DirectX8 Grafikchips Roundup
GeForce3 /Ti + Radeon 8500 + Parhelia + GeForce4 Ti unter Anti-Aliasing und anisotropem Filter

10. August 2002 / von Leonidas / Seite 4 von 29

   Anti-Aliasing & anisotroper Filter

Bevor wir uns nun in den eigentlichen Test stürzen, müssen wir uns vorher noch ein wenig den Schwierigkeiten widmen, welche bei einem Test unter Anti-Aliasing und unter anisotropen Filter differierender Grafikchips auftreten. Denn die Methoden dieser Chips, mit welchen sie Anti-Aliasing und den anisotropen Filter darstellen, unterscheiden sich nämlich recht stark - und so tauchte vor diesem Test auch die Frage auf, ob denn ein Vergleich von solch unterschiedlicher Methoden bei ATi, Matrox & nVidia überhaupt zu einem sinnvollen Ergebnis führen kann.

Theoretisch mag diese Ansicht der Dinge stimmen - rein praktisch würde sie jedoch zu einem Test ohne Anti-Aliasing und anisotropen Filter führen. An dieser Stelle waren wir dann eher für einen suboptimalen Annäherungs-Vergleich der Chips von ATi, Matrox & nVidia, als diesen Test gleich gänzlich fallen zu lassen. Immerhin werden diese Features von allen drei Herstellern ausreichend beworben - diese nicht mit zu testen, wäre schon fast frevelhaft.

Einfach so blind in den Vergleich von beispielsweise "Anti-Aliasing 6x ATi vs. 6x nVidia" ;-) stürzen wollten wir uns aber auch nicht - denn vor einem solchen Test steht zuerst die Frage: Welche Anti-Aliasing Methode und welche anisotropen Filterstufen von Hersteller A finden ein Äquivalent bei Hersteller B und C? Und einfach so nach dem reinem Namen darf man hierbei ausdrücklich nicht gehen - in vorangestelltem Beispiel ist der 6x Anti-Aliasing Modus von nVidia nämlich gar kein echter 6x Modus, sondern wird von nVidia fälschlicherweise nur so genannt.

Frühzeitig stand fest, welche Verfahren getestet werden sollen: Bei Anti-Aliasing und beim anisotropen Filter jeweils eine möglichst hohe Stufe einzeln. Dazu diese beiden hohen Stufen einmal zusammen - und ein weiteres mal Anti-Aliasing und anisotroper Filter zusammen, aber in einer abgeschwächten Stufe. Beim Anti-Aliasing war die höchstmögliche allgemein verfügbare Stufe der 4x Modus, beim anisotropen Filter der 8x Modus. Als abgeschwächtes Setting wurde dann noch 2x Anti-Aliasing + 4x anisotroper Filter festgelegt.

Von allen Quincunx-Verfahren bei nVidia und allen Performance-Verfahren bei ATi können wir im übrigen nur abraten: Deren Geschwindigkeitsvorteile werden durch eine deutlich schlechtere Texturenqualität erkauft. Es kann aber unserer Meinung nach nicht Sinn einer bildqualitätsverbesserende Maßnahme wie Anti-Aliasing sein, an anderer Stelle wieder die Bildqualität zu senken.

Nun ging es ins Detail bezüglich des Anti-Aliasings, wobei die Ausgangsbasis immer jeweils die Methoden der GeForce3 /Ti und GeForce4 Ti Chips darstellten, welche sich in der Praxis kaum unterscheiden. Bei 2x Anti-Aliasing setzen diese auf ein gedrehtes Raster mit Multisampling, woraus 2 Subpixel, aber 2 Abtastungen pro Achse resultieren:

Bei 4x Anti-Aliasing setzen die nVidia-Chips dagegen wieder ein geordnetes Raster mit Multisampling ein, woraus 4 Subpixel, aber eben auch "nur" 2 Abtastungen pro Achse resultieren:

Bezüglich der Matrox-Verfahren ist schnell eine Klärung gefunden: Die Parhelia beherrscht außer einem quälend langsamen 4x Supersampling Anti-Aliasing nur ihr 16x Fragmental Anti-Aliasing, welches eine erstklassige Glättungsqualität bei gleichzeitig sehr moderaten Performance-Anforderungen bietet. Die Parhelia wird damit die Anti-Aliasing Vergleiche unter ihrem 16x Fragmental Anti-Aliasing antreten.

Ein wirklicher Vorteil bedeuten die 16 Subpixel momentan aber noch nicht für die Matrox-Karte, da sie zwar für eine spürbar bessere Anti-Aliasing Qualität sorgen, dafür aber mit den momentanen Treibern einige Kanten gleich ganz ausgelassen werden. Eingedenk jenes in diesem Artikel ausführlich beschriebenen Effekts ist das 16x Anti-Aliasing von Matrox derzeit nicht als besser als das 4x Anti-Aliasing von nVidia anzusehen.

Wie schaut dies nun aber bei ATi aus? ATi wirbt zwar für die Radeon 8500 mit deren programmierbarem Supersampling Anti-Aliasing, welches eine pseudo-zufällige Anordnung der Subpixel offeriert. Dieses muß jedoch von den Spieleprogrammierern in jedem Spiel extra angeworfen werden - und jenes ist bisher noch nicht geschehen. So bleibt der Radeon 8500 nur das mittels der Treibern mitgelieferte "normale" Supersampling-Verfahren mit einer festen Anordnung der Subpixel, welches prinzipiell schon von den GeForce 1/2 Chips her bekannt ist.

Supersampling ist zwar stark ressourcenfressend und damit zumeist ziemlich langsam, hat aber gegenüber Multisampling den Vorteil, daß die Glättung das gesamte Bild und nicht nur die Kanten betrifft. Damit läßt sich ein nur in Bewegung ersichtlicher Effekt wie das Texturenflimmern beheben, was vor allem für Simulationen mit weiten Sichtfeldern einen enormen Qualitätsgewinn bedeuten kann. Des weiteren filtert Supersampling auch Texturen mit Alpha-Bit (oder Color-Key), was das Multisampling-Verfahren ebenfalls nicht vermag.

Diesen Vorteil kann das Anti-Aliasing der Radeon 8500 auch bieten - dafür hat das verwendete Supersampling aber auch einen Nachteil: Durch die Glättung des gesamten Bilder wird nun auch jede Textur mit geglättet. Einige mögen dies als willkommenen Effekt ansehen - im reinen Texturenvergleich Supersampling Anti-Aliasing gegen kein Anti-Aliasing offenbart der Supersampling jedoch verwaschenere Texturen. Dieser Effekt ist nicht besonders groß, jedoch eindeutig nachweisbar.

Wer sich hier an die Anfangszeiten des Anti-Aliasings erinnern kann - auch dort haben Kritiker sofort zu bemängeln gehabt, daß unter Zuschaltung des Supersampling Anti-Aliasing bei GeForce 1/2 die Texturenqualität etwas sank. Man kann diesem Effekt durch eine Anpassung des LODs entgegenwirken und dadurch im besten Fall sogar eine noch höhere Texturenqualität als ohne Anti-Aliasing erreichen - was ATi in ihren Radeon 8500 Treibern jedoch nicht getan hat.

So stehen nun bei der Radeon 8500 auf der Habenseite die Verhinderung von Texturenflimmern und die Filterung von Texturen mit Alpha-Bit (oder Color-Key), auf der Sollseite jedoch die etwas schlechtere Texturenqualität. Interessanterweise ist die reine Subpixelanordnung bei den 2x Quality und 4x Quality Verfahren der Radeon 8500 fast identisch zu jenen von nVidia: Bei 2x mit gedrehtem und bei 4x mit geordnetem Raster. Nur unter OpenGL benutzt die Radeon 8500 davon abweichend bei 2x Anti-Aliasing wieder ein geordnetes Raster, was wir aber nachfolgend nicht extra beachten wollen.

So stellen wir bei nachfolgenden Benchmarks mit Anti-Aliasing demzufolge 2x von nVidia gegen 2x Quality von ATi sowie 4x von nVidia gegen 4x Quality von ATi und 16x von Matrox. Alle Methoden sollten trotz ihrer Unterschiede eine angenähert gleiche Bildqualität ergeben.