Nvidia GeForce GTX 980 / 970 review incl. Ultra HD

Wat is nieuw: DSR en MFAA

We schreven het al: de GM204 (en daarmee is de GTX 980 en GTX 970) is meer dan betere prestaties en een lager stroomverbruik. Met de nieuwe kaarten introduceert Nvidia ook direct een aantal nieuwe technologieën. Het is overigens niet voor al deze nieuwigheden duidelijk of ze exclusief voor de twee nieuwe kaarten beschikbaar zijn of met driver updates ook beschikbaar komen voor bestaande kaarten.

Allereerst zijn er twee nieuwe, anti-aliasing gerelateerde technologieën die de beeldkwaliteit binnen 3D-games moeten verbeteren: DSR en MFAA.

Dynamic Super Resolution

DSR staat voor Dynamic Super Resolution en is een "nieuwe" technologie waarmee een game op hogere resolutie gerenderd kan worden en daarna worden terug geschaald naar de resolutie van je beeldscherm. Zo kun je een game bijvoorbeeld in Ultra HD resolutie (3840x2160) resolutie laten renderen om het daarna op een Full HD (1920x1080) monitor weer te geven. Door het renderen in hogere resolutie en terugschalen worden kartelranden in games op een effectieve manier verwijderd. En doordat Nvidia voor het terugschalen geen simpel "pak het gemiddelde van de kleur van vier pixels"-filter gebruikt maar een complex 13-tap Gaussian Filter moet zoveel mogelijk van de details van de originele resolutie behouden blijven. Nvidia's marketing team spreekt over de "crispness of 4K on a Full HD screen". Dat gaat wat ver, maar de technologie werkt zonder meer.

Nieuw in de eerste zin van de bovenstaande alinea zetten we echter uitdrukkelijk tussen aanhalingstekens, want in feite is DSR een beetje oude wijn in nieuwe zakken. Het op hogere resolutie renderen en daarna terugschalen is in feite de eerste en simpelste vorm van anti-aliasing. Het feit dat het terugschalen met een complexer filter gebeurt is wel nieuw.

Nvidia ziet DSR voornamelijk als iets wat gamers kunnen toepassen in games waar een GTX 970 of 980 zó snel is, dat 100+ of zelfs 200+ fps behalen. Deze vorm van anti-aliasing vergt namelijk uiteraard zeer veel rekenkracht. DSR kan via de drivers per game geconfigureerd worden en de nieuwe versie van GeForce Experience stelt de technologie ook in bij geschikte situaties.

.

Multi Frame Anti-Aliasing

MFAA ofwel Multi Frame Anti-Aliasing is een nieuwe anti-aliasing technologie die volgens Nvidia ruwweg de beeldkwaliteit van 4x MSAA met de performance hit van 2x MSAA moet bieden. Om te begrijpen hoe MFAA precies werkt, doen we heel even een stap terug naar wat anti-aliasing ook weer precies is en hoe het werkt.

Wanneer een videokaart beelden van een game berekent, wordt voor alle objecten in het beeld berekend op welke pixels ze zichtbaar zijn en daarna worden, kort door de bocht, alle objecten van achteren naar voren berekend. Alle pixels krijgen de kleur zoals die wordt bepaald aan de hand van het voorste object.

Aangezien pixels vierkant zijn en - op de meeste schermen althans - goed afzonderlijk te zien zijn, kan deze berekening in veel gevallen voor zogenaamde trap- of karteleffecten zorgen. In onderstaande afbeelding zie je een voorbeeld hoe een wit object voor een zwarte achtergrond wordt berekend: pixels zijn óf wit óf zwart.

Standaard anti-aliasing (MSAA ofwel Multi Sample Anti-Aliasing) gaat dit trapeffect tegen door per pixel twee of meer "samples" te nemen. Bij 4x MSAA wordt er voor iedere pixel op vier verschillende plekken binnen de pixel bekeken of het object daar wel of niet zichtbaar hoeft te zijn. Op basis daarvan wordt de kleur bepaald.

Onderstaande afbeelding laat dat goed zien: de rode lijn is de rand van het witte object bij een theoretisch oneindige resolutie. Links zien we de situatie zonder AA: het midden van de pixel linksonder zit buiten het object en wordt zwart, het midden van de tweede pixel zit er op en wordt dus wit. Rechts zien we 4x MSAA: per pixels op vier plekken gerenderd: links onder vallen drie punten buiten het object en één erin. De uiteindelijk kleur wordt dus 25% wit en 75% zwart: donker grijs. Bij de pixel rechtsonder vallen juist drie van de samples op het object en één erbuiten: licht grijs dus.

Bij MFAA wordt er voor ieder door de game aangeleverd frame twee samples genomen, net als bij 2x MSAA. De manier waarop de samples worden genomen wordt om het andere frame echter 90 graden gedraaid en de informatie van twee opvolgende frames wordt gecombineerd. Hierdoor wordt met iets meer dan de rekenkracht van 2x MSAA een kwaliteit vergelijkbaar met 4x MSAA behaald.

Je kunt beredeneren dat bij stilstaande beelden 4x MFAA exact hetzelde beeld oplevert als 4x MSAA. Bij bewegende beelden moet het temporal synthesis filter dat de AA-samples van twee opvolgende frames combineert echter rekening houden met de beweging. Daardoor moet de beeldkwaliteit van 4x MFAA bij beweging dus per definitie (iets) minder zijn dan bij 4x MSAA en: hoe sneller de beweging hoe moeilijker dat filter het zal hebben om überhaupt samples van twee opvolgende frame te kunnen combineren.

Of dat erg is? De karteleffecten zijn juist bij (vrijwel) stilstaande beelden duidelijk zichtbaar, bij snel bewegende beelden heb je er in de regel een stuk minder last van. Ofwel: het nadeel van MFAA mag eigenlijk geen nadeel heten.

Met de relatief korte tijd die we beschikbaar hadden voor deze review hebben we helaas nog geen uitgebreide test van MFAA, zowel qua prestaties als beeldkwaliteit, kunnen doen. Wellicht in de (nabije) toekomst.