Anti-Aliasing und anisotroper Filter der GeForceFX

20. November 2002 / von aths / Seite 1 von 4

   Einleitung

Über die großartigen DirectX9 Rendering-Fähigkeiten der GeForceFX kann man dann diskutieren, wenn es Spiele gibt, die sie ausnutzen. Mit DirectX7-Hardware kommt man heute noch gut aus, lediglich eine Handvoll Titel ziehen Nutzen aus DirectX8-Hardware. Anti-Aliasing und anisotrope Filterung lassen sich allerdings jederzeit in jedem 3D-Spiel nutzen, weshalb diese beiden Features ein besonderes Gewicht haben. Wir wollen in diesem Artikel klären, welche Neuigkeiten nVidias jüngster Sproß, die GeForceFX, hier bringt.

   Die neuen Anti-Aliasing-Modi der GeForceFX

Noch gibt es von nVidia keine offiziellen Infos, also White Papers, über die Kantenglättung. Doch die bisher bekannten Spezifikationen reichen in Verbindung mit einem nVidia-Interview auf Beyond3D aus, um alles weitere daraus abzuleiten. Die wichtigsten offiziellen Aussagen sind (Wiedergabe mit eigenen Worten):

• Eine GeForceFX-Pipeline kann 4 AA-Samples pro Takt erzeugen.

• Die beiden neuen Modi, 6xS und 8xS, werden durch eine Kombination von Multisampling und Supersampling erzeugt.

Diese (wie gesagt offiziellen) Fakten möchten wir nun kurz vergleichen. 4 AA-Samples pro Pipeline und Taktzyklus, das ist soviel wie GeForce3 und GeForce4 Ti auch schaffen. Eine GeForce4 MX kann 2, die Radeon 9500/9700 Karten hingegen können 6 AA-Samples pro Pipeline erzeugen. Bezieht man das auf die Architektur (also multipliziert man diesen Wert mit der Anzahl der Pipelines) ergibt sich folgendes Bild:

Diese Tabelle gibt die prinzipielle Leistungsfähigkeit beim Multisampling Anti-Aliasing an. Um mehrere Subpixel für das Supersampling-Verfahren zu erzeugen, müsste die gesamte Pipeline mehrfach ausgelegt werden. Beim Multisampling hingegen brauchen nur einige Teile mehrfach vorhanden sein, weshalb jenes in letzter Zeit massiv an Bedeutung gewonnen hat. Um die tatsächliche Anti-Aliasing Rohleistung der einzelnen Grafikchips zu ermitteln, sind die Werte dieser Tabelle natürlich noch mit dem jeweiligen Chiptakt zu multiplizieren:

Aus der Tabelle ist zu entnehmen, dass die (wahrscheinlich erst in zwei Monaten zu kaufende) GeForceFX rohleistungsmäßig ganz oben steht, von der (seit mehreren Monaten erhältlichen) Radeon 9700 Pro in ihrer Effizienz (AA-Samples pro Takt) aber übertroffen wird. Lediglich durch den angepeilten hohen Chiptakt der Ultra-Version kann das Radeon-Flaggschiff (knapp) überboten werden. Ob ATi zum Zeitpunkt der Auslieferung der GeForceFX bereits einen neuen Chip anbietet (und sei es nur auf dem Papier), werden wir sehen, wenn es soweit ist. Im Moment können wir die GeForceFX aber nur mit der Radeon 9700 Pro vergleichen.

Anhand der nackten Zahlen laut der Tabelle müsste die Anti-Aliasing-Leistung der GeForceFX also sehr gut sein. Natürlich ist pure Leistung nicht alles: Was ebenso zählt, ist eine möglichst "gute" Abtastung und ein möglichst "gutes" Zusammenfiltern des Bildes. Letzteres ist durch eine Gamma-Gegenkorrektur bei der GeForceFX vorbildlich gelöst - die Radeon-Serie ab der 9500 bietet dieses Feature allerdings auch schon.

Möglichst "gut" abzutasten, also aus einer kleinen Zahl an Subpixeln das Maximum an Kantenglättungsqualität herauszuholen, wurde zuerst von 3dfx mit dem VSA-100 realisiert (Voodoo 4/5). Einige der besten 3dfx-Ingenieure haben auch am NV30 mitgearbeitet, dies lässt natürlich hoffen. Doch schon vor der 3dfx-Pleite übernahm nVidia das (gedrehte) 2x-Muster für die GeForce 3/4. Das von nVidia bei diesen Chips eingesetzte 4x-Muster bringt aber nur ein relativ kleines Qualitätsplus, während bei Voodoo 4/5 das 4x-Muster die 2x-Qualität deutlich übertrifft.

Man darf aber im Gegenzug nicht übersehen, dass der 4x-Modus bei der GeForce3 durchweg schneller ist als bei der Voodoo5, da die Voodoos nur Supersampling realisieren. Das Plus an Geschwindigkeit lässt sich ab der GeForce3 in höhere Auflösung stecken, womit die Treppen-Effekte schließlich auch abnehmen. Wir möchten die AA-Modi also nicht nur anhand der Anzahl der Subpixel, aber auch nicht nur nach der Qualität bewerten, deshalb diese längere Vorrede.

Wir sind fest davon überzeugt, dass die GeForce FX kein 4x "rotated grid" Multisampling beherrscht. Denn in dem entsprechendem offiziellen Papier (nVidia Intellisample Technology Technical Brief, PDF, 2 MB) werden nur die beiden neuen Modi vorgestellt und es wird von einer Beschleunigung aller Modi gesprochen. Von einer Verbesserung des 4x-Modus ist nicht einmal ansatzweise irgendwo die Rede. Und: Gäbe es den 4x "rotated grid" Modus, wäre "an ordered grid" 8x-Modus für die Kantenglättung genauso überflüssig wie die "skewed" 6xS-Variante. Wirklich beweisen können wir diese Annahme, auf welche der Anti-Aliasing Teil dieses Artikels aufbaut, natürlich nicht - da es hierzu keine offiziellen Aussagen oder Screenshots gibt.

Doch selbst wenn es einen 4x "rotated grid" Modus gäbe, wirft das diesen Artikel nicht um. Denn die hier vorgestellten Modi bieten texturmäßig und auch im Zusammenhang mit Alpha Testing gegenüber reinem Multisampling Vorteile. Es gibt zwar keinen 100%igen Beweis gegen die Existenz eines 4x "rotated grid" Modus bei der GeForceFX, aber auch keinen Grund von nVidia, die mögliche Existenz eines solchen Modus komplett zu verschweigen.