8/26 ATi Radeon X1800, X1600 und X1300 im Test : Der High-End-Grafikchip R520 unter der Lupe

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AA und AF kontrolliert

Moderne Grafikkarten sollten nicht nur schnell sein, sondern auch ein exzellentes Bild liefern. Eine Möglichkeit, um jenes zu erreichen, auch wenn der gelieferte Grafik-Content des Spieles nicht allzu gut ausfällt, ist die Aktivierung von Anti-Aliasing, welches die Polygonkanten glättet, und ebenso das Hinzuschalten des anisotropen Filters, das die Texturen auch in weiter Ferne noch scharf erscheinen lässt. Da ATi als auch nVidia versuchen, in den Features den Konkurrenten zu übertreffen, erlebt man bei manch neuer Chipgeneration eine positive Überraschung – wobei eine Negative allerdings auch nicht ausgeschlossen werden kann –, da die Bildqualität sich verbessert hat. Aus diesem Grund gehört zu einem Grafikkarten-Review einer neuen Chipserie nicht nur das Testen der Geschwindigkeit, es sollte ebenfalls ein Blick auf die gelieferte Bildqualität geworfen werden.

Dabei werden wir beide Bildverbesserungsmechanismen nicht nur in der Praxis, sondern auch in der Theorie begutachten. So untersuchen wir die Qualität des anisotropen Filters mit dem oft benutzten Tool „AF-Tester“ sowie mit einer Spielszene aus Half-Life 2, wobei gar selbst erstellte Videos zur Kontrolle herangezogen werden. Auf den Ego-Shooter greifen wir auch bei den Untersuchungen des Anti-Aliasings zurück, jedoch werden wir zusätzlich die Sample-Positionen in dem Tool „FSAA-Viewer“ vergleichen.

nVidia G70

FSAA Viewer - G70 - 1xAA
FSAA Viewer - G70 - 1xAA
FSAA Viewer - G70 - 2xAA
FSAA Viewer - G70 - 2xAA
FSAA Viewer - G70 - 4xAA
FSAA Viewer - G70 - 4xAA
8aaFSAA Viewer - G70 - 8xSAA
8aaFSAA Viewer - G70 - 8xSAA

ATi R4x0

FSAA Viewer - R4x0 - 1xAA
FSAA Viewer - R4x0 - 1xAA
FSAA Viewer - R4x0 - 2xAA
FSAA Viewer - R4x0 - 2xAA
FSAA Viewer - R4x0 - 4xAA
FSAA Viewer - R4x0 - 4xAA
FSAA Viewer - R4x0 - 6xAA
FSAA Viewer - R4x0 - 6xAA

ATi R520

FSAA Viewer - R520 - 1xAA
FSAA Viewer - R520 - 1xAA
FSAA Viewer - R520 - 2xAA
FSAA Viewer - R520 - 2xAA
FSAA Viewer - R520 - 4xAA
FSAA Viewer - R520 - 4xAA
FSAA Viewer - R520 - 6xAA
FSAA Viewer - R520 - 6xAA

Auf den ersten Blick wird bereits deutlich, dass ATi beim Next-Generation-Chip R520 die Sample-Positionen im Gegensatz zum R4x0 nicht verändert hat – und dies ist auch durchaus gut so, denn ATis Anti-Aliasing-Modi glätten Geometrie-Pixel mehr als zufriedenstellend und man ist qualitativ gleichauf oder bietet je nach Spiel gar eine bessere Glättung als dies der G70 zu schaffen vermag. Nichtsdestotrotz hat nVidia neuester Spross zwei Vorteile gegenüber ATis bisherigen Samplepositionen: Super Sampling. Jenes ist in heutigen Spielen durchaus als wichtig anzusehen, da unter anderem für die Darstellung von Zäunen oder beispielsweise Blättern, sprich für aufwendige, transparente Geometrie, sogenannte Alpha-Test-Texturen benutzt werden, die allerdings nicht von herkömmlichen Multi-Sampling-Anti-Aliasing geglättet werden und somit unaufhaltsam flimmern.

In diesem Fall greift dann das von nVidia implementierte Super-Sampling ein, dass in einem Ordered-Grid-Muster angeordnet ist und damit auch jene Alpha-Test-Texturen bekämpft. Jedoch geht bereits bei 1x2 oder 2x1 SSAA die Hälfte und bei 2x2 SSAA bereits ein Viertel der vorhandenen Füllrate verloren, weswegen selbst moderne Grafikkarten bei aufwendigen Spielen deutlich in der Performance einbrechen. Hier hilft nVidias Transparency-AA, dass die benutzen Texturen analysieren kann und falls diese Alpha-Test-Texturen oder durchsichtige Shader-Oberflächen beinhalten, nur bei den entsprechenden Texturen aufwendiges SSAA verwendet, womit diese Texturen nicht mehr oder stark vermindert flimmern, wobei die Geschwindigkeit nur recht gering einbricht.

Dies konnte ATi aufgrund der starken Beliebtheit von TSSAA nicht auf sich beruhen lassen und baut einen Modi in die neue R520-Generation ein, der auf den Namen „Adaptive Anti-Aliasing“ hört und eine ähnliche Vorgehensweise wie das nVidia-Derivat hat. Jener bietet jedoch einige Vorteile gegenüber der nVidia-Variante, trotz der identischen Vorgehensweise. So wird bei Adaptive-AA im Gegensatz zu Transparency-AA kein Ordered-Grid-SSAA, sondern ein Rotated-Grid-SSAA benutzt, was aufgrund der besser angeordneten Samplepositionen eine bessere Glättung bietet. Zudem bietet ATi mit dem R5x0 im sogenannten „Quality“-Mode immer gleich viele Textur-Sample wie Geometrie-Sample an, sprich bei vier-fachem Adaptive-AA rendert die Grafikkarte mit 4xMSAA und 4xSSAA, bei 6xA-AA bereits mit sechs Geometrie- und ebensovielen Textur-Sample. Darüber hinaus ist das Adaptive-AA bei jeder von ATi angebotenen AA-Art, wie beispielsweise Super-AA und Temporal-AA, verwendbar.

Auf Nachfrage bei Raja Koduri, dem Senior Architekten von ATi, soll es auch einen Performance-Mode geben, der immer nur die Hälfte der eingestellten SSAA-Samples benutzt, sprich bei 4xA-AA vier-faches MSAA und 2xSSAA beziehungsweise 6xMSAA und 6xSSAA. Nur bei 2xAA soll die Anzahl der Textursamples gleich bleiben. Etwas überrascht waren wir jedoch beim Suchen dieses Performance-Modus, welcher schlicht und ergreifend nicht im Catalyst Control Center vorzufinden ist. Wahrscheinlich wird die entsprechende Funktion erst in einem neueren Treiber implementiert. Weiterhin teilte uns Koduri mit, dass der AA-Algorithmus programmierbar ist und somit auf die Sample-Anzahl und Sample-Position mit einem Treiberupdate Einfluss genommen werden kann.

nVidia G70

Half Life 2 - G70 - 2xAA
Half Life 2 - G70 - 2xAA
Half Life 2 - G70 - 4xAA
Half Life 2 - G70 - 4xAA
Half Life 2 - G70 - 4xAA+TSAA
Half Life 2 - G70 - 4xAA+TSAA
Half Life 2 - G70 - 8xSAA
Half Life 2 - G70 - 8xSAA

ATi R4x0

Half-Life 2 - R4x0 - 1xAA
Half-Life 2 - R4x0 - 1xAA
Half-Life 2 - R4x0 - 2xAA
Half-Life 2 - R4x0 - 2xAA
Half-Life 2 - R4x0 - 4xAA
Half-Life 2 - R4x0 - 4xAA
Half-Life 2 - R4x0 - 6xAA
Half-Life 2 - R4x0 - 6xAA

ATi R520

Half Life 2 - R520 - 2xAA
Half Life 2 - R520 - 2xAA
Half Life 2 - R520 - 4xAA
Half Life 2 - R520 - 4xAA
Half Life 2 - R520 - 4xA-AA
Half Life 2 - R520 - 4xA-AA
Half Life 2 - R520 - 6xAA
Half Life 2 - R520 - 6xAA
Half Life 2 - R520 - 6xA-AA
Half Life 2 - R520 - 6xA-AA

Wie man deutlich auf den Screenshots erkennen kann, arbeitet das herkömmliche Anti-Aliasing sowie das Adaptive-AA auf der neuen ATi-Grafikkarte einwandfrei und liefert eine sehr gute Bildqualität. Mit den bekannten AA-Modi werden die Geometrie-Kanten gleich gut wie auf den nVidia-Pendants geglättet, nur das 6xAA ist, wie gewohnt, dem 4xAA der Kalifornier leicht überlegen. Das neue Adaptive-AA arbeitet ebenfalls sehr gut, auch wenn uns hier erst die 6xAA-Variante überzeugen konnte. Zwar werden bereits bei 4xA-AA die Alpha-Texturen relativ gut geglättet, jedoch ist die nVidia-Lösung der von ATi noch leicht voraus. Erst das 6xA-AA kann endgültig an der Konkurrenz vorbeiziehen. Das Adaptive-AA arbeitet trotz des Lobes aber auch nicht einwandfrei: So kann man an dem Kran einige Bildfehler erkennen, die aber hoffentlich in nächster Zeit behoben werden.

nVidia G70

AF-Tester - G70 - 2xAF
AF-Tester - G70 - 2xAF
AF-Tester - G70 - 4xAF
AF-Tester - G70 - 4xAF
AF-Tester - G70 - 8xAF
AF-Tester - G70 - 8xAF
AF-Tester - G70 - 16xAF
AF-Tester - G70 - 16xAF

ATi R4x0

AF-Tester - R4x0 - 2xAF
AF-Tester - R4x0 - 2xAF
AF-Tester - R4x0 - 4xAF
AF-Tester - R4x0 - 4xAF
AF-Tester - R4x0 - 8xAF
AF-Tester - R4x0 - 8xAF
AF-Tester - R4x0 - 16xAF
AF-Tester - R4x0 - 16xAF

ATi R520

AF-Tester - R520 - 2xAF
AF-Tester - R520 - 2xAF
AF-Tester - R520 - 4xAF
AF-Tester - R520 - 4xAF
AF-Tester - R520 - 8xAF
AF-Tester - R520 - 8xAF
AF-Tester - R520 - 16xAF
AF-Tester - R520 - 16xAF

ATi R520 (HQ)

AF-Tester - R520 - 2xAF (HQ)
AF-Tester - R520 - 2xAF (HQ)
AF-Tester - R520 - 4xAF (HQ)
AF-Tester - R520 - 4xAF (HQ)
AF-Tester - R520 - 8xAF (HQ)
AF-Tester - R520 - 8xAF (HQ)
AF-Tester - R520 - 16xAF (HQ)
AF-Tester - R520 - 16xAF (HQ)

Bei der Radeon X1k-Serie wird es wie bei dem R3x0 wieder einen Performance- und einen Quality-Mode bei der anisotropen Filterung geben. Der Performance-Modus unterschied sich so gut wie gar nicht von dem AF der alten R4x0-Serie, allerdings scheint das LOD minimal verschoben worden zu sein. Raja Koduri erwähnte uns gegenüber eine leicht verbesserte Präzision – ob durch jene der Effekt erzeugt wird, bleibt unbekannt und ist unserer Meinung nach auch relativ unwahrscheinlich.

Als wir den Quality-Modus aktivierten, trauten wir unseren Augen – oder eher gesagt dem AF-Tester – nicht: Der R5x0-Chip bietet wieder eine winkelunabhängige Filterung, was es bei ATi noch nie und bei nVidia seit dem NV35 nicht mehr gegeben hat! Zwar werden nicht alle Winkel mit dem voll eingestellten AF gefiltert, allerdings behandelt der neue AF-Algorithmus nun auch Winkel, die auf der Vorgängergeneration und auf den aktuellen nVidia-Grafikkarten einfach ignoriert werden. Dafür müssen wir ATi nach den deutlichen Verschlechterungen der Texturfilterung in letzter Zeit ein großes Lob aussprechen! Somit werden nun auch in Spielen mit eher untypischen Winkeln diese anisotrop gefiltert und nicht einfach ignoriert.

Das Bild mit 16-facher Filterung sieht im Gegensatz zu dem 8-fachem AF etwas merkwürdig aus. Warum die Blume in diesem Fall so aussieht, muss noch ungeklärt bleiben. So könnte es sein, dass ATi dort an der Präzision gespart hat, um nicht allzu viel Performance zu verlieren.

nVidia G70

Half Life 2 - G70 - 2xAF
Half Life 2 - G70 - 2xAF
Half Life 2 - G70 - 4xAF
Half Life 2 - G70 - 4xAF
Half Life 2 - G70 - 8xAF
Half Life 2 - G70 - 8xAF
Half Life 2 - G70 - 16xAF
Half Life 2 - G70 - 16xAF

ATi R4x0

Half Life 2 - R4x0 - 2xAF
Half Life 2 - R4x0 - 2xAF
Half Life 2 - R4x0 - 4xAF
Half Life 2 - R4x0 - 4xAF
Half Life 2 - R4x0 - 8xAF
Half Life 2 - R4x0 - 8xAF
Half Life 2 - R4x0 - 16xAF
Half Life 2 - R4x0 - 16xAF

ATi R520

Half Life 2 - R520 - 2xAF
Half Life 2 - R520 - 2xAF
Half Life 2 - R520 - 4xAF
Half Life 2 - R520 - 4xAF
8afHalf Life 2 - R520 - 8xAF
8afHalf Life 2 - R520 - 8xAF
Half Life 2 - R520 - 16xAF
Half Life 2 - R520 - 16xAF

ATi R520 (HQ)

Half Life 2 - R520 - 2xAF (HQ)
Half Life 2 - R520 - 2xAF (HQ)
Half Life 2 - R520 - 4xAF (HQ)
Half Life 2 - R520 - 4xAF (HQ)
Half Life 2 - R520 - 8xAF (HQ)
Half Life 2 - R520 - 8xAF (HQ)
Half Life 2 - R520 - 16xAF (HQ)
Half Life 2 - R520 - 16xAF (HQ)

Wie man auf den Screenshots und auch auf diversen selbstaufgenommenen Videos erkennen kann, hat sich die Bildqualität auch in der Praxis nicht verändert; das etwas veränderte LOD lässt sich auch bei mehrmaliger Wiederholung der Videos nicht erkennen. Somit ist das nVidia- und das ATi-AF qualitativ so gut wie gleichauf, solange bei nVidia die High-Quality-Einstellung verwendet wird und somit das Texturflimmern kaum noch auftritt. So kommt es auf das Spiel an, welcher Algorithmus das bessere Ergebnis liefert.

Ohne Probleme vorbeiziehen kann ATi jedoch mit dem neuen High-Quality-AF, was ATi auf den Namen „Area-Aniso“ getauft hat. Dieser filtert beinahe alle Winkel mit dem voll eingestellten AF-Grad, auch wenn das auf den Half-Life-2-Bildern nicht sichtbar wird, da diese nicht die entsprechenden Winkeln zeigen. Ein Spiel, das des öfteren diese Winkel benutzt, wäre beispielsweise „Gothic 2“.

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