Radeon 9500/9700 vs. GeForceFX 5800 /Ultra Review

12. März 2003 / von Leonidas / Seite 12 von 45

   Bildqualität anisotroper Filter

Bevor wir in die Betrachtungen der Bildqualität der Lösungen zum anisotropen Filter und von Anti-Aliasing seitens ATi & nVidia einsteigen, noch ein Wort zur "normalen" Bildqualität ohne diese beiden Features: Sie ist aus praktischer Erfahrung her nahezu identisch, zumindestens fällt es sehr schwierig, griffige Unterschiede zu entdecken. Auch die Filterqualität bzw. Filterschärfe ist zwischen GeForce4 Ti, GeForceFX und Radeon 9500/9700 nahezu identisch, so daß wir hier in diesem Punkt die Siegerlorbeeren an alle drei Grafikchips zugleich verteilen möchten.

Anders sieht dies beim anisotropen Filter (und später nachfolgend beim Anti-Aliasing) aus, da durch die technisch unterschiedlichen Lösungen der drei Chips auch unterschiedliche Bildqualitäten entstehen. Die Radeon 9500/9700 Karten bieten zudem gleich zwei unterschiedliche Lösungen für den anisotropen Filter an, die GeForceFX sogar gleich deren drei. Um zu ergründen, welche Bildqualitäten diese Lösungen aufweisen und welche der Lösungen untereinander vergleichbar sind, setzten wir ein Tool namens "Texture Filter TestApp" ein.

Jenes zeigt uns die Wirkung der unterschiedlichen anisotropen Filter für alle möglichen Winkel, was aufgrund der Winkel-Abhängigkeit einiger Verfahren wichtig ist (Texturen mit bestimmten Winkeln zum Betrachter werden anders gefiltert als andere Texturen mit anderen Winkeln zum Betrachter). Möglich wird dies vor allem durch die Einfärbung der MipMap-Stufen, womit gleichzeitig auch die Unterscheidung zwischen trilinearem anisotropen Filter (sanfter Übergang zwischen den MipMap-Stufen) und bilinearem anisotropen Filter (abrupter Übergang zwischen den MipMap-Stufen) möglich ist:

In der nachfolgende Tabelle sind alle möglichen Varianten des anisotropen Filters von Radeon 9500/9700, GeForce4 Ti und GeForceFX aufgelistet, mit Ausnahme der Modi "Application" und "Aggressive" der GeForce4 Ti Karten, da diese keinerlei Performance- und Qualitätsunterschiede zum default-Modus "Balanced" zeigten. Ein Klick auf die in der Tabellen aufgeführten Links öffnet dann den jeweiligen Screenshot des Texturenfilter-Testprogramms in einem extra Fenster:

	ATi Radeon 9500/9700	nVidia GeForceFX 5800 /Ultra	nVidia GeForce4 Ti
Treiber-Version	Catalyst 03.1 (6292)	42.68	42.01
ohne AF	default	Application Balanced Aggressive	default
2x AF	2x Quality 2x Performance	2x Application 2x Balanced 2x Aggressive	2x default
4x AF	4x Quality 4x Performance	4x Application 4x Balanced 4x Aggressive	4x default
8x AF	8x Quality 8x Performance	8x Application 8x Balanced 8x Aggressive	8x default
16x AF	16x Quality 16x Performance	nicht unterstützt	nicht unterstützt

Was läßt sich nun aus diesen vielen tollen Screenshots ableiten? Einfach ist es bei der GeForce4 Ti: Diese beherrscht praktischerweise nur einen Modus, da sich deren Settings Application, Balanced (von diesem stammen bei der GeForce4 Ti die Screenshots) und Aggressive komplett gleichen. Zudem ist der anisotrope Filter der GeForce4 Ti sowieso die "hohe Schule": Die Filterqualität ist auf allen Winkeln gleich gut, der trilineare Übergang zwischen den einzelnen MipMaps ausgezeichnet fließend. Die GeForce4 Ti bietet somit die derzeit höchstmögliche Bildqualität beim anisotropen Filter.

Gleiches kann die GeForceFX auch mit ihrem Application-Modus anbieten, jedoch ist dieser verhältnismäßig langsam - und vor allem nicht die Standard-Einstellung des nVidia-Treibers. Jene ist der Balanced-Modus, welcher sich bis zu 2x AF sehr ähnlich wie der Application-Modus verhält. Bei 4x und 8x AF ist läßt der Balanced-Modus jedoch deutliche Optimierungen erkennen. Zudem bietet der Balanced-Modus keinen 100%igen trilinearen Filter, die Übergänge zwischen den MipMaps sind nicht so fließend wie beim Application-Modus.

Allerdings gilt anzumerken, daß dies wohl noch klar ausreichend ist, um die Übergänge zwischen den MipMaps in echten Spielen nicht zu sehen. Jene Übergänge offenbaren sich im gewöhnlichen nur bei wirklich scharfen Kanten zwischen den einzelnen MipMap-Stufen, sprich bei einem bilinearen Filter. Zusätzlich verfügt die GeForceFX noch über einen Aggressive-Modus, welcher allerdings zumeist nur geringfügig schneller als der Balanced-Modus ist, dafür jedoch eine augenscheinlich deutlich schlechtere Filterqualität aufweist.

Zwei Modi gibt es auf Seiten der Radeon 9500/9700: Der Quality-Modus ist jedoch mitnichten ein wirklich 100%iger Modus wie der Application-Modus der GeForceFX oder das generelle AF der GeForce4 Ti. ATi hat auch dem Quality-Modus schon einige Optimierungen verpasst, vornehmlich die Filterung bestimmter Winkel betreffend. So läßt sich erkennen, daß die volle Filterqualität bei der Radeon 9500/9700 nur bei Winkeln mit 0, 45 und 90 Grad (sowie deren Vielfache) erreicht wird, dazwischen baut die ATi-Lösung je nach exaktem Winkel teilweise recht stark ab.

Dafür sind beim ATi Quality-Modus die MipMap-Übergänge wieder sehr fließend mit einem echten trilinearen Filter gelöst wurden. Hier besteht auch der einzige Unterschied zum Performance-Modus von ATi - dieser setzt anstatt des genannten trilinearen Filters auf einen einwandfreien bilinearen. Damit kann das geübte Auge die Übergänge zwischen einzelnen MipMap-Stufen auch in realen Spielen zumeist einwandfrei erkennen. Der Vorteil des Performance-Modus ist aber eine Leistungssteigerung im durchaus ansprechenden Bereich von zumeist 10 bis 20 Prozent.

Zu den einzelnen AF-Stufen läßt sich sagen, daß zumeist zwischen 4x und 8x AF die Unterschiede schon sehr gering sind - das Gesetz des abnehmenden Ertrages läßt grüßen. Der Unterschied zwischen 8x und 16x AF (nur bei den ATi-Chips möglich) ist dann schon sehr marginal und wird auch noch dadurch überdeckt, daß ATi keinen 100%igen AF-Modus anbietet, sondern daß auch das Quality-Setting bei ATi schon Optimierungen aufweist. Es läßt sich sagen, daß wohl nur bei einer 100%igen AF-Implementierung höhere AF-Modi als 8x überhaupt eine wirklich bessere Bildqualität bieten dürften.

Mit der abschließenden Frage, welche der vorhandenen Settings wir nun für vergleichbar halten, begeben wir uns nun klar aufs Glatteis - und zwar egal, welche Entscheidung wir letztlich fällen :-). In diesem Punkte hat jeder seine subjektive Meinung, welche der unterschiedlichen AF-Lösungen vergleichbar sind und warum dies so und nicht anders ist. Im Sinne dessen, daß für den nachfolgenden Benchmark-Teil jedoch eine Entscheidung in dieser Frage gebraucht wird, werden wir diese nach unserer subjektiven Meinung wohl auch fällen müssen.

Die GeForce4 Ti wird die nachfolgenden Tests logischerweise mit ihrem Balanced-Modus bestreiten, weil sie sowieso nur eine AF-Qualität bietet und der Balanced-Modus der Treiber-default auf der GeForce4 Ti ist. Die AF-Qualität jenes Grafikchips soll aber nicht der Maßstab für den nachfolgenden Test sein, es sollen schließlich in erster Linie Radeon 9500/9700 gegen GeForceFX 5800 /Ultra verglichen werden - und hier gilt es nun ein möglichst gleichwertiges Setting zwischen diesen beiden Chip-Serien zu finden.

Für die Radeon 9500/9700 Grafikkarten ward diese Entscheidung ziemlich schnell gefunden - es wird der Quality-Modus in den nachfolgenden Benchmarks verwendet werden. Auch wenn einige sagen, daß sie die scharfen MipMap-Übergänge des Performance-Modus in realen Spielen nicht sehen: Diese scharfen Übergänge sind da - und wenn man sie einmal erspäht hat, findet man sie auch sehr schnell in anderen Spielen wieder. Dies ist vor allem eine Frage dessen, wonach man Ausschau halten muß, vorhanden sind diese scharfen Übergänge auf jeden Fall. Wir möchten im übrigen davor warnen, einen angeblich nicht vorhandenen Unterschied zwischen Quality- und Performance-Setting mittels Screenshots beweisen zu wollen - dieser Unterschied ist im gewöhnlichen nur in Bewegung oder aber auf Screenshots mit eingefärbten MipMaps zu sehen.

Unserer Meinung nach bietet der ATi Performance-Modus einen urtümlichen bilinearen Filter an, welchen wir seinerzeit schon bei der Radeon 8500 angemängelt haben und welchen wir jetzt nicht bei der wesentlich schnelleren Radeon 9500/9700 als Maß aller Dinge wieder einführen wollen. Auch denken wir, daß bei aller Liebe zu noch ein paar mehr fps bei den heutigen Grafikkarten der Weg der Optimierungen auf Kosten der Bildqualität nicht die Wahrheit sein kann - es sollte eher umgedreht sein, denn schnell genug sind die meisten heutigen Grafikkarten sowieso.

Somit besteht bei der GeForceFX 5800 /Ultra also die undankbare Aufgabe, zum ATi Quality-Modus ein möglichst gleichwertiges Äquivalent zu finden. Der Aggressive-Modus fällt automatisch aus dieser Überlegung heraus, für diesen gilt dasselbe wie für den Performance-Modus von ATi: Zu viele Optimierungen. Bleiben noch der Application- und der Balanced-Modus - wobei wir uns hier letztlich für den Balanced-Modus als bestmögliches Äquivalent zum ATi Quality-Modus entschieden haben. Dabei bedeutet "bestmöglich" nicht "gleich", sondern nur die "bessere Wahl von zwei Möglichkeiten" (gemeinerweise könnte man auch von dem kleineren von zwei Übeln sprechen).

Denn obwohl wir im direkten Vergleich zwischen Balanced und Quality den ATi-Modus geringfügig im Vorteil sehen, ist doch der Unterschied zwischen Application und Quality sehr extrem zugunsten des nVidia-Modus. Ein solcher Vergleich Application gegen Quality wäre schlicht nicht fair für nVidia, denn dann würden wir einen "reinen" Modus gegen einen optimierten benchmarken. Mangels daß ATi über einen reinen AF-Modus verfügt, kann der Vergleich also nur Balanced vs. Quality heißen. Damit werden zwei optimierte Varianten verglichen, welche zwar definitiv nicht gleich aussehen, jedoch von der entstehende Biladqualität durchaus vergleichbar sind.

Ein Problem hat allerdings unser nachfolgender "Quality vs. Balanced" Vergleich in der Tat dennoch: Ganz ohne anisotropen Filter sieht dem Quality-Setting von ATi eher das Application-Setting von nVidia ähnlich als das Balanced-Setting, sehr gut auch auf obigen Screenshots zu sehen. Wir belassen es bei den Benchmarks ohne anisotropen Filter allerdings weiterhin beim Balanced-Setting auf der GeForceFX 5800 /Ultra. Der erste Grund hierfür ist, daß es die default-Einstellung des Treibers ist, welche wohl 99 Prozent der Nutzer niemals ändern werden. Der zweite Grund ist, daß die schon besprochene pseudeo-trilineare Lösung von nVidia beim Balanced-Setting ihren Job ausreichend gut genug tut, damit man keine MipMap-Stufen in den Spielen sehen kann - trotz daß die obigen Screenshots hier Unterschiede zwischen ATi und nVidia zeigen.

Lieber wäre uns natürlich gewesen, auch ATi würde eine reine, 100%ige AF-Implementierung anbieten, dann könnte man diese gegen nVidia´s Application-Modus vergleichen und hätte auf beiden Seiten die höchstmögliche Bildqualität, was den zu testenden HighEnd-Grafikkarten eigentlich angemessen ist. Bleibt zu hoffen, daß ATi mit zukünftigen Grafikchips auch irgendwann einmal eine reine AF-Implementierung anbieten wird, die benötigte Leistung dafür dürfte wohl eher nicht das Problem sein.