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有線とBluetoothのコントローラー遅延:違いと公平な測り方

接続方式は操作から表示までの一部分です。平均だけでなくばらつきを見て、ドリフトやデッドゾーンと通信遅延を区別するためのガイドです。

執筆: Harry Negron 公開日: 2023年10月17日 1250語
アナログスティックと有線接続を強調した実物のXboxワイヤレスコントローラー。
画像提供:Microsoft / Xbox。

「有線の方が速い」は比較の出発点にはなりますが、遅延の測定結果そのものではありません。操作は、スティックやボタン、ファームウェア、USBや無線、OS、ゲームの入力取得、計算、描画、画面の走査、画素の応答を経て見えるようになります。BluetoothからUSBへ変えても変わるのは一部で、他の段階の遅延の方が大きい場合があります。

位置の診断と時間の測定を区別する

NexusArcのコントローラーテスターは、正規化された位置、中心の安定性、外周、真円度、トリガー、ボタンを調べます。ブラウザだけでは指が動いた正確な瞬間を観察できないため、物理操作から表示までの全遅延を測ったとは主張していません。

コントローラーデッドゾーンテスターを開く

コントローラーの遅延が生じる経路

  1. 物理操作:スティック、トリガー、スイッチが動きます。
  2. 読み取り:ファームウェアがセンサーとボタンを取得します。
  3. 内部処理:校正、フィルター、送信データの準備を行います。
  4. 伝送:USBや無線のデータがPC・ゲーム機へ届きます。
  5. OSの入力処理:APIを通して値を利用できるようにします。
  6. ゲームの入力取得:次の状態計算に使う値を読みます。
  7. 描画:新しい状態が画像に反映されます。
  8. 表示:画像が走査され、画素が変化します。
  9. 測定:カメラ、電気信号、時刻情報などで経路の一部を観察します。

同じミリ秒でも、始点と終点が違えば別の指標です。USBの報告間隔はゲームの応答時間ではなく、ブラウザの時刻情報は光が出るまでの遅延ではありません。何から何までを測った数字なのかを確認しましょう。

伝送、OS、ゲーム、描画、画面、カメラ測定を含むコントローラーの遅延経路図。
接続方式は、物理操作が画面に現れるまでの長い経路の1段階です。

有線USBで変わること

有線では電波環境の影響がなくなり、報告の周期、ファームウェアのモード、ドライバーが変わる場合があります。電池に伴う無線の挙動やペアリング問題も避けられます。機種と環境によっては遅延が小さく安定しますが、内部処理の周期が同じで差が小さい場合もあります。

ケーブルを挿しても、すべての処理を省略できるわけではありません。充電だけケーブルを使い、通信は無線を続ける機種もあります。実際の通信モードを公式資料で確認してください。

Bluetoothで変わること

Bluetoothは周囲と電波帯域を共有し、接続条件を取り決めて通信します。干渉、距離、遮蔽物、受信アダプター、省電力、ファームウェア、他の2.4 GHz機器が安定性に影響します。良好な接続なら快適でも、混雑や電波の弱さは更新の遅れや欠落を生む場合があります。

短い延長ケーブルで受信機を金属ケースから離す、見通しをよくする、ドライバーを更新する、近くの干渉を減らすことが対策になります。これは通信品質の改善で、スティックの物理的なドリフト修理とは別です。

独自無線はBluetoothと別に測る

専用2.4 GHz受信機や、プラットフォーム固有の無線方式に対応するコントローラーもあります。独立したモードとして測ってください。Bluetoothの結果を専用受信機へそのまま当てはめたり、1つのアダプターの結果を全PCへ一般化したりはできません。

ポーリングレートと遅延

ポーリングや報告の頻度は、値を要求・受信できる回数を表します。頻度が上がれば次の報告までの最大待ち時間は短くなりますが、内部処理、ゲーム周期、描画、画面、測定誤差は残ります。ソフトウェアから観測する実効頻度が設定値と異なる場合もあります。

「1000 Hz」なら、設定画面の値だけでなく、実際の間隔の分布を確認しましょう。ゲームやAPIが全報告を利用しているかも重要です。

FPSによって結果が変わる理由

60 FPSの間隔は約16.7 ms、120 FPSでは約8.3 msです。ゲームの入力取得直後に操作すると、次の更新までほぼ1周期待つ場合があります。待ち行列、フレーム生成、V-Sync、GPU負荷も遅延を加えます。

そのため、通信方式の差は小さくても、画面に見える結果はフレームごとに大きく変わる場合があります。

Gamepad APIで分かること

ブラウザでは接続状態、識別子、マッピング、軸、ボタン、変化する値を確認できます。入力が届くか、位置がどう動くか、明らかな更新の乱れがあるかを調べるのに便利です。しかし、W3C仕様のAPIが物理操作の開始時刻を検出するわけではありません。

テスターは測定条件と値を出力し、全経路のミリ秒は主張しません。遅延の測定には、明確に定義した操作と終点が必要です。

遅延を測る方法

高速度カメラ

既知の撮影FPSで操作と画面を記録し、スイッチやスティックが動いた映像から反応までのコマ数を数えます。広い経路を測れますが、撮影間隔、操作の見え方、画面走査、人が選ぶコマによる誤差があります。

電気信号と表示センサー

スイッチの信号で計時を始め、フォトダイオードで画面の変化を検出します。精密に測れますが、専用機器、条件を管理したソフト、繰り返せる画面応答が必要です。

ソフトウェアの時刻情報

APIが入力の時刻や高精度タイマーを提供する場合があります。経路の一部分は切り分けられますが、物理的な押下や画面の反応まで自動的に含まれるわけではありません。

有線とBluetoothを公平に比較する

  1. 同じコントローラー、PC・ゲーム機、ゲーム、画面、FPS、設定を使う。
  2. ケーブルが充電専用ではなくデータを送っていると確認する。
  3. ファームウェアとドライバーを更新する。
  4. 無関係な重ね表示やバックグラウンド負荷を止める。
  5. 再現できるゲーム内操作や、条件を管理したテストアプリを使う。
  6. 各モードで何度も試行する。
  7. 最良値だけでなく、中央値、ばらつき、外れ値を報告する。
  8. 途中で方式を交互に変え、温度や電池状態の偏りを減らす。
  9. 測定の始点と終点を明記する。

平均より安定性が重要な場合

平均は少し遅くても安定した方式の方が、平均は速いのに時々大きく遅れる方式より予測しやすいことがあります。平均だけでなく分布を報告してください。電波干渉は、一定の上乗せではなく、ばらつきや外れ値として現れる場合があります。

Bluetoothはドリフトを起こすか

Bluetoothがアナログ機構の中心を物理的にずらすことはありません。通信不良は途切れや古い値の残留を起こしますが、触れていないのに同方向へ繰り返し動く症状とは区別します。ドリフト診断ガイドを使い、有線・無線の比較を切り分けの1手順にしてください。

デッドゾーンは遅延を変えるか

大きいデッドゾーンでは、物理的に動かし始めてから反応のしきい値を超えるまでが長くなり、遅く感じる場合があります。これは通信遅延ではありません。アンチデッドゾーンは早く反応させる一方、入力を急に跳ね上げることがあります。デッドゾーン設定ガイドで、位置の変換と通信時間を区別できます。

実際の組み合わせで判断する

診断の基準を管理しやすくするには有線データ接続、利便性を求めて良好な通信を確保できるならBluetoothが選択肢です。ケーブル、受信機、ファームウェア、ゲームがすべて同じ挙動だと仮定せず、実際の組み合わせを測りましょう。報告間隔、API到着、ゲーム応答、目に見える反応は、それぞれ異なる測定です。

TMRと高ポーリングレートの宣伝をどう読むか

センサーの種類とUSBの報告頻度は、別の項目を表します。GameSirはTMRスティックや高いポーリングレートを宣伝していますが、それだけでゲームの応答を保証するものではありません。Gamepadlaはソフトウェアによる報告頻度の確認と、専用機器による遅延測定を区別しています。同じファームウェア、接続方式、測定の始点・終点で比較してください。自分の設定は、中心と可動範囲を繰り返し測り、実際のゲーム内で調整して確かめます。

GameSir: TMR / 8000 Hz · Gamepadla: 測定ツール

ソース

Harry Negron プロファイルイメージ
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Harry Negron

Harry Negronは、ゲーム、プレーヤー文化、ギア、テクノロジーを横断するNexusArcの編集方向をリードしています。