Latencia y polling rate del teclado explicados

De dónde viene el retraso del teclado

Entre tu dedo y la pantalla hay una cadena de pasos, y cada uno añade algo de tiempo:

1. Recorrido y activación: la tecla baja hasta que el interruptor registra la pulsación. En los interruptores mecánicos ese punto es fijo; en los teclados analógicos (efecto Hall o similares) puede ser ajustable.
2. Escaneo: el controlador del teclado revisa una y otra vez la matriz de teclas. La frecuencia con la que lo hace es la tasa de escaneo.
3. Debounce: el controlador espera o filtra para que un contacto que rebota no se registre como varias pulsaciones.
4. Polling y transporte: por USB, el ordenador pide datos nuevos al teclado a su polling rate; los enlaces inalámbricos y Bluetooth tienen sus propios tiempos.
5. Sistema operativo y aplicación: la entrada se procesa y se entrega al programa.
6. Renderizado y pantalla: el programa dibuja un fotograma nuevo y el monitor lo muestra.

La latencia de extremo a extremo es la suma de todo esto. Las cifras de marketing suelen describir solo una parte.

El polling rate en números sencillos

El polling rate es la frecuencia con la que el ordenador recoge informes de un teclado USB. A 125 Hz el intervalo es de 8 ms, a 1000 Hz de 1 ms y a 8000 Hz de 0,125 ms. Una frecuencia más alta acorta la espera hasta el siguiente informe, pero solo esa espera: la tasa de escaneo, el debounce, el sistema y la pantalla siguen sumando su parte. El polling rate tampoco dice nada de lo rápido que el propio controlador del teclado detecta la tecla.

Qué puede ver un navegador

Una página web recibe eventos keydown y keyup con marcas de tiempo. A partir de ellos puede mostrar:

• el tiempo entre una pulsación y su liberación, y entre pulsaciones seguidas, que es como el test de chatter detecta el rebote del interruptor;
• qué teclas se mantienen a la vez, como en el test de ghosting;
• el valor y el código exactos de la tecla, como en el keycode tester.

No puede ver cuándo pulsaste físicamente la tecla, solo cuándo llegó el evento. Además, los navegadores redondean las marcas de tiempo por privacidad, a veces mucho, y el sistema puede agrupar varios eventos de entrada. Por eso la marca de tiempo de un evento de tecla no es una medida de la latencia del teclado.

Por qué una web no puede certificar el polling rate del teclado

El movimiento del mouse produce un flujo continuo de informes, así que los intervalos entre eventos dan una estimación aproximada de su frecuencia, que es lo que hace el test de polling rate del mouse. Un teclado envía un informe cuando las teclas cambian de estado, y no puedes pulsar teclas ni de lejos 1000 veces por segundo. Sin un flujo constante que cronometrar, el navegador no tiene de dónde estimar el polling rate de un teclado. Una web que dice «tu teclado va a 1000 Hz» solo a partir de lo que escribes está adivinando. La fuente fiable es el ajuste del software de tu teclado o una herramienta de análisis USB.

Punto de activación y rapid trigger

En los teclados analógicos, el punto de activación (cuánto baja la tecla antes de registrarse) y el rapid trigger (registrar la liberación en cuanto la tecla empieza a subir) los miden sensores dentro del teclado. El navegador solo recibe la pulsación y la liberación resultantes, no la posición de la tecla, así que una página web no puede medir la distancia de activación. Usa el software del propio teclado, que lee directamente los valores del sensor. Lo que sí puede confirmar un test en el navegador es que las pulsaciones y liberaciones llegan cuando las esperas, por ejemplo tocando rápido en el test de teclado.

Cómo medir la latencia real

La latencia real de extremo a extremo necesita una referencia fuera del ordenador: una cámara de alta velocidad que grabe a la vez la tecla y la pantalla, o un medidor de latencia dedicado que detecte la pulsación y el cambio en pantalla. Graba o registra muchas pulsaciones y haz la media, porque cada resultado varía según cómo coincidan los fotogramas y los polls. Si usas una cámara:

• usa la misma escena, pantalla, frecuencia de refresco y ajustes con cada teclado;
• pulsa con firmeza y siempre igual;
• cuenta los fotogramas desde que la tecla llega al fondo o se sabe que el interruptor se activa hasta el primer cambio visible.

Comparar teclados de forma justa

• Cambia una sola cosa cada vez: el mismo puerto, cable, ordenador, pantalla y aplicación con cada teclado.
• Los resultados con cable no dicen nada del mismo teclado en modo inalámbrico o Bluetooth; prueba cada modo por separado.
• Registra muchas muestras y compara rangos además de medias.
• Toma cualquier número único de una web, incluido un tiempo del navegador, como una pista y no como una medida.