Grafikkarten für VR: Synthetische FPS machen Mittelklasse-GPUs Beine 2/2

David Pertzborn 52 Kommentare

Testreihen, Testsystem und Grafikeinstellungen

Die Grafikkarten-Benchmarks wurden auf einem mit Standardtaktraten betriebenen Intel Core i7-6700K durchgeführt, der mit 16 Gigabyte Arbeitsspeicher nach DDR4-2666 im Dual-Channel-Modus bestückt war. Die verwendeten Treiber waren Crimson ReLive 17.10.1 beziehungsweise GeForce 387.92.

Als Grafikkarten kamen eine AMD RX 580 Gaming X 8G und eine Nvidia GTX 1060 Gaming X 6G von MSI zum Einsatz. Um zu sehen, was möglich wäre, wurde eine EVGA GeForce GTX 1080 Ti SC Black Edition mit in den Vergleich aufgenommen. Alle drei Grafikkarten liefen mit den vom Hersteller vorgegebenen Taktraten.

MSI Radeon RX 580 Gaming X
MSI Radeon RX 580 Gaming X (Bild: MSI)

Die Darstellung erfolgt auf einer Oculus Rift im Roomscale-Setup mit drei Sensoren. Für alle Tests hat der Tester das Headset selbst getragen, Abweichungen aufgrund unterschiedlicher Kopfbewegungen sind also nicht ausgeschlossen. Bei jeweils drei Durchläufen pro Grafikkarte und Spiel lagen die Unterschiede jedoch bei jeweils unter zwei Prozent. Für die Diagramme wurde der Durchschnitt aus den Durchgängen gebildet. Alle Messwerte wurden mit der Software Nvidia FCAT VR ermittelt.

Die getesteten Spiele im Detail

Getestet wurden fünf sehr verschiedene Titel, von denen eigentlich nur vier in die Kategorie „Spiel“ fallen. Sowohl was die offiziellen Anforderungen als auch die Optik angeht, liegen Welten zwischen den Probanden.

Google Earth VR ist kein Spiel, aber dafür besonders gut geeignet, um auch weniger technikaffine Verwandte ins Staunen zu bringen. Dafür lässt Google Earth VR den Nutzer zu all jenen Orten Reisen, die auch in allen anderen Versionen von Google Earth vorhanden sind. Die Testszene zeigt die ersten 25 Sekunden der Tour „Cities“. Von der Sicht über den kompletten Globus geht es hinab zum Colosseum in Rom.

Robo Recall ist das von Epic Games entwickelte Vorzeigespiel für Oculus Rift, wenn es um Grafik und Action geht. In der getesteten Mission müssen innerhalb von zwei Minuten so viele Roboter zerlegt werden, wie es dem Spieler mit Händen und Pistolen möglich ist. Die Grafikeinstellungen sind dabei maximiert, aber das Supersampling aus. Im dem für seine Immersion hoch gelobten Sci-Fi-Abenteuer Lone Echo wurde ein kurzer Flug über die Brücke der Raumstation mit anschließendem Blick über die Ringe des Saturn getestet. Im Zeitlupen-Shooter Superhot VR wurde ein Level aus der Mitte des Spiels eine Minute lang so weit gespielt, wie es die Zeit zuließ.

Als Benchmark-Szene in der Rennsimulation Project Cars 2 dient die gleiche, die auch im Test der PC-Version verwendet wurde, um einen Vergleich zu ermöglichen. Um überhaupt in spielbare Regionen vorzudringen, wurden die Grafikeinstellungen allerdings auf Niedrig gestellt. Nur die Texturen und der Texturfilter blieben auf „Hoch“ respektive „16 x“. Antialiasing vom Typ MSAA kam in der Einstellung „Mittel“ zum Einsatz.

Grafikkarten-Benchmarks und subjektive Eindrücke

Zu jedem Titel werden die durchschnittlichen FPS, die die Grafikkarten real leisten könnten, und eine Einschätzung zum Spielgefühl aufgeführt. Überall dort, wo es nötig war, wird mit einem Diagramm gezeigt, wann synthetische Zwischenbilder eingeschoben wurden. Sie sind in dem Diagramm nicht enthalten.

Wenig zu sagen gibt es über Google Earth VR und Superhot VR. Das Spielerlebnis ist auf beiden Mittelklasse-GPUs jederzeit flüssig und fehlerfrei, und dass die GTX 1060 im ersten Titel fast 40 Prozent schneller ist, bleibt eine theoretische Betrachtung. Dank VSync auf 90 FPS gibt es hier keinen Unterschied im Ergebnis. Die 90 FPS halten beide.

Theoretisch mögliche Leistung
  • Google Earth VR:
    • GTX 1080Ti
      349,7
    • GTX 1060
      222,9
    • RX 580
      162,1
  • Robo Recall:
    • GTX 1080Ti
      108,5
    • GTX 1060
      86,2
    • RX 580
      84,8
  • Lone Echo:
    • GTX 1080Ti
      134,1
    • GTX 1060
      64,3
      Hinweis: Teilweise synthetische Frames
    • RX 580
      59,3
      Hinweis: Teilweise synthetische Frames
  • SUPERHOT VR:
    • GTX 1080Ti
      225,7
    • GTX 1060
      142,2
    • RX 580
      141,0
  • Project Cars 2 (bewölkt):
    • GTX 1080Ti
      97,0
    • GTX 1060
      58,1
      Hinweis: Teilweise synthetische Frames
    • RX 580
      54,2
      Hinweis: Teilweise synthetische Frames
  • Project Cars 2 (Gewitter):
    • GTX 1080Ti
      88,0
      Hinweis: Teilweise synthetische Frames
    • RX 580
      50,2
      Hinweis: Teilweise synthetische Frames
    • GTX 1060
      49,0
      Hinweis: Teilweise synthetische Frames

Auch in Robo Recall waren mit GeForce GTX 1060 oder Radeon RX 580 im Test unter dem Headset keine Ruckler oder Hänger feststellbar. Nach circa einer halben Stunde im Spiel kam es jedoch zu einem leichten Unwohlsein, das bei der GeForce GTX 1080 Ti nicht auftrat. Die Erklärung findet sich bei der Betrachtung der FCAT-VR-Messergebnisse: Weil die Framerate auf beiden Grafikkarten relativ nahe an den angestrebten 90 FPS und offensichtlich in der Regel auch knapp darüber liegt, wird in dem Spiel nicht auf den 45-Hz-Modus mit Zwischenbildern umgestellt. Im Diagramm ist deshalb zu erkennen, dass deutlich mehr verworfene Bilder (Framedrops, rote Stellen) auftreten als bei Lone Echo und Project Cars 2, obwohl die durchschnittlichen FPS dort deutlich niedriger liegen. In diesen Titeln wechselt das Spiel aber auch auf den 45-FPS-Modus.

Synthetische Frames haben einen großen Effekt

Beide Titel fühlen sich so weiterhin perfekt flüssig an. Dass mit synthetischen Zwischenbildern gearbeitet wird, fällt erst beim Betrachten der Messergebnisse auf. Mit diesem Wissen können dann jedoch Unstimmigkeiten provoziert werden, indem mit schnellen Kopfbewegungen abwechselnd rechts und links an einem schmalen Hindernis vorbeigeschaut wird. Hier scheint das Bild dann für einen kurzen Augenblick nicht ganz zu stimmen. Beim normalen Spielen fällt das aber (zumindest aus Sicht des Testers) nie auf.

Abseits der Gratwanderung entlang der 90-FPS-Grenze in Robo Recall ist den beiden Mittelklasse-GPUs dank der Tricks im SDK somit eine ausreichend hohe Leistung in allen Spielen zu attestieren. Ohne synthetische FPS gibt es das mit der GeForce GTX 1080 Ti. Warum die Mehrleistung zwischen knapp 30 und 130 Prozent schwankt, und wo sich die High-End-Grafikkarte über mehrere Titel einreiht, bleibt in zukünftigen Tests zu klären.

Supersampling bringt mehr Schärfe

Wenig Spielraum gibt es mit GPUs der Mittelklasse im Bereich Supersampling. Dabei ist die höhere Schärfe in Folge von Supersampling mit dem Faktor 1,5 x oder höher insbesondere beim Lesen von Schriften deutlich sichtbar und wesentlich zielführender als höhere Details von Schatten oder anderen Objekten. Auch entfernte Gegenstände oder Gegner lassen sich damit besser erkennen.

Eine interessante Möglichkeit bietet sich bei Spielen, in denen die Grafikleistung gerade eben nicht für absolut flüssige 90 FPS ausreicht, das Spiel also immer wieder zwischen echten 90 FPS oder 45 FPS hin und her schaltet. Im Test war das bei Robo Recall der Fall. Wenn der Spieler ähnlich gut von den künstlichen Zwischenbildern getäuscht wird wie der Autor, kann Supersampling hier genutzt werden, um die Bildqualität zu erhöhen und gleichzeitig 45 FPS dauerhaft zu provozieren. Die FPS sind dann konstant unfühlbar „schlecht“ und das Bild dank Supersampling schärfer.

Selbst in Spielen, die immer über 90 FPS liefern, ist diese Einstellung damit einen Versuch wert – fallen die Zwischenbilder nicht auf, kann sich der Spieler so über die höhere Schärfe freuen, obwohl er die als absolut notwendig verschrieenen 90 FPS gerissen hat.

Fazit

Auch für Virtual Reality gilt: Es muss nicht High End sein. Wer eine aktuelle Mittelklasse-Grafikkarte sein Eigen nennt, kann bedenkenlos den Einstieg in die virtuelle Realität wagen und wird nicht auf unlösbare Leistungsprobleme treffen. Ob die GPU von AMD oder Nvidia kommt, ist in den hier getesteten Titeln und der betrachteten Leistungsklasse dabei völlig egal. Die Empfehlungen von Oculus und HTC für Rift und Vive sind also keine Augenwischerei.

Zu verdanken ist das in weiten Teilen auch der hervorragenden „Schummelei“ der Headsets beziehungsweise deren SDKs, die mittlerweile auch aus 45 FPS noch gefühlt flüssige 90 FPS zaubern, indem einfacher zu erstellende Zwischenbilder mit altem Inhalt um neue Positionsdaten ergänzt werden. Wie stark das auffällt, ist vom Spiel, aktuellen Bildschirminhalt und Spieler abhängig. In der Regel ist das Resultat aber verblüffend überzeugend.

Spannend bleibt, was in naher und ferner Zukunft zu erwarten ist. Sobald die im Oktober erschienenen Windows-Mixed-Reality-Headsets mit SteamVR kompatibel und damit für Spieler interessant sind, gilt es plötzlich, 60 Prozent mehr Pixel zu beschleunigen. Wie viel Mehrleistung dafür nötig wird, muss sich noch zeigen.

Ob und wann Entwickler dazu übergehen werden und müssen, die steigende Pixeldichte mit Tricks wie „Foveated Rendering“ (inklusive Eye-Tracking) in den Griff zu bekommen, darüber kann aktuell nur spekuliert werden. Rein theoretisch sind über diese Technik aber noch deutlich höhere Auflösungen auf aktueller Hardware möglich, weil immer nur der gerade von den Augen direkt betrachtete Bereich in hohen Auflösungen berechnet wird.

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