Matrox Parhelia First Look

25. Juni 2002 / von Leonidas / Seite 2 von 15

   Anti-Aliasing

Der Parhelia-Chip bietet Multisampling Anti-Aliasing, wie GeForce3 (Ti) und GeForce4 MX/Ti auch. Es fand hier keine wirkliche Revolution statt, auch wenn das von gewissen Quellen unermüdlich behauptet wird. Matrox´ FAA ("Fragment Anti-Aliasing") ist ein optimiertes Multisampling - womit nur Kanten geglättet werden. Die Texturen bleiben exakt so, wie sie ohne Anti-Aliasing auch aussehen würden. Diese Nicht-Behandlung kann je nach Situation einen Vorteil oder Nachteil darstellen, doch wir möchten hier keine Anti-Aliasing Grundlagen diskutieren. Jedenfalls macht nVidia´s Multisampling das Bild auch nicht unscharf, wie von Matrox fälschlicherweise dargelegt. Die Matrox-Lösung hat andere Vorteile, auf die wir gleich eingehen werden:

Ohne Anti-Aliasing wird pro Pixel genau eine "Farbprobe" genommen, Anti-Aliasing nimmt hingegen gleich mehrere "Proben" pro Pixel. Supersampling berechnet für jede Probe den exakten Farbwert, bei Multisampling wird dieser nur einmal für das gesamte Pixel berechnet - aber alle Proben werden natürlich daraufhin geprüft, ob sie überhaupt im Polygon liegen. So sieht die Verteilung der "Subpixel" genannten Proben beim 4x Modus der GeForce4 MX/Ti aus:

Man sieht, daß sowohl die X-Achse als auch die Y-Achse intern effektiv doppelt so fein aufgelöst werden. Unter Direct3D hat die GeForce4 zusätzlich noch den 4xS Modus anzubieten.

Die X-Achse wird nach wie vor doppelt so fein aufgelöst, die Y-Achse jedoch vier mal so fein. Damit ergibt sich eine bessere vertikale Kantenglättung. Das Raster der bezüglich Anti-Aliasing Qualität bis dato immer noch unerreichten Voodoo5 sieht hingegen so aus:

Es werden auch hier nur 4 "Proben" genommen, doch findet sowohl auf der X- als auch auf der Y-Achse eine Vervierfachung der internen Auflösung statt! Halten wir nun Matrox´ FAA dagegen:

Auch hier werden beide Achsen intern mit vierfacher Genauigkeit berechnet und zusätzlich gibt es zwischen den einzelnen Proben keine so großen Lücken wie bei den anderen Verfahren. Und an dieser Stelle ist auch die richtige Gelegenheit, mit einem weit verbreitetem Irrglauben Schluß zu machen: Die Anzahl der Subpixel alleine sagt nichts aus! Es kommt entscheidend auf die Anordnung an.

Quincunx verfiltert beispielsweise 5 Subpixel pro Pixel, die allerdings so angeordnet sind, dass sich eine schlechtere Qualität ergibt, als wenn man beim normalen 2x-Modus bleibt. Was an allererster Stelle zählt, ist die höhere interne Auflösung der beiden Bildachsen. Nachdem dies geklärt ist, erlauben wir uns eine theoretische Bewertung der Bildqualität anhand eines Beispiels aus Quake III Arena:

Die Anti-Aliasing Qualität von Matrox´ FAA ist natürlich extrem gut, nVidia´s AccuView Anti-Aliasing wird hier geschlagen - dazu sollte man sich die langen Kanten den Treppenstufen sehr genau betrachten (an den kurzen Kanten schlägt bei Matrox allerdings noch ein Bug zu, diese werden fälschlicherweise gar nicht gefiltert). Doch auch 3dfx´ T-Buffer-Supersampling muss sich dem Matrox-Modus wohl geschlagen geben, wenn dieser mit zukünftigen Treibern dann auch komplett fehlerfrei arbeitet.

Jetzt wäre noch (in den nachfolgenden Benchmarks) zu klären, wie die Karte leistungsmäßig mit 16x Anti-Aliasing zurecht kommt. Bei nVidia´s Lösung ist bekanntlich ein deutlicher Abfall der Performance festzustellen, wenn man 4x Anti-Aliasing zuschaltet. Dieser Leistungsabfall ist damit zu erklären, daß für jedes Subpixel die zugehörige Pixelfarbe in einen Buffer geschrieben (und später wieder ausgelesen) wird. nVidia´s Multisampling behandelt nur die Kanten, aber bearbeitet und filtert das gesamte Bild in der höheren Auflösung. Matrox´ FAA bearbeitet und filtert hingegen nur die Kanten-Pixel in höherer Auflösung. Da diese Pixel insgesamt nur relativ wenig Fläche einnehmen (ca. 5 Prozent vom gesamten Bild), kann man sich beim Parhelia ein so aufwendiges Anti-Aliasing leisten.

Der Nachteil vom FAA ist jedoch, daß Stencil-Schatten nicht geglättet werden, da die Stencil-Operation nur pro Pixel (und nicht für jedes der 16 Subpixel) vorgenommen wird. nVidia´s HRAA (bzw. AccuView) genanntes Multisampling glättet auch die Kanten von Stencil-Schatten. Matrox lässt hier dem Anwender die Möglichkeit, wahlweise auch herkömmliches 4x Supersampling einzuschalten. Damit gibt es dann auch bei Stencil-Schatten eine Glättung, aber natürlich ist der Treppeneffekt an Polygonkanten nicht mehr so gut reduziert wie beim 16x FAA, zudem ist die Performance des 4x Supersampling nach unseren Messungen äußerst bescheiden.

Bleibt letztlich noch die Frage der Kompatibilität: Matrox hatte vorab "angedroht", daß das FAA-Verfahren nur bei ca. 80 Prozent aller Spiele funktionieren würde. Wir konnten allerdings mit unseren 10 bunt gemischten Test-Games keinerlei Probleme bezüglich der Funktionalität mit FAA feststellen. Sicherlich ist das Verfahren noch nicht wirklich ausgereift, da die eine oder andere Kante übersehen und damit nicht geglättet wurde, prinzipiell funktionierte FAA jedoch auf jedem unserer Test-Games.