Downsampling How-to: Bessere Grafik in jedem Spiel für Radeon und Geforce - Jetzt komplett überarbeitet

Beim Downsampling handelt es sich um Berechnungen am Ende eines Rendervorgangs. Bei diesem Prozess werden Grafikinformationen auf das Ausgabeformat beziehungsweise die Ausgabeauflösung reduziert ("downsampled"). Das ist beispielsweise dann nötig, wenn Pixel mehrfach abgetastet werden - wie bei aktivem Anti-Aliasing. Das nachfolgend beschriebene Downsampling erhielt seinen Namen durch die Funktionsweise: Sie erstellen per Tool oder Grafiktreiber Auflösungen jenseits der nativen Ihres Monitors und können Sie anschließend nutzen - aber nicht in 1:1-Darstellung, der Grafikchip rechnet die gesteigerte Pixelmenge vor der Ausgabe auf Ihre native Auflösung herunter. Dieses Downsampling ist nichts anderes als Supersample-AA mit regelmäßigem/geordnetem Abtastmuster, besser bekannt als OGSSAA (Ordered Grid Supersample-AA).

Downsampling: Was bringt's? Wer braucht's?

Der Rummel um Downsampling hat einen simplen Grund: Die damit erreichbare Grafikqualität ist hervorragend und ermöglicht hochwertige Glättung in ausnahmslos jedem Spiel. Das gilt auch für Titel, die gar keine AA-Unterstützung oder lediglich Weichzeichner zur Glättung bieten, etwa Arcania, Borderlands 2, Diablo 3, GTA 4, Mass Effect 3, Medal of Honor 2010, LA Noire, Torchlight 2 und weitere. Hier liegt der Vorteil des Downsamplings: Nur in Spielen mit funktionierendem Multisample-AA (MSAA) ist es möglich, die insgesamt beste Glättung, SGSSAA, zu nutzen - Downsampling funktioniert ohne Ausnahmen.

Mithilfe von Downsampling bekommen Sie den Informationsgehalt eines deutlich höher aufgelösten Bildes zu Gesicht: Die durch das Herunterrechnen entstehende Supersample-Glättung erfasst jedes Objekt, auch Texturen und Pixelshader - herkömmliches Multisample-AA (MSAA) ist hier wirkungslos. Die modernen Postfilter FXAA und MLAA bearbeiten zwar die komplette Szene, verwaschen jedoch Details und sind gegen zeitliches Aliasing (wabernde Kanten, feines Flimmern) machtlos. Downsampling alias OGSSAA geht effektiv gegen diese Probleme vor und lässt sich frei mit MSAA, FXAA & Co. kombinieren.

Sehen wir uns zunächst an, was Downsampling in AA-inkompatiblen Spielen (Arcania: Gothic 4 und GTA 4) leistet:

Gothic 4: Grafikvergleich

GTA 4: Grafikvergleich

Deutlich erkennbar: Downsampling glättet nicht nur jedes Objekt, sondern schärft auch die Texturen. Details zum AF-Effekt von Super- und Downsampling erfahren Sie im Artikel 64x, 48x und 32x gegen 16x AF: Zukunft trifft Gegenwart.

Downsampling: Voraussetzungen

Für erfolgreiches Downsampling sollten Sie einen "normalen" Flachbildschirm besitzen: Von 19 bis 27 Zoll ist alles erprobt und prinzipiell downsamplingfähig. Einen Sonderfall stellen Monitore mit nativ 2.560 x 1.600 oder 2.560 x 1.440 Pixeln dar: Diese erlauben keine benutzerdefinierten Auflösungen und damit auch kein Downsampling dieser Art. Ansonsten gilt: Die meisten erfolgreichen "Downsampler" nutzen Windows 7; Service-Pack und Bit-Ausführung (32/64 Bit) spielen keine Rolle.

Ob eine Radeon- oder eine Geforce-Grafikkarte zum Einsatz kommt, spielt für das Funktions- und Nutzungsprinzip keine Rolle, lediglich die im Folgenden beschriebene Einrichtung verläuft anders. Wir empfehlen prinzipiell schnelle Grafikkarten, da Downsampling zu den rechenaufwändigsten Methoden der Bildglättung gehört. Besitzer einer Geforce GTX 460 und Radeon HD 6850 dürfen erste Versuche wagen, richtig Spaß kommt jedoch erst mit einer Grafikkarte des Schlages Geforce GTX 570, GTX 660 oder Radeon HD 6950/7850 auf. Für besonders hohe Auflösungen raten wir zu einer Grafikkarte mit mindestens 2 GiByte Grafikspeicher.

Downsampling mit einer Geforce: Das Custom-Resolutions-Menü

Downsampling: Custom Resolutions Liste [Quelle: Siehe Bildergalerie] Geforce-Besitzer benötigen keine Zusatzprogramme, sie führen alle nötigen Einstellungen im Geforce-Treiber durch. Klicken Sie zunächst unter "Anzeige" auf "Auflösung ändern". Ein Klick auf das unten platzierte "Anpassen..." offenbart alle verfügbaren Auflösungen. Sofern nicht bereits gesetzt, versehen Sie die Option "Auflösungen aktivieren, die auf der Anzeige nicht verfügbar sind" mit einem Haken. Der eigentliche Bastelaufwand beginnt nach einem Klick auf "Benutzerspezifische Auflösung erstellen". Wichtig: Folgen Sie nun genau unserer Anleitung. Wenn Sie davon abweichen, sind Fehlschläge programmiert.

Sie sehen nun Ihre native Auflösung und die Bildwiederholrate. Besitzer eines 1920er-Displays können die Auflösung pro Achse relativ komplikationsfrei um 50 Prozent erhöhen. Das bedeutet: 2.880 x 1.620 (16:9) respektive 2.880 x 1.800 (16:10) sind mit hoher Wahrscheinlichkeit möglich, ohne dass Sie stundenlang testen müssen. Tragen Sie die entsprechende Auflösung oben ein. Ein Klick auf "Test" (unten) führt zur Applikation der Auflösung. Erblicken Sie nun einen Desktop mit geschrumpften Objekten und vermeintlich unscharfer Schrift, ist das Experiment auf Anhieb geglückt. Bestätigen Sie in diesem Fall die Auflösung.

Sie sehen schwarz? Dann drücken Sie Escape, woraufhin das Bild wiederhergestellt werden sollte. Mitunter dauert die Rückkehr einige Sekunden, die Sie durch die Tastenkombination Strg + Alt + Entf verkürzen können. Probieren Sie die eingestellte Auflösung testweise mit dem Timingset "Automatisch". Schlägt auch dieser Test fehl, stellen Sie erneut "Manuell" ein und lesen Sie weiter.

Downsampling mit einer Geforce: Tweaken bis zum Maximum

Der Unterpunkt "Gesamtzahl der Pixel" ist nun Ihr bester Freund. Was diese Option genau macht weiß zwar nur Nvidia, doch hat es sich bewährt, die hier eingetragene Zahl zu erhöhen. Beim typischen 1080p-Bildschirm begegnet Ihnen hier die Zahl 2.200. Tragen Sie testweise 2.300 oder 2.400 ein - spätestens jetzt sollte der Test gelingen. Tut er das wider Erwarten nicht, müssen Sie zusätzlich die Bildwiederholrate reduzieren. Unterhalb von 50 Hz arbeiten nur die wenigsten LCDs, probieren Sie daher etwas im Bereich von 57 bis 58 Hz. Die maximale Downsampling-Auflösung Ihres Bildschirms finden Sie durch Ausprobieren heraus. Übertreiben Sie die Spielerei mit den Gesamtpixeln aber nicht! Tragen Sie zu hohe Zahlen ein, wird möglicherweise ein Bild dargestellt, allerdings fehlerhaft und unansehnlich. Am Ende landen Sie möglicherweise hier:

Glückwunsch, Sie können nun auf 2x2 (4x) Supersampling-AA zugreifen! Beachten Sie die Zahl 2.800 bei den Gesamtpixeln sowie die reduzierte Bildwiederholrate. Beides ist nötig, um diese Pixelflut darzustellen. Nutzen Sie die Angaben ruhig als Orientierung, denn wir haben viele Monitore mit diesen Werten zu 3.840 x 2.160 überredet - Ihr Bildschirm kann sich jedoch anders verhalten.

Downsampling mit einer Radeon

Downsampling ist zumindest für Geforce-Besitzer ein alter Hut. Dank unermüdlicher Bastler kommen nun auch Radeon-Nutzer in den Genuss der immer funktionsfähigen Vollbildglättung, ohne dass die Einrichtung zu kompliziert ist. Dafür benötigen Sie eine installierte Java-Umgebung und das darauf basierende AMD-Downsampling-GUI von sakulthefirst. Jenes Programm ist nötig, um dem Catalyst-Treiber benutzerdefinierte Auflösungen einzuflößen.

AMD Downsampling-GUI: Hiermit tragen Radeon-Besitzer die Downsample-Auflösungen ein. [Quelle: Siehe Bildergalerie]
Das Programm starten Sie über die Downsample.exe. Im nun geöffneten Fenster klicken Sie auf "Erstellen". Nutzer eines Bildschirms mit nativ 1.920 x 1.080 Pixeln starten mit "Width 2560" und "Height 1440" (siehe Bild) oder wählen eines der Presets aus. Anschließend sollte die neue Auflösung sowohl in den Windows-Anzeige-Eigenschaften als auch in Spielen verfügbar sein - mit verkleinerter Schrift. Das nutzbare Limit bei den meisten Hardware-Kombinationen liegt derzeit bei 2.720 x 1.530 (16:9) respektive 2.720 x 1.700 Pixeln (16:10). Höhere Auflösungen, etwa 2.880 x 1.620, verursachen meistens Bildfehler. Beachten Sie, dass 2.720 x 1.530 wegen der krummen Pixelzahl schlechter aussehen kann als 2.560 x 1.440. Die letztgenannte Auflösung funktionierte in unseren Tests immer - auf einem 120-Hz-LCD sogar mit bis zu 85 Hertz - und stellt daher unsere Empfehlung dar. Eine Handvoll Nutzer mit HD-5000-GPUs berichtet, dass selbst 3.840 x 2.400 funktioniert - da hilft nur Ausprobieren.

Downsampling: Mögliche Auflösungen

Prinzipiell lässt sich jede Zahlenkombination als Custom-Resolution eintragen - vorausgesetzt, Sie überschreiten damit nicht das Hertz-Limit Ihres Monitors. Aktuelle LC-Displays arbeiten entweder mit einem 16:9- oder einem 16:10-Zeilen-Spalten-Verhältnis. Die Erfahrung zeigt, dass krumme Steigerungen der Auflösung zu Flimmern führen - "krumm" im Sinne des Steigerungsfaktors: 2.134 x 1.334 ist beispielsweise eine korrekte 16:10-Auflösung, die Pixelzahl wurde jedoch um den ungeraden Faktor 1,27 erhöht. Das Flimmern lässt sich vermeiden, wenn Sie die Pixelzahl um 50 oder gar 100 Prozent erhöhen - und nichts dazwischen. Von 75 Prozent mehr Pixeln pro Achse raten wir ab, da der Downsampling-Filter hier versagt und es zu Aliasing (Flimmern) kommt. Erhöhen Sie die Auflösung um nur 25 Prozent, tritt zwar kein Flimmern auf, die Bildschärfe lässt jedoch etwas nach.

Besitzern eines Full-HD-Monitors (16:9, 1.920 x 1.080) empfehlen wir die folgenden Auflösungen:

• 2.400 x 1.350 (+25 Prozent pro Achse)
• 2.880 x 1.620 (+50 Prozent pro Achse)
• 3.840 x 2.160 (+100 Prozent pro Achse)

Nutzer eines 16:10-LCDs mit der nativen Auflösung 1.680 x 1.050 sollten eine dieser Auflösungen ausprobieren:

• 2.100 x 1.314 (+25 Prozent pro Achse)
• 2.520 x 1.576 (+50 Prozent pro Achse)
• 3.360 x 2.100 (+100 Prozent pro Achse)

Besitzer eines Bildschirms mit 1.920 x 1.200 Kristallen sollten diese Werte ausprobieren:

• 2.400 x 1.500 (+25 Prozent pro Achse)
• 2.880 x 1.800 (+50 Prozent pro Achse)
• 3.840 x 2.400 (+100 Prozent pro Achse)

Downsampling: Mit 120 Hertz zum Sieg

Besitzer eines 120-Hz-Displays dürfen sich freuen, denn damit sind die meisten nichtstandardisierten Auflösungen mit weit mehr als 60 Hertz möglich. Im Test mit einem Benq XL2410T (Preisvergleich) gelang es uns, 2.400 x 1.350 mit 93 Hertz einzutragen, während 2.880 x 1.620 noch mit bis zu 77 Hertz akzeptiert wurde. In beiden Fällen half es, die Gesamttzahl der Pixel bis ans Limit zu erhöhen - so quetschen Sie das letzte Hertz aus ihrem Display. Bei 3.840 x 2.160 kapituliert aber auch der 120er-Monitor, mehr als 60 Hz sind nicht möglich.

Downsampling-Probleme: Wenn die Auflösungen nicht angeboten werden

Die neu erstellten Auflösungen werden Ihnen zwar auf dem Windows-Desktop, aber nicht in Spielen angeboten? Dann müssen Sie Ihren Monitortreiber modifizieren. Dies war in unseren zahlreichen Tests nicht nötig, es ist aber nicht ausgeschlossen, dass der Treiber einen Riegel vorschiebt. Auch dieses Vorgehen ist zeitaufwendig und nicht ganz so trivial wie die Zahlenspiele im Nvidia-Treiber. Hier verweisen wir an dargos Downsampling-Kompendium im 3DCenter-Forum.

Downsampling: Leistungskosten

Jedes Pixel muss berechnet werden, daher stellen extrem hohe Auflösungen gigantische Anforderungen an die Grafikkarte. 3.840 x 2.160 anstelle von 1.920 x 1.080 bedeutet für die Grafikkarte den vierfachen Rechenaufwand (4x Supersampling) - im schlimmsten Fall fällt die Bildrate eins zu eins. Dabei handelt es sich jedoch um den Worst Case. Werfen wir einen Blick auf Crysis 2 (DX9):

2.880 x 1.620 (16:9) via Downsampling ist zumindest auf einer High-End-Grafikkarte spielbar möglich. Die standardisierte 30-Zoll-Auflösung 2.560 x 1.600 (16:10) bürdet der Grafikkarte etwa zehn Prozent weniger Last auf.

Downsampling: Fazit

In Zeiten, wo zahlreiche Spiele auf ordentliche Kantenglättung verzichten, ist Downsampling die passende Waffe gegen Aliasing. Doch auch in Spielen, die Kantenglättung erlauben, ist die Erhöhung der Rendergenauigkeit eine lohnenswerte Methode für höchste Bildqualität. Gerade Besitzer von High-End-Grafikkarten bekommen mit Downsampling - neben SGSSAA - eine weitere Möglichkeit, um ihren teuren Spielkameraden auszufahren.

Sie haben Fragen? Dann stellen Sie sie! Vieles beantwortet sich beim Schmökern unseres Artikels, tiefergehende Dinge - etwa das Downsampling unter DX10/11 - werden im Forum des 3D-Centers behandelt. Bis AMD und Nvidia eine offizielle Implementierung wagen, bleibt Downsampling eine (äußerst attraktive) "Frickellösung". Was halten Sie davon?