nVidia GeForce 7900 GT/GTX Review

14. September 2006 / von Madkiller (Benchmarks) & Leonidas (Text) / Seite 2 von 17

   Technikvergleich Anti-Aliasing

Eigentlich schon für den vorhergehenden Artikel zur Radeon X1900 XT/XTX versprochen, dort aber noch nicht geliefert, wollen wir uns vor den eigentlichen Benchmarks zuerst mit Anti-Aliasing und anisotropen Filter der beiden großen Grafikchip-Entwickler beschäftigen - bzw. in erster Linie, wie gut diese überhaupt miteinander vergleichbar sind. Denn natürlich sind Vergleich rein anhand des Namens nicht wirklich seriös - ein "4xAF" bei dem einem Hersteller kann bei einem anderen Hersteller etwas ganz anderes bedeuten, schließlich gibt es diesbezüglich keine für alle Hersteller verbindliche Namenskonvention. Vor einem Leistungsvergleich steht daher erst einmal der Optikvergleich, um zu sehen, was man da überhaupt gegeneinander ausmisst.

Verhältnismäßig einfach haben wir es diesbezüglich beim Punkt Anti-Aliasing. Dies hängt zum einen damit zusammen, daß es hier keine der "allseits beliebten" Optimierungen gibt - und zum anderen, daß beide großen Grafikchip-Entwickler hier schon seit einiger Zeit nichts mehr neues in den Ring geworfen haben. Fast zumindestens, denn mit der aktuellen Grafikchip-Generation hat Anti-Aliasing auf transparente Texturen Einzug in die Grafikchips gehalten - einmal abgesehen davon, daß dieses vorgeblich neue Feature die jeweils ältere Generation dann doch noch (ATI) bzw. scheinbar doch (nVidia) beherrscht.

Dazu aber später mehr, erst einmal ein kurzer Abriß der bezüglich ATI und nVidia gebotenen "normalen" Anti-Aliasing Möglichkeiten. Anzumerken wäre, daß wir uns bei der Filterqualität rein auf den unter Direct3D laufenden FSAA Tester verlassen haben, da bei beiden Grafikchip-Entwicklern unter den normalen Anti-Aliasing Modi keine Unterschiede mehr zwischen Direct3D und OpenGL existieren:

Anti-Aliasing auf ATIs Radeon X1x00 Serie
	Anmerkungen	Samplemuster	Filterqualität Direct3D
ohne AA	-
2x (2x RGMS)	Multisampling gedrehtes Raster EER 2x2 (automatisch) gamma-korrektiv
4x (4x RGMS)	Multisampling gedrehtes Raster EER 4x4 (automatisch) gamma-korrektiv
6x (6x SGMS)	Multisampling handoptimiertes sparse Raster EER 6x6 (automatisch) gamma-korrektiv

Gleiches nun für nVidia, wobei hier der 2x Quincunx Modus herausgelassen wurde, da dieser nicht der eigentlichen Definition von Anti-Aliasing entspricht, sondern eher ein Weichzeichner ist (mit welchem vornehmlich Texturinformationen weichgezeichnet und damit zerstört werden):

Anti-Aliasing auf nVidias GeForce7 Serie
	Anmerkungen	Samplemuster	Filterqualität Direct3D
ohne AA	-
2x (2x RGMS)	Multisampling gedrehtes Raster EER 2x2 (zuschaltbar) gamma-korrektiv
4x (4x RGMS)	Multisampling gedrehtes Raster EER 4x4 (zuschaltbar) gamma-korrektiv
8xS (4x RGMS + 2xOGSS)	Multi/Supersampling teil-gedrehtes Raster EER 8x4 (zuschaltbar) gamma-korrektiv

Wie man sehen kann, sind die Optionen beider Grafikchip-Entwickler beim Punkt Anti-Aliasing doch inzwischen recht ähnlich aussehend - bis hin zu 4x Anti-Aliasing kann man im Prinzip von identischen Möglichkeiten sprechen. Insofern steht hier einem direktem Vergleich von ATI- gegen nVidia-Hardware nichts entgegen.

Einzig allein die jeweils höchstmöglichen Anti-Aliasing Modi sind nicht ohne weiteres vergleichbar, weil beide völlig unterschiedliche Ansätze mit sich bringen: Während ATIs 6x Modus versucht, in dem per Hardware vorhandenem Raster und weiterhin unter reinem Multisampling eine möglichst hohe EER ("Edge Equivalent Resolution") zu ermöglichen und dies mit einer EER von 6x6 auch erreicht, kann nVidia mit der aktuellen Hardware offenbar keine höheren Multisampling-Modi realisieren. Insofern wird das "8xS" Anti-Aliasing über den Trick ermöglicht, schlicht das bekannte 4x Multisampling Anti-Aliasing mit einem 2x Supersampling zu mixen.

Heraus kommt dabei ein Modus, welcher durchaus acht Samplepunkte besitzt, mit einer EER von 8x4 aber eine nicht höhere (und ungünstigerweise eine ungleichmässige) Kantenauflösung als ATIs 6x Anti-Aliasing aufweist - obwohl dieses mit nur sechs Samplepunkten auskommt. Zudem sind die Samplepunkte bei nVidias 8xS auch noch recht ungünstig positioniert, da (im Rahmen des Ansatzes) symetrisch verteilt, womit in der Praxis die Kantenglättung durch diesen Modus nicht ganz so gut ist wie bei ATIs 6x Modus.

Dafür bietet der nVidia 8xS Modus aber einen Zugewinn an Bildqualität an anderer Stelle: Jener Modus schärft durch das vorhandene 2x Supersampling Anti-Aliasing zusätzlich die Texturen, der Effekt ist nicht unähnlich dem des anisotropen Filters. Dieser Vorteil ist natürlich schwerlich unter dem Oberbegriff "Anti-Aliasing" einordenbar, sollte aber dennoch nie vergessen werden, wenn man über diesen speziellen nVidia-Modus spricht.

Deutlich diffiziler wird es dann jedoch bei der Frage, ob man damit nun Modi 6x von ATI und 8xS von nVidia miteinander vergleichen kann - denn hier trennen sich die Meinungen. Vom rein technischen Standpunkt läßt sich die Vergleichbarkeit sicherlich weitestgehend verneinen, allerdings kommt das beste Gegenargument von einem rein prakischen Standpunkt: Und zwar werden diese beiden genannten Modi schlicht in der Praxis genutzt und dort auch verglichen - mangels weiterer Optionen bei beiden Grafikchip-Entwicklern.

Die Frage, was die Anti-Aliasing Modi überhalb von 4x Anti-Aliasing für eine Bildqualität und für eine Performance zu bieten haben, kommt nun einmal von Seiten der Anwender - und sollte demzufolge auch beantwortet werden, ungeachtet der vorbeschriebenen Schwierigkeiten durch die nicht identische Wirkungsweise und Kantenglättungsqualität beider Modi. Demzufolge werden wir nachfolgend auch wieder diesen Vergleich antreten - wenngleich nur in wenigen, seperaten Tests.

Denn für den allgemeinen Performance-Vergleich eignet sich dieser Test immer noch weniger, weil durch die völlig unterschiedlichen benutzten Methoden beider Hersteller nVidias 8xS Anti-Aliasing Performance-technisch keine echte Chance gegenüber ATIs 6x Anti-Aliasing hat. nVidias Ansatz eines Supersampling-Anteils schärft zwar die Texuren, verschleudert jedoch maßlos Rohleistung - der Grafikchip muß schließlich das Bild intern in der jeweils doppelt so hohen Auflösung berechnen. Mal schauen, ob nVidia sich in der kommenden neuen G80-Grafikkartengeneration etwas neues zum Thema "Anti-Aliasing überhalb von 4x" einfallen lassen hat :).

Davon abgesehen unterstützen die neustesten Grafikkarten-Serien beider Grafikchip-Entwickler nun auch noch Anti-Aliasing auf transparente Texturen, bei nVidia "Transparenz Anti-Aliasing" (TAA) und bei ATI "Adaptive Anti-Aliasing" (AAA) genannt. Dieses Transparenz Anti-Aliasing (wir verwenden nachfolgend allgemein den nVidia-Begriff, da dieser die Sache klarer beschreibt) kümmert sich um diese Lücken, welche Multisampling Anti-Aliasing läßt: Da dieses nur an echten Kanten glättet, werden Kanten, die nur innerhalb von Texturen liegen, von Multisampling Anti-Aliasing nicht mit erfasst und somit nicht geglättet.

Dabei ist die Nutzung von Texturen, welche Objektkanten innerhalb der Textur selber enthalten, gar nicht einmal so selten: So baut kaum ein Spielentwickler ein einfaches Geländer geometrisch korrekt aus Einzelelementen auf - dies würde die nötige Arbeit nur potenzieren und die Leistungsanforderungen für die aufwendigere Szenengeometrie in die Höhe schieben. Der Einfachheit halber bedient man sich einfach einer Geländer-Textur, in welcher die Elemente des Geländers eingezeichnet sind und die restlichen Stellen als transparent definiert sind, um im realen Spiel dann die dahinterliegenden Objekte sehen zu können. Nachteiligerweise kann Multisampling Anti-Aliasing dies natürlich nicht glätten, weil es die Kanten, die innerhalb der Textur selber liegen, nicht erkennen kann.

Hier kommt nun Transparenz Anti-Aliasing ins Spiel, welches immer dann, wenn transparente Texturen verwendet werden, diese mit einem zusätzlichen Anti-Aliasing für die Textur selber überzieht. Zumeist verwendet man dabei ein 4x Supersampling (nVidia hat auch einen zusätzlichen TAA-Modus mit 4x Multisampling im Angebot, welcher jedoch keine besondere Wirkung hat), welches wie gesagt nur für die transparente Textur selber zum Einsatz kommt, nicht für das gesamte Bild. Welches enormen Effekt dieses Transparenz Anti-Aliasing entfalten kann, sei an nachfolgendem Screenshot aus Half-Life 2 demonstriert (MouseOver-Effekt per Javascript, Alternativ-Variante: Klick öffnet beide Screenshots im unkomprimierten Großformat):

Gerade mit diesem Screenshot-Vergleich sollte deutlich werden, wie enorm die Wirkung von Transparenz Anti-Aliasing sein kann - was uns wiederum dazu führt, welche Bedeutung man diesem Feature inzwischen einräumen sollte. Gerade in der heutigen Zeit, wo die Augen des Anwenders von sauber kantengeglätteten Objekten verwöhnt sind, fallen schließlich jene Strukturen, welche sich Multisampling Anti-Aliasing bisher hartnäckig zur Wehr gesetzt haben, um so stärker auf - und sollten demzufolge um so energischer bekämpft werden.

Demzufolge ist die Hinzunahme von TAA bei nVidia und AAA bei ATI zur Featurepalette der jeweils aktuellen Grafikchip-Generation nur zu begrüßen. Offiziell ist ATIs Adaptive Anti-Aliasing, einstmals allein für die Radeon X1x00 Serie angekündigt, inzwischen ja auch bei allen ATI-Grafikchips seit der Radeon 9500/9700 Serie verfügbar. Auf nVidia-Seite scheint sich derzeit ähnliches anzubahnen: Offiziell ist nVidias Transparenz Anti-Aliasing bisher nur für die GeForce7-Serie verfügbar, ein neuer Beta-Treiber ermöglicht das Feature allerdings nun auch bei den Grafikkarten der GeForce6-Serie. Für unsere Benchmarks haben wir Transparenz Anti-Aliasing allerdings nur auf den aktuellen HighEnd-Grafikkarten mitlaufen lassen, nicht aber auf den mitgetesteten älteren Grafikkarten.

Und letztlich wäre zum Thema Anti-Aliasing noch ein kleiner, aber wohl doch zukünftig erheblicher Vorteil der ATI-Hardware zu nennen: Diese unterstützt Anti-Aliasing auch unter HDR-Rendering - und zwar ganz im Gegensatz zur aktuellen nVidia-Hardware, welche (bis auf absolute Ausnahmen) kein Anti-Aliasing unter HDR-Rendering bietet. Zwar sind Spiele-Titel mit dem Support von HDR-Rendering derzeit nach wie vor eher rar gesät, dies sollte sich jedoch in der Spielezukunft durchaus ändern. Dann könnte dieser technische Vorteil zugunsten von ATI wesentlich mehr Bedeutungskraft gewinnen. Gleichzeitig wertet diese Einschränkung aber auch nVidias Support für HDR-Rendering ab - denn wozu das eine bildqualitätsverbesserende Feature hinzu nehmen, wenn man dafür auf ein anderes bildqualitätsverbesserende Feature verzichten muß, welches zudem inzwischen schon zum absoluten Standard geworden ist.