Ausgangsproblem: Der Bildaufbau von LCD Bildschirmen findet Zeilenweise statt. Wenn sich Bilddaten während der zeilenweisen Aktualisierung ändern, kann es zu Fehlern bzw Tearing kommen. Tearing beschreibt das sog. Zerreißen der Bildausgabe auf dem Bildschrim, weil das alte Bild noch nicth komplett ausgegeben wurde und schon ein aktualisiertes Bild ausgegeben wird. Teile von 2 verschiedenen Frames werden angezeigt.
Lösungsansatz: Was v-Sync an dieser Stelle macht, es wartet bis das Bild komplett ausgegeben wurde. Hier werden dann also, gekoppelt an die Frequenz des Monitors, immer nur ganze Bilder ausgegeben. Diese Kopplung sorgt für eine feste Taktung bzw einen festen Zyklus zur Aktualiserung des Bildschirms.
Nachteile: Gehen wir ein Beispiel anhand eines 120hz Monitors durch. Ein 120hz Monitor kann sein Bild 120 mal pro Sekunde aktualisieren. Bei einem 120hz Monitor müsste also alle 0,0083 Sekunden ein ganzes Bild fertig berechnet zur Ausgabe vorliegen, sodass der Monitor 120 Frames per Second auch ausgeben kann.
Schafft es die Grafikkarte nicht, ein Bild in diesen 0,0083 Sekunden fertig zu berechnen, kann das Bild in diesem Zyklus nicht ausgegeben werden, sodass das neue Bild erst im nächsten Zyklus ausgegeben werden kann. Es ist klar was dadurch passiert. Das Bild wird an dieser Stelle also nicht mehr alle 0,0083 Sekunden aktualisiert, sondern eben nur noch alle 0,0166 Sekunden. Schafft es die Grafikkarte auch in diesen 0,0166 Sekunden nicht, das Bild fertig zu berechnen, werden schon 0,025 Sekunden ohne ein aktualisiertes Bild draus. Man bekommt ein und das selbe Bild 3 Mal angezeigt. Dies wird als Stutter wahrgenommen und führt unter Umständen dazu, dass man vom Gegner beim Shooter einfach umgehauen wird. Man ist hier quasi wehrlos für einen Augenblick.
Hier spricht man deshalb dann von Aktualisierungsraten von nur noch 60/30/etc Bildern pro Sekunde. Wenn die Grafikkarte es also nicht schafft, 120 Bilder pro Sekunden auszugeben, kommt es dazu, dass man bei dem 120Hz Monitor mit v-Sync auf eine theoretische Aktualisierungsrate von 60/30/etc Frames per Second droppt. Stutter tritt ein.
Das Ganze erklärt dann auch den massiven Inputlag durch aktives v-Sync, denn die Eingabe wird eben nicht sofort durch eine Aktualisierung des Bildes wieder ausgegeben, sondern die Umsetzung der Eingabe zur Ausgabe muss sich an die Aktualisierungszyklen von v-Sync halten.