para ofrecer la mejor experiencia de juego posible. El equipo sabía que el ecosistema de televisores debía estar listo para admitir estas funciones a tiempo para el lanzamiento de Xbox Series X, pero se tenía que responder una pregunta: ¿Cómo conseguiremos que los televisores admitan estas funciones clave de próxima generación años antes de que la primera consola cuente con soporte?

Ellos respondieron esa pregunta agregando estas funciones una generación antes con Xbox One X y Xbox One S. Esto llevó a la adopción de funciones clave como VRR y ALLM en televisores lanzados en 2019 o después, en lugar de tener que esperar a que estas funciones llegaran a pantallas seleccionadas en 2020 o 2021.

Así que, esa es la cuestión con la latencia. Si bien puede ser difícil notar las mejoras en la latencia en cualquiera de estas áreas, cuando se suman, logramos una experiencia profundamente más receptiva para los jugadores.