2/15 AF-Optimierungen unter der Lupe : Filtertechniken von AMD und Nvidia im Vergleich

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nVidia-Optimierungen

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.

Qualitätsstufen des ForceWare-Treiber
Qualitätsstufen des ForceWare-Treiber
AF-Optimierungen bei Hohe Qualität
AF-Optimierungen bei Hohe Qualität
AF-Optimierungen bei Standardeinstellung (Qualität)
AF-Optimierungen bei Standardeinstellung (Qualität)
AF-Optimierungen bei Leistung
AF-Optimierungen bei Leistung
AF-Optimierungen bei Hohe Leistung
AF-Optimierungen bei Hohe Leistung

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.

ATi-Optimierungen

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.

Catalyst A.I.
Catalyst A.I.


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 zugange 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.

Wo optimiert Catalyst A.I. was?
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.

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