Shadow of the Tomb Raider: DLSS

Lara Croft und das Deep-Learning Supersampling

Raytracing ist nur eine Funktion, mit denen Nvidia seine Turing-Grafikkarten bewirbt. Das zweitwichtigste Feature hört auf den Namen Deep-Learning Supersampling, kurz DLSS. Dahinter steckt ein neuartiges Bildglättungsverfahren, welches sich das Wissen von Nvidias Supercomputern zunutze macht. Ein Zusammenschluss besagter Rechner, neuronales Netzwerk genannt, wird solange mit hochauflösenden respektive bestmöglich geglätteten Bildern des Spiels gefüttert, bis es gelernt hat, wie gute Grafik aussieht (Deep Learning). Dieses Wissen wird in komprimierter Form abgespeichert und gelangt mittels Spiel- und Treiber-Code auf die Rechner der Spieler.

Nun schlägt die Stunde der Tensor-Kerne, welche in jeder Geforce RTX 20 schlummern. Die spezialisierten, mit enormer Rechenleistung ausgestatteten Einheiten kümmern sich darum, dass die gewonnenen Informationen in Bildqualität umgewandelt werden. Um Supersampling, wie der Name suggeriert, handelt es sich dabei jedoch nicht. DLSS in seiner heutigen Form entspricht eher einem aufwendigen Upscaling-Algorithmus. Sie haben richtig gelesen: Up, nicht down. Ursächlich dafür ist Nvidias Entscheidung, DLSS als Entlastungsmaßnahme für die vom Raytracing geplagten anderen Rechenwerke aufzubauen. Da zusätzliche Samples immer Leistung kosten - selbst dann, wenn der Löwenanteil von den Tensor-Kernen gestemmt wird - und die Bildrate somit weiter sinken würde, greift Nvidia auf einen Trick zurück: Die interne Render-Auflösung mit DLSS ist geringer als die im Spiel eingestellte. Zwar verschweigen die Kalifornier hartnäckig Details zu den Interna, als gesichert gilt jedoch beispielsweise, dass die Aktivierung von DLSS auf einem Ultra-HD-Display (3.840 × 2.160 Pixel) zu einer GPU-internen Auflösung von 2.560 × 1.440 Pixel führt. Der Algorithmus wertet diese Auflösung nach bestem Wissen spatial und temporal auf. Hier ein Vergleich mit unkomprimierten PNGs in WQHD-Auflösung:

DLSS-Vergleich (WQHD/1440p) - Bild per Mausklick auswählen

DLSS aus (Szene 1) DLSS an (Szene 1) DLSS aus (Szene 2) DLSS an (Szene 2)

Vollbild-Vergleich

Die Ergebnisse können sich in einigen Bildteilen sehen lassen, am Ende ist Nvidias Marketing aber besser als die Realität. Da selbst der beste Algorithmus nicht zaubern kann, kommt derzeitiges "DLUS" (Deep-Learning Upscaling) insgesamt nicht an das nativ erzeugte Bild heran. Hierbei muss jedoch zwischen räumlicher und zeitlicher Wirkung differenziert werden. Räumlich, auf Pixelebene, fällt auf, dass DLSS die verlorenen Bildpunkte mit Überschärfung zu kompensieren versucht. Das führt bei einigen Oberflächen, unter anderem Holz, Geröll und Waldboden, zu einem subjektiv "knackigeren" Ergebnis im Stile gängiger Sharpening-Algorithmen, allerdings auch zu deren Nebeneffekten: Feine Strukturen wirken mitunter sehr bröselig und zeigen weiße Umrandungen, welche bei nativer Darstellung nicht auftreten. Hochfrequente Inhalte wie Asphalt und Textilien, welche pixelfeine Inhalte aufweisen, neigen infolge des gröberen Pixelrasters zu stärkerem Flimmern. Außerdem verändert DLSS die komplette Beleuchtung - Shadow of the Tomb Raider ist keine Ausnahme.

Rein auf die Ultra-HD-Auflösung bezogen halten wir DLSS für die beste verfügbare AA-Option.Neben den selektiven Vorteilen bei der Texturschärfe punktet DLSS bei der zeitlichen Komponente. Gängige Temporal-AA-Verfahren neigen zu Schlier- und Ghosting-Artefakten, speziell bei geringen Bildraten. Mit DLSS wird das Problem in vielen Fällen reduziert, allerdings kann es in speziellen Situationen, bei denen ein Objekt ein anderes verdeckt, zu exklusiven Artefakten kommen. Im Falle von Shadow of the Tomb Raider halten sich diese Probleme in Grenzen und vor allem die gute Glättung von Lara Crofts Mähne verdient Lob. Unter dem Strich macht DLSS in SotTR eine gute Figur. Rein auf die Ultra-HD-Auflösung bezogen, welche dem Verfahren genügend Information zur Verrechnung liefert, halten wir DLSS gar für die beste verfügbare AA-Option.

Übrigens: Nvidia nannte zum Turing-Launch auch den Modus DLSS 2x. Dahinter steckt eine echte Aufwertung der Bildqualität mit zusätzlichen KI-Samples bei nativer Bildschirmauflösung. Auf erneute Nachfrage seitens PC Games Hardware entgegnete Nvidia Deutschland, dass DLSS derzeit im Fokus stehe, DLSS 2x aber nicht vom Tisch sei. Wir vermuten, dass der neue AA-Modus das Zugpferd künftiger RTX-Grafikkarten (RTX 30) sein wird, welche der Last auch mithilfe größerer Speicherkapazitäten souverän entgegentreten.

DLSS: Das geht, das geht nicht

Wie üblich, funktioniert DLSS nicht auf allen verfügbaren Kombinationen aus RTX-Grafikkarte und Auflösung. Nvidia begründet diese Restriktion damit, dass nicht alle Auflösungen im Trainingsfokus stehen. Außerdem hat sich im Alltag gezeigt, dass nicht alle Kombinationen sinnvoll sind, beispielsweise beim Einsatz einer Geforce RTX 2080 Ti: Wer in Full HD spielt, benötigt keine weitere Absenkung der Pixellast, sodass auf jeden Fall die Qualität sinkt, die Bildrate aber nicht zwangsläufig zunimmt. In WQHD und erst recht Ultra HD lohnt es sich hingegen immer, der GPU etwas Arbeit abzunehmen.

DLSS steht auch bei 4:3-, 16:10- und Breitbildauflösungen zur Verfügung.Wie bei allen anderen RTX-Titeln empfiehlt Nvidia auch in Shadow of the Tomb Raider, DLSS in Kombination mit Raytracing zu verwenden, um den Leistungshunger abzumildern. Eine Übersicht, welche Geforce RTX mit welchen Einstellungen funktioniert, liefert die folgende Tabelle. Unerwähnt bleibt in den meisten Übersichten, dass DLSS nicht bloß auf diese drei Pixelverhältnisse beschränkt ist, sondern auch bei Zwischenauflösungen verwendet werden kann. Wir haben es in Shadow of the Tomb Raider mit einer Geforce RTX 2070 ausprobiert: DLSS steht auch bei 4:3-, 16:10- und Breitbildauflösungen zur Verfügung. So dürfen Sie beispielsweise die Auflösungen 1.920 × 1.200, 2.048 × 1.080 und das mittlerweile sehr beliebte Ultrawide-Format mit 3.440 × 1.440 Pixel verwenden - auch ohne Raytracing. Kurz: Im Falle dieser Nvidia-Grafikkarte dürfen Sie nach Herzenslust alle Kombinationen ausprobieren.

DLSS-Benchmarks

DLSS dient in erster Linie als Entlastung beim Einsatz von Raytracing. Im Falle von Shadow of the Tomb Raider lässt sich das KI-Upscaling jedoch auch ohne einen einzigen Strahlenwurf aktivieren. Da die Geforce-Modelle unterhalb der RTX 2080 Ti soeben mit einem hohen Leistungseinbruch aufgefallen sind, sehen wir uns nun exemplarisch an, was DLSS in Ultra HD retten kann. Zu sehen ist dieselbe Geforce RTX 2080 wie bei den Raytracing-Benchmarks, diesmal jedoch auch mit DLSS:

Das kann sich sehen lassen: DLSS steigert die Bildrate ohne RT-Schatten um 25 Prozent. Kommt hingegen die bestmögliche Schattierung zum Einsatz, steigt die Bildrate sogar um 66 Prozent - und erreicht damit erstmals spielbare Gefilde. Aus Leistungssicht lohnt sich DLSS somit ohne Frage. Was die optischen Auswirkungen angeht, muss jeder Spieler an seinem eigenen Monitor entscheiden.

Der Vollständigkeit halber: Nvidias Empfehlungen

Passend zum Patch für Shadow of the Tomb Raider hat Nvidia die Systemanforderungen veröffentlicht, welche im Zusammenhang mit den Technologien Raytracing und DLSS gelten. Da Raytracing mit sehr hohem Rechenaufwand verbunden ist, sind die normalen Systemanforderungen des Spiels hier ungültig.

Auch für die empfohlenen Grafikeinstellungen gibt es Empfehlungen von Nvidia. Wie bereits in Metro Exodus wird dabei für keine Grafikkarte die "Ultra"-Einstellung empfohlen. Selbst die RTX 2080 Ti (und Titan RTX) sollte also im "High"-Profil laufen, um ein flüssiges Spielen zu ermöglichen. Wer in einer niedrigeren Auflösung als Ultra HD spielt, sollte mit einer RTX 2080 Ti aber vermutlich auch im Ultra-Preset keine größeren Probleme haben.

Die Grafikkarten-Messmethodik der PCGH

Basierend auf Leser-Feedback verwendet PC Games Hardware für Spiele-Benchmarks seit einigen Jahren keine Referenz-Grafikkarten mit Standard-Taktraten mehr. An ihre Stelle treten Herstellerdesigns samt werkseitiger Übertaktung, wie sie von einem Großteil unserer Community verwendet werden. Hierbei handelt es sich um typische Modelle, wenngleich "typisch" gar nicht so einfach zu definieren ist. Die Auswahl richtet sich nicht nur daran, welche Grafikkarten noch im PCGH-Testlabor anwesend sind, sondern auch, ob sie repräsentativ für das jeweilige Modell sind: Wir nutzen nach Möglichkeit weder unübertaktete, sich wegen Überhitzung drosselnde oder enorm schnelle Herstellerdesigns, sondern "Vernunftversionen", wie wir sie auch in den PCGH-Grafikkartentests meistens empfehlen.

Beachten Sie bitte, dass wir nicht sämtliche Modelle am Markt testen können, sondern uns auf eine Auswahl beschränken müssen. Auch behalten wir uns vor, einzelne hier herangezogene Herstellerkarten in anderen Tests auszutauschen, beispielsweise dann, wenn sie das Testlabor verlassen müssen. Jede Grafikkarte wird vor den Benchmark-Durchläufen einer Aufheizperiode unterzogen, während derer sich der Kerntakt (Boost) auf ein bestimmtes, von Modell zu Modell unterschiedliches Niveau absenkt. Auf diese Weise vermeiden wir unrealistisch hohe Werte: Eine gerade aus dem Regal genommene Grafikkarte, noch kalt vom Nichtstun, boostet höher als im normalen Betrieb nach einiger Zeit unter Last. Die durchschnittliche, automatisch gesetzte GPU-Taktfrequenz beim Test der jeweiligen Karten finden Sie in den Benchmarks. Die tatsächliche Frequenz ist wichtig und kann angesichts der großen möglichen Unterschiede nicht einfach unter den Tisch fallen, denn "GTX 1080 Ti" ist nicht "GTX 1080 Ti", um nur ein Beispiel zu nennen - je nach Herstellerdesign können zehn Prozent Differenz dazwischen liegen. Hinterfragen Sie daher Messwerte im Internet, die ohne jegliche Taktangabe veröffentlicht werden. Dem gegenüber stehen wenige Grafikkarten, von denen keine übertakteten Versionen existieren. Die prominenteste ist AMDs Radeon R9 Fury X, welche wir als Referenzdesign testen - gäbe es OC-Versionen, würde eine solche in den Benchmarks mitmischen. Derzeit teilt die Radeon VII ihr Schicksal, allerdings geht man hier davon aus, dass Hersteller-/OC-Versionen nur eine Frage der Zeit sind.

Artikel teilen

Shadow of the Tomb Raider: Raytracing und DLSS mit 5 Geforce-RTX-Karten in 4 Auflösungen getestet In diesem Artikelabschnitt zu Shadow of the Tomb Raider widmen wir uns der KI-Bildglättung DLSS in Wort, Bild und Benchmark.

Per E-Mail versenden

103

1. Seite 1 Shadow of the Tomb Raider: Raytracing Einleitung
2. Seite 2 Shadow of the Tomb Raider: Raytracing-Benchmarks
3. Seite 3 Shadow of the Tomb Raider: DLSS