Downsampling: Bessere Grafik in jedem Spiel, auch in Crysis 2 - Update mit Geforce-Treiber 295.51

Update: Nvidias neuester Grafiktreiber, der Geforce 295.51 Beta, scheint das Downsampling etwas voranzutreiben. Schenkt man ersten Nutzerberichten Glauben, eignet sich der Geforce 295.51 deutlich besser zum "Downsampeln" als die Treiber-Branches 280 bis 290. Letztere ermöglichten im Laufe der Zeit immer geringere Downsampling-Auflösungen und/oder Bildwiederholraten, weshalb viele Spieler einen Treiber der 27x-Reihe bevorzugten. Der Geforce 295.51 scheint das gute DS-Verhalten jener Treiber wiederherzustellen, sodass auch wieder 2x2 Downsampling möglich ist – etwa 3.840 x 2.160 anstelle von 1.920 x 1.080 Pixeln. Wie lauten Ihre Erfahrungen? Wir werden uns den Treiber beizeiten ansehen.

Downsampling: Wie bitte?
Beim sogenannten Downsampling handelt es sich um Berechnungen am Ende eines Rendervorgangs. Hierbei werden Grafikinformationen auf das Ausgabeformat respektive die Ausgabeauflösung reduziert ("downsampled" = vermischt). Das ist beispielsweise dann nötig, wenn Pixel mehrfach abgetastet werden, etwa bei aktivem Anti-Aliasing, und traditionell eine Aufgabe des Grafikchips. Das nachfolgend beschriebene Downsampling ist ein auf Geforce-Grafikkarten beschränkter Trick: Sie erstellen in Eigenregie neue, höhere Auflösungen und können Sie anschließend in Spielen anwählen. Die GPU rechnet die gesteigerte Pixelmenge vor der Ausgabe auf Ihre native Auflösung herunter, wodurch Vollbild-Glättung entsteht. Radeon-GPUs erlauben lediglich unter Windows XP rudimentäres Downsampling, weshalb wir uns vorerst auf die relativ triviale Geforce-Methode beschränken.

Downsampling: Was bringt's? Wer braucht's?
Der Rummel um "Downsampling" hat einen simplen Grund: Die damit erreichbare Grafikqualität ist hervorragend und erlaubt (Supersampling-)Kantenglättung in jedem Spiel – auch in solchen, die keine AA-Unterstützung bieten. Vereinfacht formuliert bekommen Sie den Informationsgehalt eines deutlich höher aufgelösten Bildes zu Gesicht. Die durch das Herunterrechnen entstehende Supersampling-Glättung erfasst absolut jedes Objekt, auch Texturen und Pixelshader; herkömmliches Multisampling-AA (MSAA) ist hier wirkungslos. Downsampling sorgt also für ein vollständig glattes und dennoch scharfes Bild. Natürlich lassen sich MSAA und SSAA/Downsampling kombinieren, womit das bestmögliche (und äußerst rechenintensive) Bild entsteht. Randnotiz: Downsampling ist nichts anderes als Ordered Grid Supersampling-AA (OGSSAA). Dieses können Sie auf Geforce-Grafikkarten auch per Nvidia Inspector aktivieren. Der Vorteil des Downsamplings: Es funktioniert immer und kollidiert nicht mit Vollbild-Effekten wie Motion Blur, was zu Unschärfe führen kann.

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

Gothic 4: Grafikvergleich

GTA 4: Grafikvergleich

GTA 4: Grafikvergleich

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

Downsampling: Voraussetzungen
Lesen Sie die folgende Anleitung bitte ganz genau. Einige Schritte erfordern die Einhaltung der genannten Reihenfolge, welche über Erfolg oder Misserfolg entscheidet. Folgende Komponenten qualifizieren sich derzeit für Downsampling:

• Geforce-Grafikkarte ab der 8. Generation (Geforce 400/500 empfohlen)
• Windows 7 oder Vista (Variante, Bits und Service Pack egal)
• LCD mit weniger als 30 Zoll (ideal: 1050p und 1080p)
• Aktueller Geforce-Treiber (266+ empfohlen)

Wie erwähnt: Für das Geforce-Downsampling ist Windows 7 oder Windows Vista vonnöten. Ob eine 32- oder 64-Bit-Variante zum Einsatz kommt, ist, ebenso wie das verwendete Service-Pack, irrelevant. Wichtig ist, dass Sie einen "normalen" Flachbildschirm nutzen: Von 19 bis 27 Zoll ist alles erprobt und prinzipiell downsamplingfähig. Monitore der 30-Zoll-Klasse hingegen akzeptieren keine Eigenbau-Auflösungen oberhalb ihrer nativen (2.560 x 1.600). Besitzern dieser Boliden bleiben nur Einzelfälle, etwa Crysis, das sich per Konsole oder Config-Datei zu Downsampling überreden lässt.

 

Downsampling: Custom Resolutions Liste [Quelle: siehe Bildergalerie]

Downsampling: Das Custom-Resolutions-Menü
Alle am Anfang nötigen Schritte lassen sich im Geforce-Treiber-Panel durchführen. 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. Bevor Sie eine Ziffer ändern, klicken Sie auf "Timing", womit weitere Optionen freigelegt werden. Den "Standard" setzen Sie auf "Manuell". Erst jetzt widmen Sie sich den Zahlen darüber. 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 – mehr nicht. 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: 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 – im PCGH-Testlabor klappte es bei zahlreichen Monitoren diverser couleur – 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. Übrigens: Übertreiben Sie die Spielerei mit den Gesamtpixeln nicht. Tragen Sie zu hohe Zahlen ein, kann es passieren, dass zwar ein Bild dargestellt wird, dieses jedoch fehlerhaft und unansehnlich ist. 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.

Downsampling: Mögliche Auflösungen
Prinzipiell lässt sich jede Zahlenkombination als Custom-Resolution eintragen – vorausgesetzt, Sie überschreiten damit nicht das Hertz-Limit Ihres Monitors. 3.840 x 2.160 (16:9) respektive 3.840 x 2.400 (16:10) ist laut aktuellem Kenntnisstand das realisierbare Maximum. Hierfür ist bereits eine Hertz-Reduktion nötig. Wichtig ist, dass Sie das korrekte Seitenverhältnis beibehalten. 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 54 Hz sind nicht möglich.

Downsampling-Startschwierigkeiten: Die DX9-Limitierung
Einmal eingerichtet, funktioniert das beschriebene Verfahren tadellos – allerdings nur unter Direct3D9. Unter DX10/11 werden die selbsterstellten Auflösungen nicht angeboten. Wie Sie diese auf moderne Spiele beschränkte Limitierung umgehen, erfahren Sie im 3D-Center-Forum. Der Eingriff ist relativ aufwendig und erfordert eine Modifikation der Windows-Registrierung. Eine Alternative zu dieser Operation ist das DX10/11-Downsampling-Tool, welches wir übrigens mit einer grafischen Oberfläche und 64-Bit-Treibersignatur exklusiv auf der Heft-DVD anbieten.

Downsampling-Startschwierigkeiten #2: Wenn die Auflösungen nicht angeboten werden
Die Custom Resolutions werden Ihnen zwar auf dem Windows-Desktop, aber nicht in Spielen angeboten? Sofern es sich nicht um die oben erläuterte API-Limitierung handelt und die Auflösungen wirklich in keinem Spiel zur Verfügung stehen, 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 erneut an dargos Downsampling-Kompendium im 3D-Center-Forum.

Downsampling: Leistungskosten & Benchmarks
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). Das Spiel bietet ein gutes Fps-Optik-Verhältnis und profitiert stark von Downsampling:

2.880 x 1.620 (16:9) via Downsampling ist zumindest auf einer High-End-Grafikkarte wie der Geforce GTX 580 spielbar möglich. Die standardisierte 30-Zoll-Auflösung 2.560 x 1.600 (16:10) bürdet der Grafikkarte etwa 10 Prozent weniger Last auf.

Downsampling: Crysis, der Sonderfall
Crysis (1) stellt eine Ausnahme dar, die spielinternes Downsampling erlaubt. Dieses funktioniert auch auf Radeon-Karten unter Windows Vista/7 und auch mit einem 30-Zoll-LCD. Dazu sind lediglich Kommandos in der spieleigenen Konsole nötig. Öffnen Sie diese mit der "^"-Taste (links neben der 1) und tippen Sie "con_restricted 0" (ohne Anführungszeichen) ein. Dieser Befehl schafft die standardmäßige Sperre von Konsolenbefehlen ab. Zwei weitere Parameter legen die Zahl aktiver Pixelzeilen und -spalten fest. Geben Sie nun "r_width xxxx" ein, wobei die X-e für die Horizontalpixel stehen – etwa 3840. Nach der Bestätigung per Entertaste geben Sie die Vertikalpixel via "r_height xxxx" ein – hier wäre die Zahl 2160 passend, wenn Sie einen 16:9-Bildschirm nutzen. Die eingegebene Auflösung wird nun in Echtzeit vom Spiel heruntergerechnet – genau wie beim oben beschriebenen Downsampling.

Downsampling: Fazit
In Zeiten, bei denen immer mehr Entwickler technischen Restriktionen nachgeben und auf Kantenglättung verzichten, ist "Downsampling" die passende Waffe gegen Aliasing. Doch auch in Spielen, die Kantenglättung erlauben, ist die trickreiche Erhöhung der Rendergenauigkeit eine lohnenswerte Methode, um die Lieblingsspiele in ungekannte Qualitäts-Sphären zu hieven. Gerade Besitzer von High-End-Grafikkarten bekommen mit Downsampling – neben SGSSAA – eine weitere Möglichkeit, um ihren teuren Spielkameraden stets voll 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?

Abschließend bitte wir um die Teilnahme an der Umfrage Downsampling: Wollt ihr eine offizielle Implementierung im Treiber? Wir werden das Feedback bei reger Teilnahme an AMD und Nvidia weiterleiten.