VR Benchmarks: So viel Leistung benötigen Spiele für die HTC Vive

Einleitung

Für VR bedarf es sehr schneller PC-Systeme, langsamer als eine GeForce GTX 970 oder Radeon R9 290 sollte die Grafikkarte laut Valve und Oculus nicht sein. Aber was bedeuten diese Mindestanforderungen in der Praxis? Und gibt es vielleicht auch positive Ausnahmen?

ComputerBase hat acht Grafikkarten in vier verschiedenen Leistungsklassen und zwei Multi-GPU-Systeme mit der HTC Vive in den VR-Spielen A10-VR, Cloudlands: Minigolf VR, Hover Junkers und Elite: Dangerous getestet und ist auf interessante Ergebnisse gestoßen.

Hinweis / Disclaimer

Bis zur Veröffentlichung der ersten VR-Brillen für Endkunden sind noch drei Wochen Zeit und die Entwickler arbeiten fieberhaft an der Fertigstellung ihrer Spiele. ComputerBase hat bewusst Titel, die zum Start verfügbar sein werden, ausgewählt, trotzdem sind positive Entwicklungen bis Anfang April nicht auszuschließen. Frontier Developments, Entwickler von Elite: Dangerous, hat beispielsweise angekündigt, in Kürze ein Update bereit zu stellen, das die Leistung im Weltraum in der Nähe von Planeten erhöht – die Testsequenz ist ein solcher Orbit mit Asteroidengürtel. ComputerBase bleibt an diesem Thema und der Leistung in anderen Spielen dran.

We've chosen games, which will be available for customers when the HTC Vive is delivered. However, all titles are still work in progress. We want to give VR enthusiasts an idea about the hardware requirements in actual games and the consequences of missing the 90 FPS threshold. It's not a final verdict on VR performance – not even regarding the games tested. Frontier Developments already announced another update, which should reduce GPU load in planetary orbit.

Alle 11,1 ms braucht es ein neues Bild

Die HTC Vive setzt wie die Oculus Rift in 1. Generation auf Bildschirme mit einer Bildwiederholfrequenz von 90 Hertz und VSync. Es wird also alle 11,1 Millisekunden ein neues Bild vom Bildschirm dargestellt. Und um Unwohlsein in der virtuellen Welt zu vermeiden, muss der Rechner in der Lage sein, auch alle 11,1 ms ein neues Bild gerendert zu haben.

Andernfalls wird beim nächsten Refresh des Bildschirms das letzte fertige Bild erneut dargestellt. Die effektive Bildwiederholrate sinkt damit auf 45 Hertz, was beim Tragen der Brille sofort auffällt. Das Bild zuckt und setzt Kopfbewegungen mit einer zusätzlichen Verzögerung von mindestens 11,1 ms spürbar zu langsam um. Schon kleinste Aussetzer stören, fallen sie dauerhaft an, ist das für jedermann nur kurz verkraftbar.

PCs sind entweder schnell genug – oder nicht

Das macht Hardwareanforderungen für Rechner in VR-Spielen schnell zu einem digitalen Prinzip: Entweder liefert das System alle 11,1 ms ein Bild, oder nicht. Ob der Rechner auch alle 5,55 ms ein Bild liefern könnte, spielt dank VSync aktuell keine Rolle. Schon heute träumen Entwickler für VR allerdings von 144 Hz oder mehr, um die Latenzen noch niedriger zu halten und die virtuelle Welt noch echter zu gestalten.

Supersampling erhöht die Auflösung

Neben der hohen erforderlichen Bildwiederholrate und den an sich schon hochauflösenden Displays mit kombiniert 2.160 × 1.200 Pixeln treibt ein weiterer Einflussfaktor die Anforderungen an die Grafikkarte in die Höhe: Supersampling. Um Treppeneffekte zu minimieren, setzen viele Hersteller auf diese Technik, der Faktor 1,4 zwischen gerenderter und dargestellter Auflösung ist weit verbreitet. Die Rennsimulation Live for Speed lässt die Engine so 3.024 × 1.680 Pixel berechnen.

Zehn Systeme und vier Spiele

Ausgehend von einem System mit den Mindestanforderungen hat ComputerBase vier weitere Leistungsklassen in den Vergleich aufgenommen. Zwei Single-GPU-Klassen übertreffen die Mindestanforderungen, eine liegt darunter. Darüber hinaus kamen Multi-GPU-Systeme zum Einsatz. Oder besser: Sollten sie kommen.

Klasse	AMD	Nvidia
Multi-GPU	2 × Radeon R9 Nano	2 × GeForce GTX 980 Ti
High-End I	1 × Radeon R9 Fury X	1 × GeForce GTX 980 Ti
High-End II	1 × Radeon R9 390X	1 × GeForce GTX 980
Mindestanforderung	1 × Radeon R9 290	1 × GeForce GTX 970
Mittelklasse	1 × Radeon R9 280X	1 × GeForce GTX 770

Die Basis war in jedem Fall dieselbe: Ein Intel Core i7-4770K mit 8 GB Arbeitsspeicher, Windows 10, GeForce 362.00 beziehungsweise Crimson 16.2.1 Hotfix und Windows 10 (64 Bit).

Als Spiele kommen die reinen VR-Titel A10-VR, Cloudlands: Minigolf VR und Hover Junkers sowie das „klassische PC-Spiel“ Elite: Dangerous in der VR-Version zum Einsatz. Die drei VR-Titel gehören zum Startaufgebot der Vive, erscheinen also schon in wenigen Wochen. Elite: Dangerous ist bereits erhältlich.

SteamVR Performance Test als Ausgang

Bis zum Versand der VR-Brillen bleibt Anwendern aktuell nur der Griff zu synthetischen Benchmarks, die eine Aussage über die Tauglichkeit des Systems für VR geben. Der prominenteste ist der SteamVR Peformance Test von Valve, der auf der VR-Demo Aperture Robot Repair basiert. Vor den Praxistests mussten alle Testkonfigurationen diesen Benchmark durchlaufen.

Obwohl keine der getesteten Grafikkarten im Benchmark einen Frame nicht innerhalb von 11,1 ms schafft, fällt die Spreizung zwischen den Ergebnissen hoch aus. Der Grund: Der Benchmark passt den Detailgrad automatisch an. Er bleibt damit auf den meisten Systemen flüssig, schwache Grafikkarten erreichen aber trotzdem ein deutlich niedrigeres Ergebnis.

Hier nicht abgebildet ist das Ergebnis der zwei Radeon R9 Nano: Sie erreichen 10,5 Punkte und rendern 10.472 Frames – beides liegt unter dem Ergebnis der GeForce GTX 980 Ti. Die wiederum lief nicht in SLI, Multi-GPU scheint in der Tat noch nicht unterstützt zu werden.

Testergebnisse aus der Praxis

Wichtiger als die Ergebnisse im SteamVR Performance Test sind deshalb die Resultate in den Spielen. In jedem Spiel wurden über 90 Sekunden die Frametimes protokolliert, während ein Redakteur das Spiel mit der aufgesetzten VR-Brille immer wieder auf dieselbe Art und Weise gespielt hat. Die Benchmarks sind damit zwar nie zu 100 Prozent reproduzierbar gewesen, über die Länge der Aufzeichnung geben sie trotzdem ein adäquates Bild der Leistungsfähigkeit ab.

A10-VR

Im Arcade-Shooter A10-VR zeigen alle getesteten Grafikkarten durchschnittliche Frametimes unter den geforderten 11,1 ms – doch in diesem wie auch in allen anderen Titeln sind nicht deren Durchschnitt sondern deren Verlauf von Relevanz.

Im Verlauf der Frametimes zeigt sich, dass nur GeForce GTX 980 Ti, Radeon R9 Fury X, Radeon R9 390X und Radeon R9 290 ohne dauerhafte Ausreißer bleiben – nur bei den drei Topmodellen sind auch Explosionen im Sichtfeld butterweich, bei allen anderen gibt es zum Ende des Tests längere Ausreißer in Folge vieler Explosionen.

Keinen Spaß macht das Spiel auf der Radeon R9 280X, die GeForce GTX 770 knickt bei vielen Explosionen deutlich ein. Wann hat es das bei einem Spiel, das nur 61,6 MB groß ist, zuletzt gegeben?

Grafikkarte	Relevante Ausreißer über 11,1 ms	Einfluss auf Spielbarkeit
GeForce GTX 770	ja	noch spielbar
GeForce GTX 970	ja	gut spielbar
GeForce GTX 980	ja	gut spielbar
GeForce GTX 980 Ti	nein	sehr gut spielbar
Radeon R9 280X	ja	unspielbar
Radeon R9 290	ja	gut spielbar
Radeon R9 390X	nein	sehr gut spielbar
Radeon R9 Fury X	nein	sehr gut spielbar