Wer kennt das nicht: eine schöne Idylle auf dem Monitor, flüssig animierte Vögel zwitschern durch die Boxen, die Wellen des Wassers brechen am Strand und gleichzeitig verwaschen bei einem Blick nach vorne die Bodentexturen. Da dies den Eindruck moderner Spiele, welche größtenteils mit einer atemberaubenden Grafik werben, nicht gerade verbessern würde, spielt die Entwicklung des anisotropen Filters eine immer größer werdende Rolle. Mit seiner Hilfe ist es möglich, selbst entfernte Texturen weiterhin scharf darzustellen, auch wenn dies der Spieleentwickler aufgrund einer ressourcenschonenden Programmierung nicht vorgesehen hat.
Somit weist der anisotrope Filter bei Spielern eine Beliebtheit auf wie selten zuvor. Allerdings hat dieser Filter, kurz AF, auch seine Schattenseite: Er verspeist die Füllrate einer Grafikkarte wie zum Frühstück, weswegen die großen Kartenhersteller ATi und nVidia in letzter Zeit konsequent den Chiptakt angehoben sowie die Anzahl der Pixelprozessoren erweitert haben, um eben genau diese Füllrate steigern zu können. Da der Geiz nach der schnellsten Grafikkarte weiterhin ungebrochen ist, ließen sich beide Firmen bereits vor längerer Zeit einige Tricks einfallen, um beim Einsatz des anisotropen Filters weniger Performance zu verlieren als eine korrekt anisotrop gefilterte Textur normalerweise fordert: die bekannten AF-Optimierungen. Diese sind durchaus interessant und lohnenswert, weswegen sie von vielen Kunden mit offenen Armen empfangen wurden. Jedoch bieten die Optimierungen nicht nur Vorteile, wie man es vielleicht vermuten könnte. So mindert sich, um effektiv Füllrate einsparen zu können, die Bildqualität des Filters nicht gerade marginal, was durchaus ein Widerspruch zu seiner eigentlichen Funktion – eben eine Verbesserung der Bildqualität – ist. Dies alles wäre natürlich nicht allzu schlimm, falls es eine Möglichkeit geben würde, diese Optimierungen zu deaktivieren. Jene sind größtenteils jedoch so fest in die Hardware integriert, da sich so nebenbei auch Transistoren sparen und somit die Produktionskosten senken lassen, dass sich einige Optimierungen gar nicht mehr deaktivieren lassen. Heutzutage ist dies so weit fortgeschritten, dass der anisotrope Filter auf älteren Grafikkarten, wie zum Beispiel einer nVidia GeForce 4, eine dermaßen gute Filterqualität liefert, wie sie mit heutigen Karten gar nicht mehr zu erreichen ist.
Mittlerweile scheint sich aber eine kleine Trendwende anzubahnen, da ATi und nVidia dem Kunden bei neuen Karten immer mehr Möglichkeiten in die Hand geben, diese Optimierungen selbst zu deaktivieren. Jedoch sind diese Möglichkeiten stellenweise so undurchsichtig geworden, dass der durchschnittliche Benutzer nur mit Mühe Ordnung in das Chaos bringen kann. Aus diesem Grund haben wir uns jeweils eine aktuelle Grafikkarte aus dem Hause ATi sowie nVidia geschnappt und die dort angebotenden Optimierungen untersucht. Dabei haben wir nicht nur auf die Geschwindigkeitsgewinne einzelner Konfigurationsmöglichkeiten geachtet, sondern auch ausführlich auf deren Auswirkungen auf die Bildqualität. Denn nicht jede Optimierung ist grundsätzlich schlecht, sondern kann durchaus zu einer sinnvollen Verbesserung des Spielablaufs führen.
Die Treiber für nVidia- und ATi-Grafikkarten bieten unterschiedliche Optimierungen des anisotropen Filters an. Schauen wir uns zuerst den ForceWare-Treiber für nVidia GeForce-Karten an, welcher vielfältige Einstellmöglichkeiten bietet. Der Menüpunkt „Systemleistung“ beinhaltet vier verschiedene Qualitätsstufen: „Hohe Leistung“, „Leistung“, „Qualität“ und „Hohe Qualität“. Diese stellen das Grundgerüst der Bildqualität dar und erklären sich größtenteils selber anhand ihres Namens. Zusätzlich zu diesen Einstellungen existieren weiter unten im Menü drei einzeln anwählbare Optimierungen der Texturfilter.
Diese hören auf die Namen „Trilineare Optimierung“, „Anisotrope Mip-Filter-Optimierung“ und „Optimierung des anisotropen Musters“. Standardmäßig wird der Treiber mit der Einstellung Qualität und aktivierter trilinearer Optimierung sowie der Optimierung des anisotropen Musters ausgeliefert. Dies soll laut nVidia einen optimalen Kompromiss zwischen Performance und Bildqualität darstellen und darüber hinaus dieselbe Qualität liefern wie die Standardeinstellungen des Konkurrenten ATi. Ob dies wirklich der Realität entspricht, wird sich aber zuerst noch zeigen müssen. Die Qualitätsstufe Hohe Qualität soll immer die bestmögliche Bildqualität liefert und dementsprechend ist es bei dieser Einstellung nicht möglich, die AF-Optimierungen zu aktiveren. Die entsprechenden Schalter sind ausgegraut. Leistung und Hohe Leistung sind logischerweise für das Gegenteil gedacht, allerdings sind dort, im Gegensatz zu Qualität, keine bestimmten Optimierungen als Standard festgelegt.
Wir haben uns deswegen bei Leistung für dieselben AF-Optimierungen wie bei der Einstellung Qualität entschieden und zusätzlich bei Hohe Leistung die „Anisotrope Mip-Filter-Optimierung“ aktiviert. Dies erscheint uns als eine sinnvolle Kombination, da somit das gesamte zur Verfügung stehende Spektrum abgedeckt wird.
Bei ATi dagegen fällt die Wahl der gewünschten Optimierungsstufe deutlich leichter als bei der Konkurrenz aus Kalifornien. Im neuen Catalyst Control Center findet man die entsprechenden Optimierungsfunktionen unter dem Namen „Catalyst A.I.“, welche, im Gegensatz zu den nVidia-Treibern, nicht ausschließlich zur Optimierung des anisotropen Filters gedacht sind. So erkennt die neue „künstliche Intelligenz“ anhand der .EXE-Dateibezeichnung zum Beispiel Spiele, welche Kompatiblitätsprobleme beim Anti-Aliasing erzeugen, und deaktiviert dann dieses Feature. Weiterhin fällt auch das berüchtigte „Shader-Replacement“ unter Catalyst A.I., welches in Doom 3 massiv zum Einsatz kommt und die Originalshader gegen ATi-optimierte Shader austauscht.
Weiterhin beinhaltet die recht neue Funktion auch applikationsspezifische Optimierungen oder eben auch Optimierungen des anisotropen Filters. Insgesamt lässt sich sagen, dass Catalyst A.I. in vielerlei Hinsicht vielseitigere Änderungen als die ForceWare-Treiber vornimmt. Allerdings missfiel uns, dass man – im Gegensatz zu den nVidia-Treibern – keinen direkten Einfluss auf die AF-Optimierungen hat. Man ist somit auf die Voreinstellungen des Treibers beschränkt. Kommen wir nun zu den Einstellungsmöglichkeiten von Catalyst A.I. Als mögliche Einstellung bietet einem das Catalyst Control Center, kurz CCC, drei verschiedene Optionen an: „Disabled“, „Standard“ und „Advanced“. Bei vollkommen ausgeschalteten Optimierungen soll laut ATi keinerlei Optimierung mehr beim Rendern zu Gange sein. Darunter fallen erfreulicherweise auch die Optimierungen des anisotropen Filters, Shader-Replacement sowie applikationsspezifische Optimierungen. Bei Standard, welches man auch als „Low“ bezeichnen könnte, sollen laut ATi Applikationen erkannt werden und falls es dort bekannte Kompatiblitätsprobleme beim Anti-Aliasing gibt, dieses wieder deaktiviert werden. Darüber hinaus wird der anisotrope Filter optimiert, indem ein „intelligenter“ Algorithmus benutzt wird, welcher die MipMap-Stufen einzelner Texturen analysiert und, falls es ohne Bildqualitätsverlust möglich ist, keinen vollständig trilinearen Filter mehr verwendet, sondern nur noch einen „Brilinearen“. Ob dieser Algorithmus wirklich so gut funktioniert wie ATi behauptet, darf allerdings bezweifelt werden, immerhin haben wir selber bereits einige „Fehlerkennungen“ herausgefunden [1].
| Spiel | Optimierung |
| Doom 3 | Shader-Replacement (Normal Look-Up Table) |
| UT 2003/2004 | Andere Aufteilung des Texture Cache |
| Source-Engine (Half-Life 2) | Andere Aufteilung des Texture Cache |
| Splinter Cell | Deaktivierung von Anti-Aliasing |
| DTM Race Driver | Deaktivierung von Anti-Aliasing |
| Prince of Persia | Deaktivierung von Anti-Aliasing |
| Crazy Taxi 3 | Deaktivierung von Anti-Aliasing |
| Halo | Deaktivierung von Anti-Aliasing |
Dieser noch recht neue AF-Algorithmus ist allerdings der X-Serie sowie der Radeon 9550/9600 vorbehalten. Andere ATi-Karten filtern standardmäßig auf der Texture Stage 0 trilinear und auf der TS 1-7 bilinear. Bei Advanced werden die bisher aufgeführten Optimierungen verstärkt durchgeführt, sprich der implementierte Algorithmus analysiert die einzelnen Texturen genauer und setzt früher den brilinearen Filter ein. Neue sind nach unserem Kenntnisstand nicht hinzugekommen. Einen weiteren kleinen Nachteil kann es in Verbindung mit der Einstellung Advanced und komplett CPU-limitierten Applikationen kommen. Dort benötigt ATis „intelligenter“ Algorithmus zur genauen Analyse der Texturen mehr Rechenzeit als bei der Standardeinstellung und so kann es zu einem geringen Performanceverlust kommen, obwohl die aggressive Einstellung diese eigentlich verbessern müsste. Ob solch ein Fall öfters auftritt, wird sich in unseren Geschwindigkeitsmessungen zeigen.
Bevor wir uns den Geschwindigkeitsmessungen hingeben, wollen wir zuerst noch einen Blick auf die Bildqualität der Optimierungen des anisotropen Filters werfen. Um uns die Optimierungen in der Theorie zu verdeutlichen, benutzen wir erneut das von Ralf Kornmann geschriebene Tool namens AF-Tester. Da die Theorie nicht automatisch auch auf die Praxis zutrifft, verwenden wir nebenbei noch Half-Life 2 und Serious Sam: The Second Encounter. In Half-Life 2 haben wir uns eine Spielszene ausgesucht, welche ein langes und flaches Stück einer Straße zeigt und somit empfindlich auf den anisotropen Filter reagiert. Bei Serious Sam haben wir die einzelnen MipMap-Stufen durch das Spiel einfärben lassen, da somit die Veränderungen durch die Optimierungen deutlich leichter zu erkennen sind. Anmerken muss man, dass die gezeigten Qualitätsunterschiede nur auf die verwendeten Grafikchips übertragbar sind, sprich den R4xx-Chip von ATi und die NV4x-Generation von nVidia. Ältere Grafikchips zeigen andere Ergebnisse, da sich die Optimierungen des anisotropen Filters bei den neuen Karten geändert haben. Bei nVidia musste der offizielle ForceWare 71.84 als Treiber herhalten und auf Seiten von ATi der Catalyst 5.3. Alle Bilder sind mit einem vierfachen anisotropen Filter erzeugt worden.
Der erste Screenshot des AF-Testers zeigt die Qualitätsstufe Hohe Qualität ohne jegliche Optimierungen. Sofort fällt die starke Winkelabhängigkeit auf, welche es mit der Vorgängergeneration, dem NV3x, noch nicht gegeben hat. Somit hat man sich dem Konkurrenten ATi leider angepasst und stellt nur noch in allen 45-Grad- sowie 90-Grad-Winkeln den eingestellten AF-Grad voll dar. Die 22,5- und 67,5-Grad-Winkel weisen dagegen nur noch eine zweifache AF-Filterung auf. In höheren AF-Einstellungen fällt dieser Effekt noch drastischer aus. Die 45- und 90-Grad-Winkel werden dann Beispielsweise voll 16-fach gefiltert, die 22,5- und 67,5-Grad-Winkel dagegen weiterhin nur zweifach. In Spielen fällt diese Winkelabhängigkeit glücklicherweise nicht so deutlich auf wie beim AF-Tester. Trotzdem kann man in einigen Spielen, unter anderem in Gothic 2, den Effekt deutlich beobachten und dieser stört somit den grafischen Gesamteindruck des Spieles doch merklich. „Dank“ ATi und nun auch nVidia haben wir uns jedoch fast schon dran gewöhnt – schade eigentlich, eine mögliche Deaktivierung der Winkelabhängigkeit hätte sicherlich einige Kunden mehr zum Kauf überreden können. Ein Nachteil dieser möglichen Deaktivierung wäre allerdings ein gut spürbarer Geschwindigkeitsverlust aufgrund eines deutlich höheren Verbrauchs der Füllrate gewesen sowie ein komplexerer Chip, da zusätzliche Transistoren für einen entsprechenden Algorithmus nötig wären. Ansonsten macht die „AF-Blume“ eine recht gute Figur auf dem NV40. Es wird komplett Trilinear gefiltert und die Berechnungen scheinen recht exakt zu sein.
Als zweites haben wir uns im AF-Tester die Standardeinstellung des Treibers angesehen, sprich Qualität mit aktivierter „Trilinearer Optimierung“ sowie der „Optimierung des anisotropen Musters“. Nun sieht man deutlich, dass mit dieser Qualitätseinstellung nicht mehr Trilinear, sondern nur noch „Brilinear“ gefiltert wird. Diese relativ neuartige Filtermethode, welche durch die GeForce FX-Reihe eingeführt wurde um Füllrate sparen zu können, liegt qualitativ zwischen dem trilinearen und dem rein bilinearen Filter. Der „Brilineare Filter“ verkleinert dabei das Tri-Band, welches den Übergang zwischen den einzelnen MipMaps durchgehend machen soll, ohne das ein Wechsel sichtbar wird. Somit kommt einem das Bild nicht „abgehackt“ vor. Durch die „Brilineare“ Filterung kann es in einigen Spielen zu einer sichtbaren Bugwelle kommen, welche man immer vor sich herschiebt. Da allerdings nicht komplett Bilinear, sondern weiterhin auch Trilinear (wenn auch mit einem kleineren Tri-Band als bei einem komplett trilinear gefiltertem AF) gefiltert wird, fallen diese Bugwellen nur selten auf. Screenshots machen dieses Phänomen übrigens nur selten sichtbar, den optischen Effekt sieht man meistens nur in Bewegung. Weiterhin macht sich auch die „Optimierung des anisotropen Filters“ bemerkbar, indem das LOD-Bias des anisotropen Filters auf der ersten bis zur siebten Texture Stage verändert wird. Die MipMaps sind somit minimal nach hinten verschoben und werden in Spielen länger eingesetzt. Dadurch wirken die Texturen im Stillstand etwas schärfer, fangen in Bewegung jedoch an zu flimmern.
Nachdem wir den Regler im Treibermenü „Systemleistung“ eine Stufe weiter nach links auf Leistung gestellt haben, zeigt der AF-Tester nur ein recht gering verändertes Bild an. Die MipMaps sind erneut ein Stück weiter nach hinten verschoben und das Tri-Band ist etwas schmaler als bei der Einstellung „Qualität“. Ansonsten ist keine weitere Änderung erkennbar.
Nachdem wir den Regler auf Hohe Leistung gestellt und zusätzlich noch die dritte AF-Optimierung, namentlich „Anisotrope Mip-Filter-Optimierung“ aktiviert haben, wird ein deutlicher Unterschied zur vorherigen Qualitätsstufe sichtbar. So wird in dieser Einstellung nur noch der bilineare Filter angewendet und somit werden in Bewegung deutliche „Bugwellen“ sichtbar. Diese Bugwellen werden durch das nicht mehr existierende Tri-Band hervorgerufen, da somit die MipMap-Übergänge direkt und ohne einen weichen Übergang aneinander gereiht sind. Der bilineare Filter ist nur auf den Texture Stages eins bis sieben sichtbar, die nullte wird weiterhin Trilinear oder Brilinear gefiltert. Zusätzlich werden die MipMaps weiterhin ein kleines Stück weiter nach hinten verschoben.
Der AF-Tester zeigt in allen drei möglichen Varianten des Schalters Catalyst A.I. keinerlei Unterschiede und weist immer exakt das gleiche Bild auf. Bevor wir auf die Eigenschaften der sogenannten „AF-Blume“, welche das Programm erzeugt, eingehen, möchten wir klarstellen, dass das Ergebnis, welches das Programm uns glauben machen möchte, keinesfalls der Realität entspricht. So zeigt der AF-Tester bei Verwendung einer Radeon X800, in jeder Qualitätseinstellung ein voll Trilinear gefiltertes Bild auf allen Texture Stages. Dies stimmt aber nur bedingt. Solange man die Optimierungen in den ATi-Treibern deaktiviert, filtert die Grafikkarte voll Trilinear. Falls man allerdings die Funktion Catalyst A.I. auf Standard oder Advanced setzt, arbeitet wie weiter vorn im Artikel bereits beschrieben, der neue AF-Algorithmus. Solange eine Applikation eine vollständig trilineare Filterung anfordert, wird diese auch geliefert. Ist dies aber nicht der Fall, setzt der neue Algorithmus ein, analysiert jede einzelne Textur und benutzt, falls es ohne Bildqualitätsverlust möglich ist, einen brilinearen Filter.
Ansonsten weist der R4XX eine ähnliche Winkelabhängigkeit auf wie der NV4x von nVidia. Nur in allen 45 Grad und 90 Grad wird der voll eingestellte AF-Grad gefiltert. Die 22,5- und 67,5-Grad-Winkel weisen dagegen maximal einen zweifachen anisotropen Filter auf, selbst wenn ein 16-facher Filter angefordert wird. Im Gegensatz zum NV40 zeigt die Filtermethode von ATi weitere, größere Schwachstellen. So scheint der Algorithmus relativ ungenau zu arbeiten, zudem werden die 45-Grad-Winkel mit einem etwas niedrigerem LOD-Bias berechnet. Dies führt zwar zu einem geringeren Verlust an Füllrate, jedoch fangen Texturen schnell an zu flackern. Insgesamt lässt sich sagen, dass die theoretische Qualität des anisotropen Filters des R4xx nicht an nVidias High Quality-Einstellung beim NV4x heranreichen kann. Ausgeglichener ist der Vergleich mit nVidias AF-Algorithmus in der Standardeinstellung des Treibers, sprich Qualität mit zwei aktivierten AF-Optimierungen. Hier kann die ATi-Karte, falls von der Applikation angefordert, mit einem trilinearen gegenüber einem brilinearen Filter auftrumpfen, auch wenn sie statt dessen etwas ungenauer arbeitet und mit einem veränderten LOD-Bias zugange ist. Unserer subjektiven Meinung zu Folge sind beide Standardeinstellungen der Treiber in der Theorie recht gut vergleichbar, auch wenn die GeForce 6x00 leicht die Nase vorn hat. Falls erwünscht, kann nVidias NV40-Chip allerdings eine sichtbar bessere AF-Qualität liefern, auch wenn dies längst nicht dem Optimum entspricht.
Schauen wir uns nun nVidias Filteroptimierungen anhand Half-Life 2 an. Die Bildqualität des anisotropen Filters bei Einsatz einer GeForce 6x00-Karte und der Qualitätseinstellung Hohe Qualität ist unserer Meinung nach durchaus als gut anzusehen. Es sind keine MipMap-Übergänge erkennbar und die Winkelabhängigkeit fällt in dem Spiel nur sehr selten auf. Dies ist glücklicherweise auch in anderen Spielen so, obwohl man anmerken muss, dass es auch Ausnahmen wie beispielsweise Gothic 2 gibt. Der anisotrope Filter macht in dieser Qualitätsstufe beinahe durchgehen eine gute Figur – komplett durchgehend wäre diese nur, wenn nicht ein minimales Flimmern der Texturen stören würde. Dieses ist nur in Bewegung zu erkennen, allerdings kaum ausgeprägt.
Deutlich schlechter wird die Bildqualität, wenn man mit den Standardeinstellung des Treibers Half-Life 2 startet. Dies wird erreicht, indem man im ForceWare-Menü auf Qualität herunterschaltet und die Trilineare Optimierung sowie die Optimierung des anisotropen Filters aktiviert. Zwar leidet die Qualität auf den Screenshots relativ wenig, jedoch machen sich die Optimierungen in Bewegung durch ein deutliches Flimmern der Texturen bemerkbar, welches zwar nicht den Spielspaß mindert, jedoch unangenehm auffällt. Hinzu kommt, dass stellenweise eine Bugwelle sichtbar ist, welche durch die Trilineare Optimierung zustande kommt, die einen brilinearen Filter erzeugt. Das Problem der flackernden Texturen wird durch die Optimierung des anisotropen Musters hervorgerufen, welche das LOD-Bias verändert und somit die MipMaps nach hinten verschiebt.
Schauen wir uns nun die nächste Qualitätsstufe an, indem der „Image Setting“-Schalter auf Leistung gesetzt wird. Auf dem Screenshot erkennt man erneut nur bei genauer Betrachtung Unterschiede in der Qualität. Einige Stellen wirken etwas schärfer, was man im Fall der gezeigten Straße in Half-Life 2 auch als „grobkörniger“ bezeichnen könnte. Dieser Effekt ist einfach zu erklären, da wir die Lösung bereits mit Hilfe des AF-Testers herausgefunden haben. Das LOD wird auch ohne eine zusätzliche Optimierung weiter nach hinten verschoben wenn man die Qualitätseinstellung herabsetzt, wodurch die MipMaps länger eingesetzt werden als vom Entwickler geplant und das Spiel somit mehr zu flackernden Texturen neigt. Diese Qualitätseinstellung konnte uns nicht mehr überzeugen und wir können jedem nur davon abraten. Der einzig sinnvolle Einsatz wäre bei einem leistungsschwachen Rechner gegeben, jedoch sollte man in diesem Fall lieber den AF-Grad absenken.
Bei Hohe Leistung und zusätzlicher Optimierung des Anisotropen-Mip-Filter ist die grausame Qualität bereits auf dem Screenshot zu erkennen. Aufgrund der nun bilinearen Filterung sind mehrere Bugwellen deutlich erkennbar. Weiterhin wirkt das Bild wiederholt schärfer, weswegen wir erneut auf einen noch negativeren LOD-Wert spekulieren – der AF-Tester bestätigt uns diese Vermutung. Diese Optimierungseinstellungen sind unserer Meinung nach nur für absolut „Grafikblinde“ sinnvoll.
Kommen wir nun zu der ATi-Grafikkarte und schauen uns dort dieselbe Szene mit den Catalyst A.I.-Optimierungen an. Solange diese deaktiviert sind, ähnelt das Bild sehr dem Hohe Qualität-Modus der nVidia-Karte. Bis auf wenige Kleinigkeiten ist das Ergebnis identisch und macht auf uns einen guten Eindruck. Einzig auffällig ist der Unterschied beim Darstellen der Büschel, welche auf der linken Seite des Screenshots zu finden sind. Davon rendert die GeForce 6800 Ultra deutlich mehr als die Radeon X850 XT-PE. Zusätzlich stört auf der ATi-Grafikkarte das frühe „aufpoppen“ des Grünzeugs, das auf der nVidia-Karte kaum warzunehmen ist, da dieser Effekt erst deutlich tiefer im Bild auftritt. Wir bezweifeln allerdings, dass es sich hierbei um ein absichtliches Verhalten bei der Grafikkarte der Kanadier handelt. Wir vermuten eher einen Treiber-Bug oder einen Fehler im Spiel selbst. In Bewegung konnte dagegen der anisotrope Filter die guten Eindrücke leider nicht fortführen und fing doch deutlich sichtbar an zu flimmern. Zwar ist das Flimmern keinesfalls störend, fiel jedoch jedoch wie gesagt deutlich auf. Dem Gesamteindruck nach, ist die Qualität im Spielablauf gut vergleichbar mit den Standardeinstellungen des nVidia ForceWare-Treibers. Warum die Texturen flimmern lässt sich leider nur vermuten. Wahrscheinlich liegt dies an dem etwas nach hinten verrückten LOD-Bias.
Die Catalyst A.I.-Einstellung Standard, welche man auch als „Low“ bezeichnen könnte, überraschte uns ein wenig. Es waren so gut wie keinerlei Unterschiede erkennbar und falls doch, trugen sie nicht zu einer Verschlechterung des Bildes bei. Da uns allerdings schon die Deaktivierung der Optimierungsfunktion bei den ATi-Treibern auf einem Screenshot getäuscht hat, waren wir gespannt auf die Ergebnisse im Spielverlauf. Und tatsächlich, der anisotrope Filter sowie das gesamte Bild machte keinen schlechteren Eindruck als bei Catalyst A.I. Off.
Ebenfalls überraschend kam für uns der nächste Screenshot, welcher mit der Einstellung Catalyst A.I. Advanced aufgenommen wurde. Erneut war kein Unterschied erkennbar und das Ergebnis wiederholte sich in Bewegung. Damit haben wir absolut nicht gerechnet. Das Bild ist unter Half-Life 2 beinahe identisch und verschlechtert sich subjektiv selbst bei der schärfsten Optimierung nicht. Erst nachdem wir mit Hilfe des ATi-Tools „The Compressonator“ ein Differenzbild erstellt hatten waren leichte, unbedeutende Unterschiede ersichtlich.
Hierbei wollen wir aber erneut warnen: Catalyst A.I. Advanced erzeugt in den meisten Spielen durchaus einen geringen Qualitätsverlust. Beispielsweise wird das Bild durch die Einstellung unschärfer oder der anisotrope Filter flimmert intensiviert. Die Standardeinstellung des Treibers, Catalyst A.I. Standard, konnte uns dagegen voll überzeugen. Die Bildqualität ist identisch zur Einstellung mit deaktivierten Optimierungen, die Geschwindigkeit konnte aber deutlich verbessert werden (mehr dazu im Abschnitt der Benchmarks). Insgesamt lässt sich sagen, dass ATi mit der Funktion Catalyst A.I. einen hervorragenden Optimierungsalgorithmus geschaffen hat. Die Bildqualität verschlechtert sich durchgehend nicht, solange man auf die Einstellung Advanced verzichtet. Die Performance steigt dagegen nicht gerade unerheblich an. Begrüßen tun wir auf jeden Fall die mögliche Option zum Deaktivieren aller AF-Optimierungen, blieb diese den ATi-Benutzern doch lange Zeit trotz mehrmaliger Forderung verwehrt.
Nun wollen wir aber die – zugegebenermaßen gerechtfertigten – Lobeshymnen unterbrechen und uns der Kritik zuwenden, welche auch bitter nötig ist. Warum muss man selbst bei einer 500 Euro teuren High-End-Grafikkarte mit einer schlechteren Filterqualität leben als bei der Konkurrenz nVidia? Zwar ist dort die entsprechende Einstellung Hohe Qualität deutlich langsamer, jedoch kann man diese als Option auch deaktivieren und durch ein schlechter gefiltertes, dafür aber schnelleres AF austauschen. Dies ist bei ATi jedoch nicht möglich, stattdessen muss man mit einem geringen „Zwangsflimmern“ der Texturen vorlieb nehmen, auch wenn dieses nur selten störend sein mag. Zum kleinen Ausgleich muss man anmerken, dass es durchaus Spiele geben kann, in denen der von ATi verwendete Algorithmus besser aussieht als die nVidia-Variante bei „Hohe Qualität“. Jedoch ist das eher eine Seltenheit.
Mit der festen Überzeugung auch größere Qualitätsunterschiede auf einem Screenshot festhalten zu können, haben wir uns weiter auf die Suche gemacht. Und diese wurde auch relativ schnell beendet. Mit Serious Sam haben wir direkt einen passenden Kandidaten – auch ohne eingefärbte MipMaps – gefunden; dies bezeugt erneut, dass das Spiel sehr empfindlich auf Filteroptimierungen reagiert. Aber genug der Wörter, nun folgen die Screenshots.
Während man zwischen Catalyst A.I. Off und Default keinerlei nennenswerte Unterschiede in der Bildqualität erkennen kann, ändert sich das Ergebnis, nachdem auf die Qualitätsstufe Advanced umgeschaltet wird. Das gesamte Bild, vor allem der untere Bildrand, wird deutlich schlechter aufgelöst als in der Standardeinstellung der Grafikkarte. Darüber hinaus beginnt das gesamte Spiel an zu flackern. Mehr möchten wir nicht kommentieren, da die Bilder in diesem Fall für sich sprechen.
Da es auf Screenshots allgemein recht schwer fällt, Optimierungen des anisotropen Filters zu erkennen, haben wir uns die Auswirkungen bei Serious Sam: The Second Encounter mit eingefärbten MipMaps angesehen. Dieses Spiel ist darüber hinaus für einen Vergleich der Filterqualität prädestiniert, da es sehr empfindlich auf Änderungen reagiert. Fangen wir wieder bei der nVidia-Grafikkarte an und schalten zuerst zwischen den Qualitätsmodi Hohe Qualität und Qualität umher, wobei unter Qualität zusätzlich die beiden Standardoptimierungen eingesetzt werden. Sofort fällt der fehlende trilineare Filter auf dem Bild mit der Qualitätsstufe Qualität auf. Während das Tri-Band auf Hohe Qualität noch eine normale Größe an den Tag legt, ist dieses auf Qualität aufgrund der trilinearen Optimierung deutlich kleiner und somit ist der Wechsel zwischen den einzelnen MipMaps unter Bewegung sichtbar. Zusätzlich schiebt die Optimierung des anisotropen Musters die MipMaps ein Stück weiter nach hinten.
Schalten wir nun auf Leistung um, ändert sich nicht all zu viel. Erneut ändert der Treiber das LOD-Bias und somit werden die MipMaps erneut ein Stück länger eingesetzt, was sich mit stärker flimmernden Texturen bemerkbar macht. Danach schauen wir uns das Spiel in der schlechtmöglichsten Qualitätseinstellung auf der nVidia-Karte an. Dazu aktivieren wir die anisotrope Mip-Filter-Optimierung und setzen zusätzlich den Qualitätsschalter auf Hohe Leistung. Nun sieht man, dass die Grafikkarte nicht mehr vermindert Trilinear, sondern nur noch Bilinear filtert – das Tri-Band ist nicht mehr existent. Aus diesem Grund sind selbst auf normalen Screenshots Bugwellen deutlich sichtbar, welche man in Bewegung andauernd vor sich her schiebt. Zusätzlich werden die MipMaps wiederholt länger eingesetzt.
Aufgrund unserer Beobachtungen von den Optimierungen der ATi Radeon X850-Karte in Half-Life 2 rechneten wir in Serious Sam mit einem ähnlichen Ergebnis, welches durch die Screenshots mit eingefärbten MipMaps auch bestätigt wird. Zwischen der Qualitätsstufe Catalyst A.I. Off und Default sind selbst bei genauer Betrachtung keinerlei Differenzen erkennbar. Ein Bild gleicht genau dem anderen. Hierbei müssen wir aber warnen und das positive Ergebnis etwas ins Negative rücken. Der intelligente AF-Algorithmus, welcher auf der Grafikkarte von ATi verwendet wird, erkennt, dass aufgrund der eingefärbten MipMaps eine volle trilineare Filterung erforderlich ist, falls sich die Bildqualität nicht dramatisch verschlechtern soll. Falls man die MipMaps jedoch in ihrem Ursprungsstadium belässt, erkennt dies der Algorithmus und verwendet wie nVidia bei der Trilinearen Optimierungen einen brilinearen Filter, welcher mit einem deutlich kleineren Tri-Band auskommen muss. Jedoch scheinen die Optimierungen des anisotropen Filters bei ATi sehr gut zu arbeiten. In kaum einem Spiel ist ein Unterschied zwischen trilinearer und brilinearer Filterung erkennbar – sehr gut. Der kalifornische Konkurrent hat diese Art der Optimierung nicht so gut im Griff. Die selbe Einschränkung gilt auch für die Einstellung Catalyst A.I. Advanced. In der höchsten Optimierungseinstellung ist dann allerdings ein kleiner Unterschied auf den Screenshots erkennbar. Die Detail-Textur wird etwas weniger anisotrop gefiltert.
Einen faires Fazit zwischen den Optimierungen von nVidia und ATi bei eingefärbten MipMaps zu finden, fällt leider beinahe unmöglich. Schuld daran ist der intelligente Algorithmus von ATi, welcher bei eingefärbten MipMaps andauernd trilinear filtert, obwohl dies nicht der Realität entspricht. Auffällig ist jedoch, dass auf der ATi-Karte die MipMaps generell deutlich länger eingesetzt werden. Selbst bei der Einstellung Leistung werden die MipMaps auf einer GeForce 6800 deutlich früher gefiltert als auf einer Radeon X850. Trotz allem muss man anmerken, dass ATi diese Optimierung ebenfalls besser im Griff zu haben scheint als nVidia. So flimmert es auf einer ATi-Karte zwar sichtbar, allerdings stört dies kaum, was bei der Einstellung Leistung auf einer GeForce 6800 sicherlich nicht mehr der Fall ist.
Alle Komponenten laufen mit dem vom Hersteller festgelegtem Standardtakt, sprich der Prozessor mit 2400 MHz und der Arbeitsspeicher mit 200 MHz (400 MHz DDR). Die GeForce 6800 Ultra taktet nach nVidia-Vorgaben mit 400 MHz beim Chip und mit 550 MHz (1100 MHz DDR) beim Speicher. Die ATi Radeon X850 XT-PE dagegen besitzt einen Chiptakt von 540 MHz und einen Speichertakt von 587 MHz (1174 MHz DDR).
Folgende Benchmarks kamen während unseres Tests zum Einsatz:
Alle Benchmarks werden mit maximalen Details ausgeführt, damit die Grafikkarte möglichst hoch belastet wird. Als Einstellungen haben wir uns dabei für 1024x768 ohne Anti-Aliasing und den anisotropen Filter entschieden, um die CPU-Last eines Treibers zu untersuchen. Weiterhin testen wir in 1280x1024 mit 2xAA und 8xAF, da dies eine gesunde Mischung aus Bildqualität und Performance darstellt. Als drittes haben wir 1600x1200 mit 4xAA und 16xAF verwendet, damit die Grafikkarte maximal belastet wird.
Diesmal werden in den Diagrammen die erreichten Werte nicht in der Einheit Bilder pro Sekunde, sondern in Prozentzahlen dargestellt. 100% entspricht dabei dem schnellsten Ergebnis, wobei der ATi- und der nVidia-Vertreter getrennt voneinander behandelt werden.
3DMark2001 SE
Angaben in Prozent
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3DMark05
Angaben in Prozent
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AquaMark 3
Angaben in Prozent
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Unreal Tournament 2004
Angaben in Prozent
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Spellforce
Angaben in Prozent
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Halo
Angaben in Prozent
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Far Cry
Angaben in Prozent
|
Half-Life 2
Angaben in Prozent
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Painkiller
Angaben in Prozent
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Splinter Cell 3
Angaben in Prozent
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